電力電纜(power cable),是用于傳輸和分配電能的電纜。常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站的引出線路、工礦企業(yè)的內(nèi)部供電及過江、過海的水下輸電線。
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在電力線路中,電纜所占的比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品,其中包括1-500KV以及以上各種電壓等級,各種絕緣的電力電纜。不管我們從事電氣設(shè)計(jì)還是工廠電氣維護(hù)的同行對于電纜的選擇都是繞不開的話題,那么溫度對電纜選擇具體有哪些影響呢?下面本文詳細(xì)地給大家講一講,看完文章希望能給廣大電氣設(shè)計(jì)人員和工廠電氣運(yùn)維人員一些參考。
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01 選擇電纜的方法有哪些? (1)按溫升選擇電纜
我們都知道導(dǎo)體通過負(fù)載電流時,導(dǎo)體的溫度會升高,導(dǎo)體有絕緣層,導(dǎo)體溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體絕緣所承受的長期允許最高溫度,超過以后導(dǎo)體就會損壞。
(2)按機(jī)械強(qiáng)度
導(dǎo)體在敷設(shè)時,根據(jù)敷設(shè)方式和支撐點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近,導(dǎo)體都有一個允許的最小截面。
(3) 按經(jīng)濟(jì)條件選擇
也就是按最省錢的方式選擇。
(4) 按線路壓降選擇
我們都知道電流通過導(dǎo)體時,由于線路阻抗的存在,會在線路中產(chǎn)生壓降,如果壓降過大,線路末端也就是負(fù)荷端的電壓過低,會造成設(shè)備不能工作或?qū)υO(shè)備壽命產(chǎn)生影響,因此這就要求壓降不能過大,這時就要合理選擇電纜截面。
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(5) 電纜選擇應(yīng)滿足負(fù)載保護(hù)的要求
不管是配電回路還是電機(jī)回路當(dāng)線路故障時,保護(hù)裝置應(yīng)該按規(guī)定的時間動作,能不能可靠動作和電纜截面有很大的關(guān)系,因此我們選擇電纜時要考慮保護(hù)可靠動作的要求。
(6) 按熱穩(wěn)定的要求選擇電纜
電纜或電氣設(shè)備在故障時,電纜要滿足熱穩(wěn)定要求,要滿足此要求,就要考慮電纜截面的大小。綜合以上條件,將其中最大截面作為最終結(jié)果。
02 溫度對電纜選擇的影響有哪些? (1)我們都知道環(huán)境溫度越高電纜的載流量越低,環(huán)境溫度越低電纜的載流量越高,那么這個環(huán)境溫度到底是什么意思呢?
我們來看一下環(huán)境溫度的定義:
電纜無負(fù)荷時周圍介質(zhì)的溫度。定義我們知道了 那么環(huán)境溫度在實(shí)際工作中又是如何選取的呢?通過下表可以對環(huán)境溫度的選取有一個整體了解。
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▲ 環(huán)境溫度選取 (2)圖中通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度由相關(guān)專業(yè)給出,其它溫度可查設(shè)計(jì)手冊或當(dāng)?shù)貧庀髼l件得出,如果是設(shè)計(jì)項(xiàng)目也可要求甲方給出。我們看一下設(shè)計(jì)手冊中各地溫度:
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▲ 各地區(qū)環(huán)境溫度 (3)上圖之只列出了一部分,在手冊中可以查看全國各地的環(huán)境溫度(臺灣也在 哈) 當(dāng)線纜敷設(shè)的環(huán)境溫度確定以后,我們就可以根據(jù)溫度和載流量表來選擇電纜了,我們看一下載流量表如下圖:
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▲ 電纜載流量表 (4)我們看上面的表中環(huán)境溫度是40度,如果我們的環(huán)境溫度是40的話,那么我們就可以直接查表了。
例如:我們選用銅芯三芯電纜 電纜截面為70mm2 這個時候就可以查出電纜載流量為228A,下面的兩條注釋對選擇電纜也有影響后續(xù)我們在進(jìn)行解釋。
規(guī)范中只給出了環(huán)境溫度為 40度時的載流量,如果溫度不是40度的時候該怎么辦呢?可以通過查表和計(jì)算的方法來解決。
在設(shè)計(jì)手冊中的載流量分別給出了 25度、 30度、 35度、 40度的載流量方便大家進(jìn)行選擇,如果是另外的溫度 只有通過計(jì)算來進(jìn)行選擇了。
查表法和計(jì)算方法來確定載流量的方法先看查表法,表格如下:
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▲ 電纜載流量校正系數(shù) (5)在這個表中一種是在空氣中敷設(shè),一種是土壤中直埋敷設(shè),我們以空氣中敷設(shè)為例進(jìn)行說明,假設(shè)我們選用的是YJV-0.6/1-70MM的電纜,敷設(shè)溫度為30度,那么載流量是多少呢?根據(jù)我們在在上面提到的內(nèi)容,此電纜的載流量為228A。
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此種電纜的最高工作溫度為90度,有這些條件我們就可以按表格來計(jì)算載流量了,看上圖紅色交叉的部分校正系數(shù)為1.09, 計(jì)算載流量為228X1.09=248.5A, 如果溫度為45度這時候的載流為 228X0.94=214.3A; 這和溫度越高載流越低,溫度越高載流約高是相對應(yīng)的。
(6)當(dāng)環(huán)境溫度為25度的時候載流量怎么查呢?因?yàn)樯厦娴谋頉]有25度的系數(shù),這個時候就不能用查表法,而只能用計(jì)算法。
計(jì)算公式如下:
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▲ 計(jì)算公式 (7)通過這個公式我們可以計(jì)算任何溫度時的校正系數(shù),上面表格的校正系數(shù)也是通過此公式計(jì)算出來的,只是為了方便大家使用列出了表格而已,有興趣的朋友可以自己先驗(yàn)證一下。 (8)電纜溫度校正系數(shù)是怎樣得出來的?首先我們選擇電纜導(dǎo)體的最高工作溫度YJV電纜為90℃ ,額定電纜載流量的溫度為40℃,實(shí)際工作溫度分別選取為30℃和50℃。 計(jì)算結(jié)果如下:
溫度為30℃時的校正系數(shù)K
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▲ 不同溫度時的校正系數(shù)
我們與規(guī)范表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)基本一致;當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度為其它溫度時,都可以按此公式進(jìn)行計(jì)算。
(9)上面說的都是電纜在空氣中敷設(shè)時的校正系數(shù),那么當(dāng)電纜在土壤中敷設(shè)時又是怎么計(jì)算的呢?要了解這個問題就涉及到一個土壤熱阻系數(shù)的概念,首先我來看一下什么是熱阻系數(shù)。
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熱阻系數(shù):土壤熱阻是指土壤與電纜表界面的熱阻,它和界面的大小、土壤性質(zhì)等因素有關(guān)系,當(dāng)電纜直接埋地或穿管埋地敷設(shè)時,除土壤溫度外,熱阻系數(shù)是另一個影響載流量的主要因素:電纜熱阻系數(shù)校正見下表:
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▲ 土壤熱阻系數(shù)
與在環(huán)境中的校正系數(shù)類似,當(dāng)我們查電纜載流量表時一定要注意電纜載流量表的熱阻系數(shù)是多少,如果載流量表的熱阻系數(shù)與我們實(shí)際的土壤熱阻系數(shù)不同,一定要進(jìn)行校驗(yàn),否則選出的電纜肯定是不正確的。
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