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電纜的選擇技巧

普遍原理

電纜的額定電壓等於或大於網絡的額定電壓,電纜的最高工作電壓不得超過其額定電壓的15%。壹般情況下使用鋁芯電纜,除了在要移動或劇烈振動的地方使用銅芯電纜。電纜結構中敷設的電纜應采用裸鎧裝電纜或鋁包裸塑料護套電纜。直埋電纜采用帶保護層的鎧裝電纜或鋁包裸塑料護套電纜。移動機械選用重型橡套電纜。腐蝕性土壤壹般不直埋,否則應采用專用防腐電纜。在有腐蝕性介質的場所,應采用相應的電纜護套。當垂直敷設電纜或在高度差較大的地方敷設電纜時,應使用無滴漏電纜。當環境溫度超過40℃時,不應使用橡膠絕緣電纜。

截面檢查

(1)按電壓選擇電纜:根據上述第壹個壹般原則進行選擇。

(2)按經濟電流密度選擇電纜截面:計算方法與導線截面相同。

(3)按線路最大長期負荷電流檢查電纜截面Iux≥Izmax。

式中:IUX——電纜的允許負荷電流(A);

izmax——電纜長時間通過的最大負載電流(A)。

這種選擇方法是我們日常工作中使用時間最長的。通常先計算線路的工作電流,再計算線路的最大工作電流不應大於電纜的允許載流量。電纜的允許長期工作電流見表1。

我們在實際工作中經常會遇到這種情況。由於負載增加,負載電流增大,原電纜載流量不足。為了增加容量,考慮到原有電纜運行正常,重新鋪設電纜難度大,不經濟。我們經常采用雙平行甚至三平行的方法。

在組合電纜的選擇上,很多人認為只要滿足當前的載流量要求,電纜截面越小越經濟合理。是這樣嗎?

2006年6月3日,1 #變壓器至配電室主電纜發生爆炸,其中壹根原185mm四芯鋁芯電纜發生爆炸。為了及時恢復供電,保留了另壹根完好的電纜,增加了兩根120mm四芯鋁芯電纜供電。運行10個月後,主纜於2006年6月165438+10月15再次爆裂。經檢查,發現185mm電纜爆炸導致事故發生。

為什麽會發生這種事故?根據表1可以得出,三根電纜的安全載流量為668A,生活區鉗形電流表測得的最大負荷電流僅為500A。按照Iux≥Izmax的原則,這個手術應該是安全可靠的。但是我們忽略了電纜是有電阻的,因為多根並聯電纜連接時,接頭處的接觸電阻是不壹樣的,而這個接觸電阻往往和電纜本身的電阻相當,會造成多根並聯電纜的電流分布不均衡,這與電纜的阻抗有關。

銅線接口粗略計算:S = IL/54.4 u(S導體截面積為平方毫米)。

鋁線接口粗略計算:S=IL/34U

阻力計算

電纜的DC標準電阻可按下列公式計算:

r20 =ρ20(1+k 1)(1+K2)/∏/4×dn×10

式中:R20——20℃時電纜的標準分支電阻(ω/km)

ρ20——導體的電阻率(20℃時)(ω * mm/km)

D——每個巖心的直徑(毫米)

n-內核數量;

K1芯撚率,約0.02-0.03;

K2——多芯電纜的扭絞比約為0.01-0.02。

任何溫度下每千米電纜的實際交流電阻為:

r 1 = R20(1+a 1)(1+K3)

式中:a 1-t時電阻的溫度系數;

K3——考慮集膚效應和鄰近效應的系數,當截面積小於250mm時,取0.01;在1000毫米處為0.23-0.26

電容計算

C = 0.056Nε牛頓·秒/克

式中:c-電纜電容(微法/千米)

εs-相對介電系數(標準為3.5-3.7)

n-多芯電纜的芯數;

g形系數。

電感計算

對於用於配電的地下電纜,當導體截面為圓形,且忽略鎧裝和鉛護套的損耗時,每根電纜的電感計算方法與導體相同。

L=0.4605㏒Dj/r+0.05u

LN=0.4605㏒DN/rN

式中:L——每相線的電感(mH/km)

ln——中性線的電感(MH/km);

dn——相線與中性線之間的幾何距離(cm);

RN——中性線的半徑(厘米);

丹、DBN、DCN——各相線對中性線間的中心距離(cm)。

例子

據測量,工區2號活負荷電流為330A,現有電纜為120mm四芯銅芯電纜。查表可知,其安全載流量為260A,電纜超載,不安全。為了保證正常供電,我們工區計劃用另壹根電纜分流,保證正常供電。(以下提到的電纜均指1KV,VV鎧裝聚乙烯四芯銅芯電纜)。

如果按照安全載流量330a-260a = 70A,我們只需要組合壹根載流量為70A的電纜就可以保證理論上(理想情況下)的安全運行。

根據電纜阻抗的計算方法,16mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm和120 mm的阻抗值見表2:標稱截面積(mm)電阻(ω/Km)(20℃時)電抗(ω/Km)16 1.15 0.068 25 0.75 0.066 35 0

根據上表,我們可以計算出電纜的阻抗模式。不考慮並聯電纜的接觸電阻,我們可以把並聯電纜理解為兩個阻抗並聯,計算電流分布值。

當然,兩根電纜平行敷設時,電纜的安全載流量會發生變化。兩根電纜壹起使用時,安全載流量應為原載流量的0.92倍。

則120mm銅芯電纜的安全載流量為239A。25mm線是86A,35mm線是109A。根據Iux≥Izmax的原理,可以組合壹根35mm的線纜,安全運行。

連接2#壽命的35mm四芯銅纜時:

︱z35︱=0.534ω

當負載電流為330A時,I 120 =︱z 16︱/(︱z 16︱+︱z 120︱)* 330。

I 120 = 253.19a;I16=76.81A

不難看出,120mm電纜仍在過流運行。