Die Strombelastbarkeit (Amperezahl) ist ein Kernparameter für die Auswahl von Mittelspannungskabeln, die Systemauslegung und den sicheren Betrieb. Bei Mittelspannungskabeln (6 kV–35 kV) mit vernetzter Polyethylenisolierung (XLPE) bestimmt die Strombelastbarkeit direkt den Temperaturanstieg des Leiters, die Lebensdauer der Isolierung, die Kurzschlussfestigkeit und die Systemstabilität. Dieses Dokument, das auf dem Standard IEC 60287, IEEE-Forschung und Feldingenieurdaten basiert, erläutert wichtige Einflussfaktoren, technische Herabsetzungsregeln, praktische Parameter und reale Projektanwendungen zur Unterstützung einer genauen Auslegung und eines zuverlässigen Betriebs.
Strombelastbarkeit bezeichnet den maximalen Dauerstrom, den ein Kabel unter bestimmten Installationsbedingungen führen kann, ohne die Temperaturgrenze des Isoliermaterials zu überschreiten. Für Mittelspannungskabel mit vernetzter Polyethylenisolierung (XLPE):
Dauerbetriebstemperatur: 90 °C
Kurzschlusstemperatur: 250 °C (maximal 5 Sekunden)
Berechnungsstandard: IEC 60287-Reihe
Forschungen von IEC und IEEE bestätigen, dass externe thermische Umgebungen den Temperaturanstieg von Kabeln um bis zu 70 % verursachen können. Daher sind Umgebung und Verlegeart die kritischsten Faktoren.
- Bei gleicher Querschnittsfläche hat Kupfer (Cu) eine um 20 % höhere Strombelastbarkeit als Aluminium (Al).
- Eine größere Querschnittsfläche reduziert den Widerstand und verbessert die Wärmeableitung.
- Standard-Querschnittsflächen für Mittelspannungskabel: 25 mm², 35 mm², 50 mm², 70 mm², 95 mm², 120 mm², 150 mm², 185 mm², 240 mm², 300 mm².
- XLPE hat eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine bessere thermische Stabilität.
- Höhere Hitzebeständigkeit = höhere zulässige Strombelastbarkeit.
- Alle Mittelspannungskabel müssen XLPE-Isolierung verwenden (IEC 60502 / GB/T 12706).
- Luftverlegung: Optimale Wärmeableitung → höchste Strombelastbarkeit. Direkte Erdverlegung: Beeinflusst durch Bodenbedingungen → Reduzierte Strombelastbarkeit.
- Rohre, Gräben oder dichte Bündelung: Schlechte Wärmeableitung → Erfordert Herabsetzung.
- Hohe Umgebungstemperatur → Reduzierte Strombelastbarkeit.
- Hoher thermischer Widerstand des Bodens (trocken, sandig): Schlechte Wärmeableitung → Deutlich reduzierte Strombelastbarkeit.
- Hohe Bodenfeuchtigkeit kann die Wärmeableitung verbessern und die Strombelastbarkeit leicht erhöhen.
- Eng verlegte Mehrfachkabel können gegenseitige Erwärmung verursachen.
- Herabsetzungsfaktor der Strombelastbarkeit: 0,8–0,95, der genaue Wert hängt von der Anzahl der Kabel und dem Abstand ab.
- Bewehrungsstrukturen reduzieren die Wärmeableitung geringfügig.
- Eng begrenzte Räume und schlechte Belüftung reduzieren die Strombelastbarkeit.
Umgebungstemperatur: 25 °C | Thermischer Widerstand des Bodens: 1,0 K·m/W
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Typ |
Spannung |
Querschnitt |
Strombelastbarkeit (Luft) |
Strombelastbarkeit (Erdverlegung) |
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YJV / YJY (Cu) |
8,7/10 kV |
3*95 mm² |
240 A |
215 A |
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YJV / YJY (Cu) |
8,7/10 kV |
3*120 mm² |
270 A |
245 A |
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YJV / YJY (Cu) |
8,7/15 kV |
3*150 mm² |
305 A |
275 A |
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YJV22 Bewehrt |
26/35 kV |
3*185 mm² |
340 A |
305 A |
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YJV22 Bewehrt |
26/35 kV |
3*240 mm² |
390 A |
350 A |
Projekt: 500 kW + 10 kV Motor
Kabel: 8,7/10 kV YJV 3*120 mm² Kupfer-Stahl-vernetztes Polyethylenkabel
Auslegung der Strombelastbarkeit: Mehr als das 2,5-fache des Nennstroms
Ergebnis: Stabile Temperatur, unter 85 °C, keine Überhitzung oder Alterung.
Herausforderung: Trockener sandiger Boden, hohe Bodentemperatur
Lösung: Upgrade auf 3*150 mm²; Herabsetzungsfaktor 0,9
Ergebnis: Langfristig sicherer Betrieb, geringe Ausfallrate.
Verlegeart: Offene Grabenverlegung, mehrere Kabel parallel
Lösung: YJY23 Bewehrtes UV-beständiges Kabel; Herabsetzungsfaktor 0,85
Ergebnis: Stabiler Betrieb unter hoher Last und rauer Außenumgebung.
- Kupferleiter sollten in Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit und hoher Strombelastbarkeit verwendet werden.
- Mittelspannungskabel müssen vernetzte Polyethylenisolierung (XLPE) verwenden.
- Herabsetzungsfaktoren sollten bei Situationen wie unterirdischer Verlegung, Gruppenverlegung, hohen Temperaturen und schlechter Belüftung streng angewendet werden.
- Stoßlasten sollten eine Marge von 1,5 bis 2,5 Mal der Strombelastbarkeit aufweisen.
- Bewehrte Kabel (YJV22/YJY23) sollten für unterirdische Installationen und in rauen Umgebungen verwendet werden.
- Überwachen Sie die Temperatur von Muffen und Klemmen, um Überhitzung zu vermeiden.
Die Strombelastbarkeit ist grundlegend für die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit von Mittelspannungskabeln. Basierend auf IEC 60287 und IEEE-Feldstudien sind Leitergröße, thermische Eigenschaften der Isolierung, Verlegeart und externe thermische Umgebung die kritischsten Faktoren. Eine angemessene Auswahl, genaue Berechnung und entsprechende Herabsetzung können Überhitzung, Isolationsalterung und Durchschlag wirksam verhindern und somit die Lebensdauer erheblich verlängern und die Gesamtkosten über die Lebensdauer reduzieren.
Jinhong Cable bietet eine vollständige Palette von Mittelspannungs-Hochleistungskabeln mit vernetzter Polyethylenisolierung (XLPE) von 6 kV bis 35 kV, die rigoros auf ihre Strombelastbarkeit geprüft und nach IEC-, GB-, CE- und RoHS-Standards konform sind und globale Industrie-, EPC- und Infrastrukturprojekte unterstützen.
