Allgemeine Grundsätze
Die Nennspannung des Kabels ist gleich oder größer als die Nennspannung des Netzes, in dem es sich befindet, und die maximale Betriebsspannung des Kabels darf 15 % seiner Nennspannung nicht überschreiten. Neben der Verwendung von Kupferkernkabeln an Orten, die Bewegung oder starke Vibrationen erfordern, werden im Allgemeinen Aluminiumkernkabel verwendet. Kabel, die in Kabelstrukturen verlegt werden, sollten blank gepanzerte Kabel oder aluminiumummantelte blanke kunststoffummantelte Kabel sein. Direkt erdverlegte Kabel verwenden armierte Kabel mit Mantel oder aluminiumummantelte blanke kunststoffummantelte Kabel. Für mobile Arbeitsmaschinen werden hochbelastbare gummiummantelte Leitungen verwendet. Korrosive Böden verwenden im Allgemeinen keine direkte Erdverlegung, ansonsten sollten spezielle Kabel mit Korrosionsschutzschicht verwendet werden. An Orten mit aggressiven Medien sollte der entsprechende Kabelmantel übernommen werden. Bei senkrechter Kabelverlegung oder an Stellen mit großen Höhenunterschieden sollten tropffreie Kabel verwendet werden. Gummiisolierte Kabel sollten nicht verwendet werden, wenn die Umgebungstemperatur 40 °C überschreitet.
Abschnittsüberprüfung
(1) Kabel nach Spannung auswählen: Wählen Sie nach dem ersten der oben genannten allgemeinen Grundsätze.
(2) Wählen Sie den Kabelquerschnitt entsprechend der wirtschaftlichen Stromdichte: Die Berechnungsmethode ist die gleiche wie beim Drahtquerschnitt.
(3) Prüfen Sie den Kabelquerschnitt Iux≥Izmax entsprechend dem maximalen Dauerbelastungsstrom der Leitung
Wobei: Iux-zulässiger Laststrom des Kabels (A);
Izmax – der langfristige maximale Laststrom (A) im Kabel.
Diese Auswahlmethode verwenden wir am längsten in unserer täglichen Arbeit. Normalerweise ermitteln wir zuerst den Arbeitsstrom der Leitung und sollte dann entsprechend dem maximalen Arbeitsstrom der Leitung nicht größer sein als die zulässige Strombelastbarkeit des Kabels. Der zulässige Dauerbetriebsstrom des Kabels ist in Tabelle 1 aufgeführt.
Diese Situation begegnet uns in der Praxis oft. Durch die Erhöhung der Last steigt der Laststrom, das Originalkabel hat keine ausreichende Stromtragfähigkeit und läuft überstrom. Um die Kapazität unter Berücksichtigung des normalen Betriebs des Originalkabels zu erhöhen, ist es erforderlich, das Kabel neu zu verlegen. Die Konstruktion ist schwierig und unwirtschaftlich, und wir verwenden oft zwei- oder sogar dreifache Zusammenführungen.
Bei der Wahl von Kombikabeln denken viele, je kleiner der Kabelquerschnitt, desto wirtschaftlicher und sinnvoller, solange die Anforderungen an die Stromtragfähigkeit erfüllt werden. Ist dies tatsächlich der Fall?
Am 3. Januar 2006 explodierte das Hauptkabel vom 1# Transformator zum Stromverteilerraum. Zwei der ursprünglichen 185-mm-Vieraderkabel mit Aluminiumkern explodierten. Um die Stromversorgung rechtzeitig wiederherzustellen, behielt der Arbeitsbereich das andere gute Kabel und führte die beiden Kabel zusammen. Für die Stromversorgung wird ein 120mm vieradriges Aluminiumkernkabel verwendet. Nach 10 Monaten Betrieb platzte das Hauptkabel am 15.11.2006 erneut. Nach der Inspektion stellte sich heraus, dass der 185mm Kabelbruch den Unfall verursachte.
Warum ist dieser Unfall passiert? Aus Tabelle 1 können wir entnehmen, dass die sichere Strombelastbarkeit der drei verwendeten Kabel 668 A beträgt und der maximale Laststrom gemessen vom Zangenamperemeter nur 500 A im Wohnbereich beträgt. Nach dem Prinzip von Iux≥Izmax sollte diese Operation sicher und zuverlässig sein. Wir ignorieren jedoch, dass das Kabel einen Widerstand hat, denn wenn das multiparallele Kabel angeschlossen ist, ist der Übergangswiderstand am Anschluss unterschiedlich, und dieser Übergangswiderstand ist oft mit dem Widerstand des Kabels selbst vergleichbar. Als Ergebnis wird die Stromverteilung des multiparallelen Kabels inkonsistent. Die Stromverteilung von symmetrischen, multiparallelen Kabeln hängt von der Impedanz des Kabels ab.
Grobberechnung der Kupferdraht-Schnittstelle: S=IL/54.4U (S-Draht-Querschnittsfläche in Millimeter)
Grobberechnung der Aluminiumdrahtschnittstelle: S=IL/34U
Widerstandsberechnung
Der DC-Normwiderstand des Kabels lässt sich nach folgender Formel berechnen:
R20=ρ20(1+K1)(1+K2)/∏/4×dn×10
In der Formel: R20-der Standardwiderstand des Zweigstroms des Kabels bei 20°C (Ω/km)
ρ20--Widerstandsfähigkeit des Drahtes (bei 20℃) (Ω*mm/km)
d--Der Durchmesser jedes Kerndrahts (mm)
n – Anzahl von Kernen;
K1-Kerndrahtverdrillungsrate, etwa 0,02–0,03;
K2-die Verdrillungsrate von mehradrigen Kabeln, etwa 0,01-0,02.
Der tatsächliche Wechselstromwiderstand pro Kilometer Kabel bei jeder Temperatur beträgt:
R1=R20(1+a1)(1+K3)
In der Formel: a1-der Temperaturkoeffizient des Widerstands bei t ℃;
K3-Faktor unter Berücksichtigung von Skin-Effekt und Proximity-Effekt, 0,01, wenn die Querschnittsfläche 250 mm oder weniger beträgt; 0,23-0,26 bei 1000 mm.
Kapazitätsberechnung
C=0.056Nεs/G
In der Formel: C-Kabelkapazität (uF/km)
s-relative Permittivität (Standard ist 3,5-3,7)
N – die Anzahl der Herzen des mehradrigen Kabels;
G – Formfaktor.
Induktivitätsberechnung
Bei Erdkabeln für die Energieverteilung ist bei rundem Leiterquerschnitt und Vernachlässigung des Verlustes von Armierung und Bleimantel die Induktivitätsberechnungsmethode jedes Kabels dieselbe wie die des Drahtes.
L=0.4605㏒Dj/r+0.05u
LN=0.4605㏒DN/rN
Wo: L – Induktivität jedes Phasendrahts (mH/km)
LN – die Induktivität des Neutralleiters (mH/km);
DN – der geometrische Abstand zwischen der Phasenlinie und der neutralen Linie (cm);
rN – der Radius der neutralen Linie (cm);
DAN, DBN, DCN – der Mittenabstand (cm) zwischen dem Neutralleiter jeder Phasenleitung.
