Aluminiumdraht gepanzerte Kurzschlussstromberechnung

- May 27, 2018-

Bei vielen einadrigen Mittelspannungskabeln im Ausland wird zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten bei der Gewährleistung, dass das Kabel eine gewisse Zugkraft aushalten kann, eine Aluminiumdrahtpanzerung für die Panzerung verwendet. Denn im praktischen Betrieb der Kabelinstallation sind Panzerung und Abschirmung geerdet. Die meisten fremden Energiesysteme gehören zu Systemen der Klasse A, dh der Sternpunkt ist direkt geerdet. In einem solchen System ist ein großer Kurzschlussstrom zur Erde erforderlich. Das heißt, wenn ein Kurzschluss in einem Kabel auftritt, können Abschirmung und Panzerung relativ groß sein. Kurzschlussstrom, der Strom in die Erde und das Kabel vor Beschädigung. Daher ist die Kurzschlussstromberechnung von Aluminiumdrahtpanzerung eine wesentliche Fähigkeit für Ingenieure und Techniker. In der IEC-Norm gibt es keine Formel für die Berechnung von Kurzschlussstrom in Aluminiumdrahtpanzerung, sondern nur Kupferschirm und Kupferdrahtschirm. Jedoch können gemäß der IEC-Norm und anderen in- und ausländischen Daten die Berechnung und Ableitung von Kurzschlussströmen in der Aluminiumdrahtarmierung noch durchgeführt werden, und genaue Kurzschlussstromdaten von Aluminiumdraht-Panzerstählen, die praktischen Prüfungen standhalten können erhalten werden. Spielen Sie eine wichtige Rolle im Entwurfs- und Herstellungsprozess.


Für jeden stromführenden Abschnitt des Kabels wird üblicherweise angenommen, dass das Verfahren zum Berechnen des Nennkurzschlussstroms während der Dauer des Kurzschlusses innerhalb des Trägerfluids verbleibt (dh adiabatisch erwärmt). Tatsächlich wird im Falle eines Kurzschlusses ein Teil der Wärme in das angrenzende Material eingeleitet. Tatsächlich kann der Kurzschlussstrom größer sein, so dass nicht-adiabatische Effekte berücksichtigt werden. Die nicht-adiabatische Methode ist während der gesamten Dauer des Kurzschlusses wirksam.

Verglichen mit der adiabatischen Methode, verwenden die nicht-adiabatische Methode die Abschirmschicht, die Ummantelung und die Leiter, die kleiner als 10 mm² sind (insbesondere verwendet als abgeschirmte Drähte), eine starke Erhöhung des Kurzschlussstroms.

Die nicht-adiabatischen Kurzschlussströme von Aluminiumdrähten werden wie folgt berechnet:


I. Berechnung des Korrekturfaktors unter Berücksichtigung des nicht-adiabatischen Effekts


Da das Innere des Aluminiumdrahtpanzers ein PVC-Mantel ist und die Außenseite mit einem Vliesstoff verbunden werden muss, bevor der PVC-Mantel gequetscht werden kann, müssen die umgebenden Medienparameter nur den PVC-Mantel und den Vliesstoff berücksichtigen. In der Formel σ2, σ3 - die spezifische Wärme des Mediums um die Aluminiumdraht-Panzerschicht (J / Kom3)


Auch: PVC-Hülle σ2 = 1,7 × 106 J / Kom3


Vliesstoff σ3 = 2,0 × 106 J / Kom3


Auch: ρ2, ρ3 Aluminiumdraht-Panzerschicht, die den thermischen Widerstand der Medien umgibt (Kom / W)


PVC-Mantel ρ2 = 6,0Kom / W


Vliesfaser ρ3 = 6,0Kom / W

F - Unvollkommener Kontaktfaktor, wenn der thermische, nicht perfekte Kontakt zwischen der Aluminiumdrahtpanzerung und den umgebenden nichtmetallischen Materialien berücksichtigt wird, F = 0,5


Σ1 - spezifische Wärme von Schild, Mantel oder Panzerung, J / Kom3 Aluminiumdraht σ1 = 2,5 × 106 J / Kom3


Alle Parameter werden ersetzt in:

& epsi; = 1,158 nicht-adiabatischer Koeffizient.


Zweitens, der adiabatischen Prozess Kurzschlussstrom Berechnungsformel:


Unter ihnen ist die Querschnittsfläche des S - Kabels YJV72 12 / 20kV 1x500. S = 60 * 2,5 ^ 2 * 0,7854 = 295 mm²


IAd Aluminiumdraht Rüstung Schild Kurzschlussstrom


Der Kehrwert des β-Temperaturkoeffizienten, 228


Θf endgültige Kurzschlusstemperatur, θf = 250 ° C


Initiali anfängliche Kurzschlusstemperatur, θi = 90 ° C


Spezifische Wärmekapazität des Leiters bei σc 20 ° C, 2,5 × 106 J / Kom3


Ρ20 Der spezifische Widerstand des Leiters bei 20 ° C, 2,8264 × 10 -8 Ω.m. t ist 1S für die Kurzschlusszeit (S).

Dann ermöglicht der adiabatische Prozess, dass der Kurzschlussstrom (1 Sekunde): = 28,87 kA ist


Drittens, der nicht-adiabatische Effekt der Kurzschlussstromberechnung


Basierend auf dem obigen Berechnungsprozess,


Der nicht-adiabatische Prozess erlaubt den Kurzschlussstrom (1 Sekunde): 1.158 * 28.87 = 33.43 kA


Aus den obigen Berechnungen ist ersichtlich, dass der nicht-adiabatische Kurzschlussstrom der Aluminiumdrahtpanzerung im Vergleich zum adiabatischen Kurzschlussstrom tatsächlich signifikant angestiegen ist. Der Standard IEC949 (1988) hat die Worst-Case-Berechnungsbedingungen angenommen, dh die Marge wurde bei der Berechnung tatsächlich berücksichtigt. Natürlich ist das berechnete Kurzschlussstromberechnungsergebnis im Allgemeinen sicher. Die obige Berechnung basiert grundsätzlich noch auf der Berechnungsformel der Kupferdrahtabschirmung nach der Norm IEC949 (1988), mit der Ausnahme, dass das umgebende Medium der Aluminiumdrahtarmierung sich von dem umgebenden Medium der Kupferdrahtabschirmung unterscheidet, und der Kupferdraht in der Originalformel wird berücksichtigt. Die entsprechenden Parameter wurden durch Aluminiumdraht ersetzt.


In Bezug auf die Erfahrungen aus dem Ausland kann die endgültige Kurzschlusstemperatur der Metallabschirmungsschicht 350 ° C erreichen. Aus Sicherheitsgründen besteht auch die Möglichkeit, bis zu 300 ° C zu wählen China, die tatsächliche Berechnung wird bei 300 ° C berechnet. Die obigen Metallabschirmungen sind für Kupferbänder oder Kupferdrähte, und Aluminiumdrahtpanzerung sollte sich von Kupferabschirmung unterscheiden, da Aluminiummaterialien gegenüber hohen Temperaturen weniger beständig sind als Kupfer. In der tatsächlichen Berechnung beziehen wir uns auf die endgültige Kurzschlusstemperatur des Aluminiumleiters und berechnen diese bei 250 ° C. Der so berechnete Kurzschlussstrom kann sicherstellen, dass der ummantelte Aluminiumdraht keine Sicherheitsprobleme aufgrund von Überlast während eines tatsächlichen Kurzschlusses verursacht.