Bij middelspannings (MV) -stroomkabels (6kV~35kV) is de stroomdraagcapaciteit (amperecapaciteit) van fundamenteel belang voor het ontwerp van veilige en betrouwbare systemen.Onjuiste amperecapaciteitskeuze kan tot oververhitting leidenDeze gids, gebaseerd op de IEC 60287-standaard, IEEE-onderzoek en veldtechnische gegevens, beschrijft de belangrijkste factoren die invloed hebben op het verouderingsproces van de isolatie, de gedeeltelijke ontlading en zelfs catastrofale afbraak.praktische regels voor de afschrijving, en casestudy's voor ingenieurs en bouwteams.
1. Kerndefinitie: Wat is de draagcapaciteit van mediumspanningskabels?
De draagcapaciteit van een kabel is de maximale continue stroom die een kabel onder specifieke omstandigheden kan dragen.op voorwaarde dat deze stroom de temperatuurgrens van de isolatielaag niet overschrijdtVoor middelspanningskabels met een isolatie van polyethyleen (XLPE):
- Continu werktemperatuur: 90°C
- Temperatuur bij kortsluiting: 250°C (maximaal 5 seconden)
- Berekeningsstandaard: IEC 60287-serie (wereldwijde referentiestandaard voor de draagcapaciteit van mediumspanningskabels)
IET-veldstudies hebben bevestigd dat externe thermische omgevingen tot een temperatuurverhoging van kabels van maximaal 70% kunnen leiden. Omgeving en installatiemethoden zijn daarom de meest cruciale ontwerpfaktoren.
2- Belangrijke factoren voor de draagcapaciteit van middenspanningskabels
1 Leidermateriaal en doorsnede
- Type geleider: koper (Cu) heeft ongeveer 20% hogere geleidbaarheid dan aluminium (Al), waardoor een hoger draagvermogen voor dezelfde doorsnede ontstaat.
- Grootte van de doorsnede: Grotere geleiders verminderen de weerstand en verbeteren de warmteafvoer, waardoor de draagcapaciteit van de stroom rechtstreeks toeneemt.
- Standaard middelspanningskabel doorsnede: 25mm2, 35mm2, 50mm2, 70mm2, 95mm2, 120mm2, 150mm2, 185mm2, 240mm2, 300mm2.
2 Isolatiemateriaal (Medium-voltage kabels moeten gebruikmaken van cross-linked polyethyleen (XLPE) isolatie)
- XLPE-isolatie heeft een hogere bedrijfstemperatuur en een betere thermische stabiliteit dan polyvinylchloride (PVC) isolatie.
- De continue werktemperatuur van 90°C is de benchmark voor de berekening van het draagvermogen van mediumspanningskabels.
3 Legmethoden en installatieomgeving
- Air Laying: Open kabelbakken bieden de beste warmteafvoer → hoogste draagcapaciteit.
- Direct begraven: de thermische weerstand van de bodem vermindert de warmteoverdracht → verlaagt de draagcapaciteit.
- Dual-Trench Laying: Slechte ventilatie leidt tot warmteophoping → vereist een aanzienlijke vermindering van de draagkracht van de stroom.
4 Milieu- en bodemwarmtecondities
- Hoge omgevingstemperaturen of hoge bodemwarmteweerstand (droge/zandige bodem) verminderen de draagkracht van de stroom aanzienlijk.
- Vochtige, samengeperste grond bevordert warmteafvoer en kan een iets hogere draagcapaciteit van de stroom ondersteunen.
5 Kabelgroepering en parallelle installatie
- Dicht gelegen meerdere kabels kunnen onderlinge verwarming veroorzaken.
- Typische afschrijvingsfactor: 0,8·0.95, afhankelijk van het aantal kabels en de afstand.
6 Schede, harnas en ventilatie
- Gepantserde structuren (YJV22/YJY23) verminderen de warmteafvoer lichtelijk in vergelijking met niet-gepantserde kabels.
