بالنسبة لكابلات الكهرباء المتوسطة الجهد (MV) (6kV35kV) ، فإن القدرة على تحمل التيار (قدرة آمبر) أمر أساسي لتصميم أنظمة آمنة وموثوقة.يمكن أن يؤدي اختيار السعة غير المناسب للآمبر إلى ارتفاع درجة الحرارةهذا الدليل ، استنادا إلى معيار IEC 60287 ، أبحاث IEEE ، وبيانات الهندسة الميدانية ، وتفصيل العوامل الرئيسية المؤثرة ،القواعد العملية للتخفيضات، ودراسات حالة حقيقية للمهندسين وفرق البناء.
1التعريف الأساسي: ما هي القدرة على تحمل التيار الحالي للكابلات المتوسطة الجهد؟
القدرة على تحمل التيار تشير إلى الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن أن يحمله الكابل في ظل ظروف محددة.بشرط أن لا يتجاوز هذا التيار حد درجة حرارة طبقته العازلةللكابلات المتوسطة الجهد مع عزل البولي إيثيلين (XLPE):
- درجة حرارة العمل المستمرة: 90 درجة مئوية
- درجة حرارة الصمود في حالة القطع القصير: 250 درجة مئوية (أكثر من 5 ثوان)
- معيار الحساب: سلسلة IEC 60287 (معيار مرجعية عالمية لقدرة تحمل التيار للكابلات متوسطة الجهد)
أكدت الدراسات الميدانية IET أن البيئات الحرارية الخارجية يمكن أن تسبب ارتفاع درجة حرارة الكابلات بنسبة تصل إلى 70٪ ، وبالتالي فإن البيئة وطرق التثبيت هي أكثر عوامل التصميم أهمية.
2العوامل الرئيسية التي تحدد القدرة على تحمل التيار في كابلات الجهد المتوسط
1 مادة الموصل والقطع العرضي
- نوع الموصل: النحاس (Cu) لديه موصلة أعلى بنحو 20٪ من الألومنيوم (Al) ، مما يوفر قدرة تحمل تيار أعلى لنفس المقطع العرضي.
- حجم القسم العرضي: يقلل الموصلات الكبيرة من المقاومة وتحسين تبديد الحرارة ، مما يزيد بشكل مباشر من القدرة على تحمل التيار.
- مقاسات القسم العرضي للكابلات المتوسطة الجهد القياسية: 25mm2 ، 35mm2 ، 50mm2 ، 70mm2 ، 95mm2 ، 120mm2 ، 150mm2 ، 185mm2 ، 240mm2 ، 300mm2
2 مواد العزل (يجب أن تستخدم كابلات الجهد المتوسط عزل البولي إيثيلين (XLPE)
- عزل XLPE لديه درجة حرارة عمل أعلى واستقرار حراري أفضل من عزل البوليفينيل كلوريد (PVC).
- درجة حرارة تشغيلها المستمرة من 90 درجة مئوية هي المعيار لحساب القدرة على تحمل التيار من كابلات الجهد المتوسط.
3 أساليب وضع وبيئة التثبيت
- وضع الهواء: توفر صواني الكابلات المفتوحة أفضل تبديد الحرارة → أعلى قدرة تحمل التيار.
- الدفن المباشر: المقاومة الحرارية للتربة تقلل من نقل الحرارة → خفض القدرة على تحمل التيار.
- وضع خندق مزدوج: يؤدي سوء التهوية إلى تراكم الحرارة → يتطلب تقليصًا كبيرًا في القدرة على تحمل التيار.
4 الظروف الحرارية للبيئة والتربة
- درجات الحرارة المحيطة العالية أو المقاومة الحرارية العالية للتربة (تربة جافة / رملية) تقلل بشكل كبير من القدرة على تحمل التيار.
- التربة الرطبة المكثفة تعزز تبديد الحرارة ويمكن أن تدعم قدرة تحمل التيار أعلى قليلاً.
5 تجميع الكابلات والتركيب المتوازي
- الكابلات المتعددة الموضعة بإحكام يمكن أن تسبب تسخين متبادل.
- عامل تخفيض نموذجي: 0.895، اعتمادا على عدد الكابلات والمسافة.
٦ الغطاء والدرع والهواء
- الهياكل المدرعة (YJV22/YJY23) تقلل قليلاً من أداء إزالة الحرارة مقارنة بالكابلات غير المدرعة.
