电力电缆的截面,一般是按长期允许载流量选择电缆截面,然后对3kV以下的低压电缆校验其电压降,对3kV及以上的电缆校验其短路时的热稳定度。对于较长的高压电缆供电线路,应按经济电流密度选择电缆截面。
1.根据电缆长期允许载流量选择电缆截面
为了保证电缆的使用寿命,运行中的电缆导体温度不应超过其规定的长期允许工作温度。根据这一原则,在选择电缆截面时,必须满足下列条件:
式中 Imax——通过电缆的最大持续负荷电流;
I0——指定条件下的长期允许载流量,见表1-4-9~表1-4-13;
K——电缆长期允许载流量的总修正系数。
在不同的敷设环境与条件下,总修正系数K可以是下列不同的组成:
(1)空气中并列敷设时:K=K1K2。
(2)空气中单根穿管敷设时:K=K1K3。
(3)单根直埋敷设时:K=K1K4。
(4)并列直埋敷设时:K=K1K4K5。
上述各式中 K1——温度修正系数,见表1-4-14;
K2——空气中并列修正系数,见表1-4-17;
K3——空气中穿管修正系数,见表1-4-18;
K4——土壤热阻系数不同时的修正系数,见表1-4-15;
K5——直埋并列修正系数,见表1-4-16。
表1-4-18 10kV及以下电缆穿管敷设载流量修正系数
【例1-4-5】一台1600kVA变压器,用型号为YJLV22-8.7/10kV三芯电缆直埋敷设供电,土壤热阻系数为2.0K·m/W,土壤最高温度为35℃,试求该电缆的最小截面积。
解:(1)先求出电缆的长期载流量I,即
(2)选择电缆截面积,根据式(1-4-6)得
查表1-4-14得K1=0.92。查表1-4-16得K4=0.87,则
查表1-4-12可知:3×35mm2和3×50mm2的长期允许载流量分别为125A和155A,则这台变压器选择的电缆截面应不小于3×50mm2。
上例说明长期允许载流量修正计算的必要性。若不经过修正计算,只根据变压器容量计算长期载流量,则可能选用3×35mm2截面积的电缆,造成电缆长期过负荷,过早破坏与老化。
2.根据电缆短路时的热稳定性选择电缆截面
对于电压为0.6/1kV及以下的电缆,当采用自动开关或熔断器作网络的保护时,一般电缆均可满足短路热稳定性的要求,不必再进行核算。而对于3.6/6kV及以上电压等级的电缆,应按下列公式校核其短路热稳定性
式中 Smin——短路热稳定要求的最小截面积,mm2;
I∞——稳态短路电流,A;(www.xing528.com)
t——短路电流的作用时间,s;
C——热稳定系数,见表1-4-19。
表1-4-19 热稳定系数C
3.根据经济电流密度选择电缆截面
根据长期允许载流量选择电缆截面,只考虑了电缆的长期允许温度,若绝缘结构具有高的耐热等级,载流量就可以很高。由于功率损耗与电流的平方成正比。因此有时要从经济电流密度来选择电缆截面。
根据经济电流密度选择电缆截面时,首先应知道电缆线路中年最大负荷利用时间,从表中查得所选导电线芯材料的经济电流密度,然后再按下式计算导线截面
式中 Imax——最大负荷电流,A;
jn——经济电流密度,A/mm2。
根据计算所得的导线截面值,通常选择不小于这个值、并最靠近这个值的标准电缆截面。
经济电流密度见表1-4-20。
表1-4-20 经济电 流 密 度 单位:A/mm2
4.根据供电网络允许电压降校核电缆截面
当电力网络中无调压设备,而且电缆截面较小、线路较长时,为了保证供电质量,应按允许电压降校核电缆截面积。其校核公式如下。
在三相系统中
在单相系统中
式中 S——电缆截面积,mm2;
I——负荷电流,A;
U——网络额定电压(三相系统为线电压,单相系统为相电压),V;
L——电缆长度,m;
Δu%——网络允许电压降百分数;
ρ——电阻率,Ω·mm2/m。
铜芯电缆:ρ铜=0.0206Ω·mm2/m,(50℃)。
铝芯电缆:ρ铝=0.035Ω·mm2/m,(50℃)。
根据我国实际情况,选择电缆截面的大小时,应首先考虑长期允许载流量,其次进行热稳定的校核,最后考虑经济电流密度和网络允许电压降。
理论上,无论根据哪种方法选择的电缆截面,都应该用其他方法去校核,亦即应根据各种方法分别求出最小截面积,然后从中选择最大值为最终选定值。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。