- Smalle ruimtes of slechte ventilatie verminderen de toelaatbare draagcapaciteit van de stroom.
3. Praktische referentietabel voor draagcapaciteit (Medium Voltage Cross-Linked Polyethyleen Kabel)
Voorwaarden: omgevingstemperatuur 25°C, bodemwarmteweerstand 1,0 K·m/W
| Type kabel | Standaardspanning | Tekeningsgraad | Ampaciteit (luchtoplegging) | Ampaciteit (directe begrafenis) |
|---|---|---|---|---|
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10 kV | 3*95 mm2 | 240A | 215A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10 kV | 3*120 mm2 | 270A | 245A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/15 kV | 3*150 mm2 | 305A | 275A |
| YJV22 (panzer) | 26/35 kV | 3*185 mm2 | 340A | 305A |
| YJV22 (panzer) | 26/35 kV | 3*240 mm2 | 390A | 350A |
4. Case studies in werkelijke technische projecten
Geval 1: 10 kV grote motorvoeding
- Project: Industriële motor met een vermogen van 500 kW+
- Kabel: 8,7/10kV YJV 3*120mm2 Koperen beklede stalen polyethyleen kabel
- Ontwerp: draagcapaciteitsmarge van stroom ≥ 2,5 maal de nominale stroom
- Resultaat: stabiele werktemperatuur < 85°C, geen oververhitting of veroudering.
Geval 2: Direct begraven in een droog industriegebied
- Uitdaging: Hoge bodemwarmtebestandheid (zandige, droge bodem)
- Oplossing: Upgrade naar 3*150 mm2; gebruik een afschrijvingsfactor van 0.9
- Resultaat: lange termijn veilige werking met een extreem lage temperatuurstijging.
Geval 3: 35 kV collectielijn voor windparken
- Voor de aanleg van een loopgraaf in de buitenruimte worden meerdere parallel verbonden kabels gebruikt.
- Oplossing: YJY23 pantserde UV-bestendige kabel; met een ontlastingsfactor van 0.85
- Resultaat: betrouwbare prestaties onder zware belasting en moeilijke buitenomstandigheden.
5. Best Practices voor mediumspanningskabelstroomdragend vermogen engineering
- Voor toepassingen met een hoge betrouwbaarheid en een hoge draagcapaciteit moet gebruik worden gemaakt van koperen geleiders.
- Bij middelspanningskabels moet altijd gebruik worden gemaakt van een isolatie van gekoppeld polyethyleen (XLPE) om aan de temperatuur- en veiligheidsnormen te voldoen.
- Voor begraven, parallel gevlochten, bij hoge temperatuur en slecht geventileerde toepassingen moeten de afkoelfactoren strikt worden toegepast.
- Er moet een draagcapaciteitsmarge worden toegestaan die 1,5 tot 2,5 maal hoger is dan de huidige draagcapaciteit om aan de impactbelastingen en toekomstige uitbreidingen te voldoen.
- Voor directe begravenheid en ruwe omgevingen, selecteer gepantserde kabels (YJV22/YJY23).
- Controleer de temperatuur bij gewrichten en eindpunten om hotspots te voorkomen.
6Conclusies
Voor middelspanningsnetwerken is de draagcapaciteit van de stroom een cruciaal evenwicht tussen veiligheid, prestaties en kosten.Door de belangrijkste factoren te begrijpen en de juiste regels voor de afschrijving op basis van IEC 60287 toe te passen, kunnen ingenieurs oververhitting voorkomen, de levensduur van de kabel verlengen en de onderhoudskosten op lange termijn verlagen.
Jinhong Cable biedt een volledig assortiment 6kV-35kV middelspannings cross-linked polyethyleen (XLPE) stroomkabels met gevalideerde draagcapaciteitsgegevens, in overeenstemming met IEC, GB, CE,en RoHS-normen, waarbij wereldwijd industriële, EPC- en infrastructuurprojecten worden ondersteund.
