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      電纜的選擇技巧

      一般原則
      電纜的額定電壓等于或大于所在網絡的額定電壓,電纜的最高工作電壓不得超過其額定電壓的15%。除在要移動或振動劇烈的場所采用銅芯電纜外,一般情況下采用鋁芯電纜。敷設在電纜構筑物內的電纜宜采用裸鎧裝電纜或鋁包裸塑料護套電纜。直埋電纜采用帶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。有腐蝕性的土壤一般不采用直埋,否則應采用特殊的防腐層電纜。在有腐蝕性介質的場所,應采相應的電纜護套。垂直或高差較大處敷設電纜,應采用不滴流電纜。環境溫度超過40℃時不宜采用橡皮絕緣電纜。
      截面校驗
      (1)按電壓選擇電纜:按照上述的一般原則中的第一條進行選擇。
      (2)按經濟電流密度選擇電纜截面:計算方法與導線截面的計算方法一樣。
      (3)按照線路最大長期負載電流校驗電纜截面Iux≥Izmax
      式中:Iux——電纜的允許負載電流(A);
      Izmax——電纜中長期通過的最大負載電流(A)。
      我們在平時的工作中最長用的就是這種選擇方法,通常是先求出線路的工作電流,再按照線路最大的工作電流不應該大于電纜的允許載流量。電纜允許的長期工作電流見表一。
      我們在實際工作中經常會遇到這種情況,由于負荷的增加,負載電流增大,原有電纜載流量不足,過流運行,為了增加容量,考慮到原有電纜運行正常,要重新敷設電纜施工難度大而且不經濟,我們常采用雙并、甚至三并的做法。
      在并用電纜的選擇上很多人認為只要在滿足載流量要求的前提下電纜截面越小越經濟,越合理,實際究竟是不是這樣呢。
      2006年1月3日1#變壓器至配電室主電纜爆,原185mm的四心鋁心電纜2根爆了一根,工區為了及時恢復供電,將另一根好的電纜保留,并了兩根120mm的四心鋁心電纜進行供電。在運行了10個月后2006年11月15日主電纜再次爆裂,經檢查發現,185mm的電纜爆引發了此次事故。
      為什么會發生此次事故呢,按照表一我們可以得出三根電纜并用得安全載流量是668A,使用鉗型電流表測得生活區得的最大負載電流只有500A,按照Iux≥Izmax的原則,這樣運行應該是安全可靠的。但是,我們忽略了電纜是有電阻的,因為多并電纜連接時,連接處存在接觸電阻不同,而此接觸電阻又往往與電纜本身的電阻可比擬,其結果會造成多并電纜的電流分配不平衡,多并電纜的電流分配,是與電纜的阻抗有關的。
      銅線界面粗略計算:S=IL/54.4U(S導線截面積平法毫米)
      鋁線界面粗略計算:S=IL/34U
      電阻計算
      電纜的直流標準電阻可以按照下式進行計算:
      R20=ρ20(1+K1)(1+K2)/∏/4×dn×10
      式中:R20——電纜在20℃時的支流標準電阻(Ω/km)
      ρ20——導線的電阻率(20℃時)(Ω*mm/km)
      d——每根心線的直徑(mm)
      n——芯線數;
      K1——芯線扭絞率,約0.02-0.03;
      K2——多心電纜是的扭絞率,約0.01-0.02。
      任一溫度下每千米長電纜實際交流電阻為:
      R1=R20(1+a1)(1+K3)
      式中:a1——電阻在t℃時的溫度系數;
      K3——計及肌膚效應及臨近效應的系數,截面積為250mm以下時為0.01;1000 mm時為0.23-0.26。
      電容計算
      C=0.056Nεs/G
      式中:C——電纜的電容(uF/km)
      εs——相對介電系數(標準為3.5-3.7)
      N——多心電纜的心數;
      G——形狀系數。
      電感計算
      配電用的地下電纜,當導體截面為圓形時,且忽略鎧裝及鉛包損失時,每根電纜的電感計算方法與導線相同。
      L=0.4605㏒Dj/r+0.05u
      LN=0.4605㏒DN/rN
      式中:L——每根相線的電感(mH/km)
      LN——中性線的電感(mH/km);
      DN——相線與中性線間的幾何距離(cm);
      rN——中性線的半徑(cm);
      DAN、DBN、DCN——各相線對中性線間的中心距離(cm)。
      例證
      測得工區2#生活變負荷電流為330A,現有電纜為120mm四芯銅芯電纜,查表一知其安全載流量為260A,電纜超載運行,存在不安全隱患,為了保證供電正常,我工區打算并另外一根電纜進行分流,以保證正常供電。(以下提到的電纜都是指1KV,VV型鎧裝聚乙烯四心銅心電纜)。
      如果按照安全載流量來看330A-260A=70A,我們只需要并一根載流量為70A的電纜在理論上就可以保證安全運行(理想情況下)。
      按照電纜阻抗的計算方法,將16mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm的阻抗值如表二:
      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
      0.53
      0.064
      50
      0.37
      0.063
      70
      0.26
      0.081
      95
      0.19
      0.06
      120
      0.15
      0.06
      表二 四芯銅芯電纜阻抗
      按照上表我們可以計算出電纜的阻抗模,在不計并列電纜的接觸電阻的情況下,將并列電纜理解為兩阻抗并聯,計算出電流分配值。
      當然,兩條電纜平行敷設時,電纜的安全載流量會發生變化,兩條并用時,其安全載流量應該為原載流量的0.92倍。
      則此時120mm銅芯電纜的安全載流量為239A。25mm的為86A, 35mm的為109A,按照Iux≥Izmax的原則再并一根35mm的電纜就可安全運行。
      為2#生活并一35mm的四心銅心電纜時:
      ︱Z35︱=0.534Ω
      負載電流為330A,則I120=︱Z16︱/(︱Z16︱+︱Z120︱)*330
      得出 I120=253.19A;I16=76.81A
      不難看出120mm的電纜還是在過流運行。

      本文網址:http://www.szlongfu.cn/new-47612.html

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