В одножильных кабелях среднего напряжения используется броня из алюминиевой проволоки, чтобы избежать потерь на вихревые токи и гарантировать, что кабель выдержит определенное напряжение. Потому что при реальной прокладке кабеля и броня, и экран должны быть заземлены. Большинство зарубежных энергосистем относятся к системам класса А, где нейтральная точка напрямую заземлена. В таких системах необходим большой ток короткого замыкания на заземление. То есть в случае короткого замыкания в кабеле экранирование и броня могут проводить ток в землю через относительно большой ток короткого замыкания, тем самым защищая кабель от повреждения. Поэтому расчет тока короткого замыкания для брони из алюминиевой проволоки является важным навыком для инженерно-технического персонала. В стандарте IEC нет формулы для расчета тока короткого замыкания брони из алюминиевой проволоки, доступно только экранирование медной лентой и экранирование медной проволоки. Тем не менее, все еще возможно рассчитать и получить ток короткого замыкания брони из алюминиевой проволоки на основе стандартов IEC и других отечественных и зарубежных материалов, а также получить точные данные о токе короткого замыкания, которые могут выдержать практические испытания, играя тем самым важную роль в исследование, проектирование и процесс производства кабелей.
Метод расчета номинального тока короткого замыкания любой токоведущей части кабеля обычно предполагает, что тепло сохраняется внутри несущей жидкости во время короткого замыкания (т. е. адиабатический нагрев). Фактически при коротком замыкании часть тепла будет передаваться соседним материалам, а это значит, что ток короткого замыкания может быть больше, то есть с учетом неадиабатического эффекта. Неадиабатический метод эффективен на протяжении всего процесса короткого замыкания.
По сравнению с адиабатическим методом использование неадиабатического метода расчета позволяет значительно увеличить ток короткого замыкания для экранирующих слоев, защитных слоев и проводников сечением менее 10 мм2 (особенно используемых в качестве экранирующих проводов).
Расчет неадиабатического тока короткого замыкания для брони из алюминиевой проволоки выглядит следующим образом:
1. Расчет поправочных коэффициентов с учетом неадиабатических эффектов.
В связи с тем, что внутренняя часть брони из алюминиевой проволоки представляет собой защитный слой из ПВХ, а внешнюю поверхность необходимо обвязать нетканым материалом, прежде чем можно будет экструдировать внешнюю оболочку из ПВХ, параметры окружающей среды должны учитывать только защитный слой ПВХ. слой и нетканый материал. В формуле σ 2, σ 3-- удельная теплоемкость среды вокруг броневого слоя алюминиевой проволоки (Дж/Ком3)
А также: Защитный слой ПВХ с σ 2=1.7 × 106Дж/Ком3.
Волокно нетканого материала σ {{0}}.0 × 106Дж/Ком3
Также: Термическое сопротивление окружающей среды броневого слоя из алюминиевой проволоки с ρ 2 и ρ 3 (Ком/Вт)
Защитный слой ПВХ ρ {{0}}.0Ком/Вт
Волокно нетканого материала ρ {{0}}.0Ком/Вт
F - Неполный коэффициент контакта с учетом термического несовершенства контакта между броней из алюминиевой проволоки и окружающими неметаллическими материалами, F=0.5
σ 1- Удельная теплоемкость экранирующего слоя, защитного слоя или броневого слоя, Дж/Ком3 Алюминиевая проволока σ 1=2,5 × 106 Дж/Ком3
Подставив все параметры в расчет:
ε=1.158 Неадиабатический коэффициент.
2. Формула расчета тока короткого замыкания в адиабатическом процессе:
Среди них площадь поперечного сечения экрана S-кабеля, на примере YJV7212/20кВ1 × 500, S=60 * 2,5 ^ 2 * 0,7854=295 мм2.
Броня из алюминиевой проволоки IAD защищает от тока короткого замыкания
Обратная величина температурного коэффициента, 228
Конечная температура короткого замыкания θ f составляет 250 градусов.
Начальная температура короткого замыкания θ i, θ i=90 градусов
Удельная теплоемкость проводника при σ c 20 град, 2,5 × 106 Дж/Ком3
Удельное сопротивление проводника при ρ 2020 градусов составляет 2,8264x10-8 Ом. м. T — время короткого замыкания (S), принятое за 1 секунду.
Тогда адиабатический процесс допускает ток короткого замыкания (1 секунда) 28,87 кА.
3. Расчет тока короткого замыкания для неадиабатического эффекта.
Согласно вышеописанному процессу расчета,
Допустимый ток короткого замыкания (1 секунда) для неадиабатических процессов составляет:=1.158 * 28.87=33.43кА.
Из приведенных выше расчетов видно, что неадиабатический ток короткого замыкания брони из алюминиевой проволоки фактически значительно увеличился по сравнению с адиабатическим током короткого замыкания. Стандарт IEC949 (1988) уже предполагает условия расчета для наихудшего случая, а это означает, что при расчетах фактически учитывается запас. Конечно, результат расчета номинального тока короткого замыкания смещен в сторону безопасности. Приведенный выше расчет в основном по-прежнему основан на формуле расчета экрана из медной проволоки в стандарте IEC949 (1988), за исключением того, что окружающая среда брони из алюминиевой проволоки отличается от среды экрана из медной проволоки, и соответствующие параметры медной проволоки в первоначальная формула была заменена формулой из алюминиевой проволоки.
Кроме того, согласно зарубежному опыту, конечная температура короткого замыкания металлического защитного слоя может достигать 350 градусов. По соображениям безопасности также есть варианты, позволяющие достичь температуры 300 градусов. Чтобы повысить уровень безопасности электросети Китая, фактический расчет основан на 300 градусах. И все вышеперечисленные металлические экраны предназначены для медных полосок или медных проводов. Броня из алюминиевой проволоки должна отличаться от медной защиты, поскольку алюминий менее устойчив к высоким температурам, чем медь. В реальных расчетах мы использовали конечную температуру короткого замыкания алюминиевого проводника, рассчитанную как 250 градусов. Этот расчетный ток короткого замыкания гарантирует, что бронированный алюминиевый провод не будет иметь проблем с безопасностью из-за перегрузки во время фактического короткого замыкания.
