Общие принципы
Номинальное напряжение кабеля равно или больше номинального напряжения сети, в которой он расположен, а максимальное рабочее напряжение кабеля не должно превышать 15% от его номинального напряжения. В дополнение к использованию кабелей с медным сердечником в местах, где требуется движение или сильная вибрация, обычно используются кабели с алюминиевым сердечником. Кабели, проложенные в кабельных сооружениях, должны представлять собой кабели с неизолированной арматурой или кабели с неизолированной пластиковой оболочкой в алюминиевой оболочке. Кабели, проложенные непосредственно под землей, используют армированные кабели с оболочкой или кабели в пластиковой оболочке с алюминиевой оболочкой. Для мобильной техники используются прочные кабели в резиновой оболочке. В коррозионных почвах, как правило, не используется прямое захоронение, в противном случае следует использовать специальные кабели с антикоррозийным слоем. В местах с агрессивными средами следует использовать соответствующую оболочку кабеля. Для вертикальной прокладки кабелей или в местах с большим перепадом высот следует использовать кабели без капель. Кабели с резиновой изоляцией не следует использовать при температуре окружающей среды выше 40 ℃.
Проверка раздела
(1) Выбирайте кабели в соответствии с напряжением: выбирайте в соответствии с первым из вышеупомянутых общих принципов.
(2) Выберите сечение кабеля в соответствии с экономической плотностью тока: метод расчета такой же, как и для сечения провода.
(3) Проверьте сечение кабеля Iux≥Izmax в соответствии с максимальным длительным током нагрузки линии.
В формуле: Iux - допустимый ток нагрузки кабеля (А);
Izmax —— Длительный максимальный ток нагрузки (А) в кабеле.
Мы используем этот метод отбора дольше всего в повседневной работе. Обычно мы сначала находим рабочий ток линии, а затем, согласно максимальному рабочему току линии, он не должен быть больше допустимой токовой нагрузки кабеля. Допустимый длительный рабочий ток кабеля указан в таблице 1.
Мы часто сталкиваемся с такой ситуацией в реальной работе. Из-за увеличения нагрузки и увеличения тока нагрузки исходный кабель имеет недостаточную допустимую нагрузку по току и пропускает ток. Для увеличения пропускной способности, учитывая нормальную работу исходного кабеля, необходимо заново прокладывать кабель. Конструкция сложная и неэкономичная, и мы часто применяем двойное или даже тройное слияние.
При выборе комбинированных кабелей многие думают, что чем меньше поперечное сечение кабеля, тем экономичнее и разумнее, если соблюдаются требования по допустимой токовой нагрузке. Так ли это на самом деле?
3 января 2006 г. взорвался главный кабель от трансформатора №1 до распределительного щита. Два из оригинальных 185-мм четырехжильных кабеля с алюминиевым сердечником взорвались. Чтобы вовремя восстановить подачу питания, в рабочей зоне оставлен другой исправный кабель и два кабеля объединены. Для питания используется четырехжильный кабель с алюминиевым сердечником диаметром 120 мм. После 10 месяцев эксплуатации 15 ноября 2006 г. главный кабель снова лопнул. После осмотра было установлено, что причиной аварии стал разрыв кабеля диаметром 185 мм.
Почему произошла эта авария? Согласно Таблице 1, мы можем найти, что безопасная допустимая нагрузка по току трех используемых кабелей составляет 668 А, а максимальный ток нагрузки, измеренный амперметром клещевого типа, составляет всего 500 А в жилой зоне. Согласно принципу Iux≥Izmax, эта операция должна быть безопасной и надежной. Однако мы игнорируем то, что кабель имеет сопротивление, потому что, когда подключен многопараллельный кабель, контактное сопротивление при подключении другое, и это контактное сопротивление часто сравнимо с сопротивлением самого кабеля. В результате распределение тока по многопараллельному кабелю будет непостоянным. Распределение тока симметричных многопараллельных кабелей зависит от импеданса кабеля.
Грубый расчет интерфейса медного провода: S=IL / 54,4U (площадь поперечного сечения S-провода в миллиметрах)
Грубый расчет интерфейса алюминиевого провода: S=IL / 34U
Расчет сопротивления
Стандартное сопротивление кабеля постоянному току можно рассчитать по следующей формуле:
R20 = ρ20 (1+K1) (1+K2) / ∏ / 4 × dn × 10
В формуле: R20 —— Стандартное сопротивление тока ответвления кабеля при 20 ℃ (Ом / км).
ρ20 —— Удельное сопротивление провода (при 20 ℃) (Ом * мм / км)
d —— Диаметр каждого сердечника проволоки (мм)
n —— Количество жил жилы;
Скорость скрутки проволоки с сердечником К1, около 0,02-0,03;
K2 —— Скорость скручивания многожильного кабеля около 0,01-0,02.
Фактическое сопротивление переменному току на километр кабеля при любой температуре составляет:
R1=R20 (1+a1) (1+K3)
В формуле: a1 —— Температурный коэффициент сопротивления при t ℃;
K3 —— Коэффициент, учитывающий скин-эффект и эффект близости, 0,01 при площади поперечного сечения менее 250 мм; 0,23-0,26 при 1000 мм.
Расчет емкости
C=0.056Nεs/G
В формуле: Емкость C-кабеля (мкФ / км)
εs-относительная диэлектрическая проницаемость (стандарт 3,5-3,7)
N —— Число сердечников многожильного кабеля;
Фактор формы G.
Расчет индуктивности
Для подземных кабелей для распределения энергии, когда поперечное сечение жилы круглое и не учитываются потери брони и свинцовой оболочки, метод расчета индуктивности каждого кабеля такой же, как и у провода.
L = 0,4605㏒Dj / r+0,05u
LN=0,4605㏒DN / rN
В формуле: L - индуктивность каждого фазного провода (мГн / км)
LN —— индуктивность нейтрального провода (мГн / км);
DN —— Геометрическое расстояние между фазовой линией и нейтральной линией (см);
rN —— Радиус нейтральной линии (см);
DAN, DBN, DCN - межосевое расстояние между каждой фазовой линией и нейтральной линией (см).
иллюстрация
Измеренный ток нагрузки рабочей зоны 2 # живая переменная нагрузка составляет 330 А, существующий кабель представляет собой четырехжильный медный кабель диаметром 120 мм, а допустимая допустимая нагрузка по току составляет 260 А после проверки таблицы. Кабель перегружен и есть скрытые опасности небезопасной эксплуатации. Чтобы обеспечить нормальное электроснабжение нашей рабочей зоны, планируется разделить ток с помощью другого кабеля, чтобы обеспечить нормальное электроснабжение.