- المساحات الضيقة أو سوء التهوية تقلل من قدرة تحمل التيار المسموح بها.
3جدول المرجعية العملي للقدرة على تحمل التيار (كابل البولي إيثيلين المتقاطع المتوسط)
الظروف: درجة حرارة البيئة 25 درجة مئوية، مقاومة التربة الحرارية 1.0 كم/واط
| نوع الكابل | تصنيف الجهد | القطع العرضي | الكثافة (وضع الهواء) | الوعاء (التدفن المباشر) |
|---|---|---|---|---|
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10كيلو فولت | 3*95mm2 | 240A | 215A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10كيلو فولت | 3*120mm2 | 270A | 245A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/15كيلو فولت | 3*150mm2 | 305A | 275A |
| YJV22 (درع) | 26/35كيلو فولت | 3*185mm2 | 340A | 305A |
| YJV22 (درع) | 26/35كيلو فولت | 3*240mm2 | 390A | 350A |
4دراسات الحالة في المشاريع الهندسية الفعلية
الحالة الأولى: إمدادات طاقة محرك كبيرة بقوة 10 كيلو فولت
- مشروع: 500 كيلوواط + محرك صناعي
- كابل: 8.7/10kV YJV 3*120mm2 كابل البولي إيثيلين المتقاطع من الفولاذ المطلي بالنحاس
- التصميم: هامش القدرة على تحمل التيار ≥ 2.5 مرة من التيار الاسمي
- النتيجة: درجة حرارة تشغيل ثابتة < 85 درجة مئوية، لا وجود لظواهر الإفراط في الحرارة أو الشيخوخة.
الحالة الثانية: دفن مباشر في حديقة صناعية جافة
- التحدي: مقاومة الحرارة العالية للتربة (تربة رملية وجافة)
- الحل: تحديث إلى 3 * 150mm2؛ اعتماد عامل تخفيض من 0.9
- النتيجة: تشغيل آمن طويل الأمد مع ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة للغاية.
الحالة الثالثة: خط الجمع في مزرعة الرياح بقدرة 35 كيلو فولت
- طريقة وضع: وضع الخنادق في الهواء الطلق، العديد من الكابلات المتوازية
- الحل: كابل مضاد للأشعة فوق البنفسجية YJY23 المدرع؛ باستخدام عامل تخفيض 0.85
- النتيجة: أداء موثوق به تحت الحمل الثقيل والظروف الخارجية القاسية.
5أفضل الممارسات في مجال هندسة القدرة على تحمل التيار في كابلات الجهد المتوسط
- لاستخدام الموصلات النحاسية لتحقيق موثوقية عالية وارتفاع قدرة تحمل التيار.
- يجب أن تستخدم كابلات الجهد المتوسط دائمًا عزل البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) لتلبية معايير درجة الحرارة والسلامة.
- بالنسبة للتطبيقات المدفونة ، والمتوازية ، وذات درجة حرارة عالية ، وذات تهوية سيئة ، يجب تطبيق عوامل التخفيض بدقة.
- السماح بنسبة 1.5 إلى 2.5 ضعف هامش القدرة الحاملة الحالية لاستيعاب أحمال التأثير والتوسع في المستقبل.
- في حالة الدفن المباشر والبيئات القاسية، اختر الكابلات المدرعة (YJV22/YJY23).
- مراقبة درجة الحرارة في المفاصل والمحطات لمنع النقاط الساخنة.
6الاستنتاج
بالنسبة لأنظمة الطاقة المتوسطة الجهد، القدرة على تحمل التيار هو توازن حاسم بين السلامة والأداء والتكلفة.من خلال فهم العوامل الرئيسية المؤثرة وتطبيق قواعد تخفيض التسعير الصحيحة على أساس IEC 60287، يمكن للمهندسين تجنب الإفراط في الحرارة، وتطويل عمر الكابلات، وتقليل تكاليف الصيانة على المدى الطويل.
توفر Jinhong Cable مجموعة كاملة من كابلات الطاقة البولي إيثيلين المتقاطعة المتوسطة الجهد 6kV-35kV (XLPE) مع بيانات قدرة الحمل الحالية المعتمدة ، متوافقة مع IEC ، GB ، CE ،ومعايير RoHS، دعم المشاريع الصناعية، EPC، والبنية التحتية في جميع أنحاء العالم.
