برای کابل های برق متوسط ولتاژ (MV) (6kV 35kV) ، ظرفیت حمل جریان (قدرت آمپر) برای طراحی سیستم های ایمن و قابل اعتماد ضروری است.انتخاب نامناسب ظرفیت آمپر می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد شوداین راهنما، بر اساس استاندارد IEC 60287، تحقیقات IEEE و داده های مهندسی میدان، عوامل اصلی تاثیرگذار را به تفصیل بیان می کند.قوانین عملی تخفیف، و مطالعات موردی در دنیای واقعی برای مهندسان و تیم های ساختمانی.
1. تعریف اصلی: ظرفیت حمل جریان کابل های ولتاژ متوسط چیست؟
ظرفیت حمل جریان به حداکثر جریان مداوم اشاره دارد که یک کابل می تواند تحت شرایط خاص حمل کند.به شرطی که این جریان از حد دمایی لایه عایق آن فراتر نرودبرای کابل های ولتاژ متوسط با عایق پلی اتیلن متقاطع (XLPE):
- دمای کار مداوم: 90°C
- دمای مقاومت در معرض شارژ کوتاه: 250°C (حداکثر 5 ثانیه)
- استاندارد محاسبه: سری IEC 60287 (استانداردهای مرجع جهانی برای ظرفیت حمل جریان کابل های متوسط ولتاژ)
مطالعات میدانی IET تایید کرده است که محیط های حرارتی خارجی می توانند باعث افزایش دمای کابل تا 70٪ شوند، بنابراین محیط و روش های نصب مهمترین عوامل طراحی هستند.
2عوامل کلیدی تعیین کننده ظرفیت حمل جریان کابل های ولتاژ متوسط
1 مواد هدایت کننده و برش متقابل
- نوع هادی: مس (Cu) دارای هادی تقریباً 20٪ بالاتر از آلومینیوم (Al) است ، بنابراین ظرفیت حمل جریان بالاتر را برای همان برش متقابل فراهم می کند.
- اندازه برش متقابل: هادی های بزرگتر مقاومت را کاهش می دهند و از بین رفتن گرما را بهبود می بخشند و به طور مستقیم ظرفیت حمل جریان را افزایش می دهند.
- اندازه قطعات متقاطع کابل ولتاژ متوسط استاندارد: 25mm2، 35mm2، 50mm2، 70mm2، 95mm2، 120mm2، 150mm2، 185mm2، 240mm2، 300mm2
مواد عایق بندی (کابل های ولتاژ متوسط باید از عایق پلی اتیلن متقاطع (XLPE) استفاده کنند)
- عایق XLPE دارای دمای عملیاتی بالاتر و ثبات حرارتی بهتر از عایق پلی وینیل کلراید (PVC) است.
- دمای کار مستمر آن 90 درجه سانتیگراد معیار برای محاسبه ظرفیت حمل جریان کابل های متوسط ولتاژ است.
3 روش های قرار دادن و محیط نصب
- قرار دادن هوا: سینی های کابل باز بهترین تبعید گرما → بالاترین ظرفیت حمل جریان را ارائه می دهند.
- دفن مستقیم: مقاومت حرارتی خاک انتقال گرما را کاهش می دهد → ظرفیت حمل جریان پایین تر.
- قرار دادن دو خندق: تهویه ضعیف منجر به انباشت گرما می شود → نیاز به کاهش قابل توجهی در ظرفیت حمل جریان دارد.
۴ محیط زیست و شرایط حرارتی خاک
- دمای محیط بالا یا مقاومت حرارتی خاک بالا (زمین خشک / شنی) به طور قابل توجهی ظرفیت حمل جریان را کاهش می دهد.
- خاک رطوبت و فشرده باعث از بین رفتن گرما می شود و می تواند ظرفیت حمل جریان کمی بالاتر را پشتیبانی کند.
5 گروه بندی کابل و نصب موازی
- کابل های چندگانه ای که محکم قرار گرفته اند می توانند باعث گرم شدن متقابل شوند.
- فاکتور تخفیف معمولی: 0.8 ¢ 0.95، بسته به تعداد کابل ها و فاصله
۶ پوشش، زره و تهویه هوا
- ساختارهای زره دار (YJV22/YJY23) عملکرد تبعید گرما را در مقایسه با کابل های بدون زره کمی کاهش می دهند.
- فضاهای باریک یا تهویه ضعیف ظرفیت تحمل جریان مجاز را بیشتر کاهش می دهد.
3جدول مرجع ظرفیت حمل جریان عملی (کابل پلی اتیلن متقاطع ولتاژ متوسط)
شرایط: دمای محیط 25°C، مقاومت حرارتی خاک 1.0 K·m/W
| نوع کابل | درجه بندی ولتاژ | بخش متقاطع | آمپاسیتی (پوشیدن هوا) | امپاسیتی (زیارت مستقیم) |
|---|---|---|---|---|
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10kV | 3*95mm2 | ۲۴۰A | 215A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/10kV | 3*120mm2 | 270A | 245A |
| YJV/YJY (Cu) | 8.7/15kV | 3*150mm2 | 305A | 275A |
| YJV22 (زره کش) | 26/35kV | 3*185mm2 | ۳۴۰A | 305A |
| YJV22 (زره کش) | 26/35kV | 3*240mm2 | 390A | ۳۵۰A |
4مطالعات موردی در پروژه های مهندسی واقعی
مورد 1: منبع برق موتور بزرگ 10kV
- پروژه: موتور صنعتی 500kW +
- کابل: 8.7/10kV YJV 3*120mm2 کابل پلی اتیلن متقاطع فولادی مس
- طراحی: حاشیه ظرفیت حمل جریان ≥ 2.5 برابر جریان نامی
- نتیجه: دمای عملیاتی پایدار < 85°C، بدون گرم شدن بیش از حد یا پیری.
پرونده ۲: دفن مستقیم در یک پارک صنعتی خشک
- چالش: مقاومت حرارتی بالای خاک (خشکی، خاک خشک)
- راه حل: به 3*150mm2 ارتقا دهید؛ یک عامل تخفیف 0 را اتخاذ کنید.9
- نتیجه: عملکرد ایمن طولانی مدت با افزایش دمای بسیار پایین.
مورد سوم: خط جمع آوری 35kV مزرعه بادی
- روش قرار دادن: قرار دادن خندق در فضای باز، کابل های متعدد متصل به طور موازی
- راه حل: YJY23 کابل ضد اشعه UV زره دار؛ با استفاده از یک عامل کاهش 0.85
- نتیجه: عملکرد قابل اطمینان در شرایط سنگین و شرایط بیرونی سخت.
5بهترین شیوه ها برای مهندسی ظرفیت حمل جریان کابل ولتاژ متوسط
- برای قابلیت اطمینان بالا و قابلیت حمل جریان بالا، از هادی های مس استفاده کنید.
- کابل های ولتاژ متوسط همیشه باید از عایق پلی اتیلن (XLPE) استفاده کنند تا با استانداردهای درجه حرارت و ایمنی مطابقت داشته باشند.
- برای کاربردهای دفن شده، تراختن موازی، دمای بالا و تهویه ضعیف، عوامل کاهش باید به طور دقیق اعمال شود.
- اجازه دهید تا 1.5 تا 2.5 برابر از ظرفیت حمل فعلی برای پذیرش بار های ضربه و گسترش آینده.
- برای دفن مستقیم و محیط های خشن، کابل های زرهی (YJV22/YJY23) را انتخاب کنید.
- دما را در مفاصل و پایانه ها کنترل کنید تا از نقاط داغ جلوگیری شود.
6نتیجه گیری
برای سیستم های برق ولتاژ متوسط، ظرفیت حمل جریان یک تعادل حیاتی بین ایمنی، عملکرد و هزینه است.با درک عوامل اصلی تأثیرگذار و اعمال قوانین صحیح کاهش قیمت بر اساس IEC 60287، مهندسان می توانند از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کنند، طول عمر کابل را افزایش دهند و هزینه های نگهداری طولانی مدت را کاهش دهند.
Jinhong Cable طیف گسترده ای از کابل های برق پلی اتیلن (XLPE) متقاطع 6kV-35kV را با داده های ظرفیت حمل جریان معتبر، مطابق با IEC، GB، CE،و استانداردهای RoHS، حمایت از پروژه های صنعتی، EPC و زیرساخت ها در سراسر جهان.
