Номинальная токовая нагрузка (амперная мощность) является ключевым параметром для выбора кабелей среднего напряжения, проектирования систем и безопасной эксплуатации. Для кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) (6 кВ–35 кВ) номинальная токовая нагрузка напрямую определяет повышение температуры проводника, срок службы изоляции, стойкость к короткому замыканию и стабильность системы. В данном документе, основанном на стандарте IEC 60287, исследованиях IEEE и данных полевых инженерных работ, разъясняются ключевые влияющие факторы, правила снижения номинальной мощности, практические параметры и реальные проектные применения для поддержки точного проектирования и надежной эксплуатации.
Номинальная токовая нагрузка относится к максимальному непрерывному току, который кабель может пропускать при заданных условиях монтажа, не превышая температурный предел изоляционного материала. Для кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ):
Температура непрерывной работы: 90°C
Температура при коротком замыкании: 250°C (максимум 5 секунд)
Стандарт расчета: серия IEC 60287
Исследования IEC и IEEE подтверждают, что внешняя тепловая среда может вызывать повышение температуры кабеля до 70%, поэтому среда и метод прокладки являются наиболее критическими факторами.
- При одинаковой площади поперечного сечения медь (Cu) имеет на 20% более высокую номинальную токовую нагрузку, чем алюминий (Al).
- Большая площадь поперечного сечения снижает сопротивление и улучшает теплоотвод.
- Стандартные площади поперечного сечения для кабелей среднего напряжения: 25 мм², 35 мм², 50 мм², 70 мм², 95 мм², 120 мм², 150 мм², 185 мм², 240 мм², 300 мм².
- СПЭ обладает более высокой термостойкостью и лучшей термической стабильностью.
- Более высокая термостойкость = более высокая допустимая номинальная токовая нагрузка.
- Все кабели среднего напряжения должны использовать изоляцию из СПЭ (IEC 60502 / GB/T 12706).
- Прокладка в воздухе: Оптимальный теплоотвод → самая высокая номинальная токовая нагрузка. Прямая засыпка в грунт: Зависит от условий грунта → Снижение номинальной токовой нагрузки.
- Трубы, траншеи или плотное группирование: Плохой теплоотвод → Требуется снижение номинальной мощности.
- Высокая температура окружающей среды → Снижение номинальной токовой нагрузки.
- Высокое тепловое сопротивление грунта (сухой, песчаный): Плохой теплоотвод → Значительное снижение номинальной токовой нагрузки.
- Высокая влажность грунта может улучшить теплоотвод и незначительно увеличить номинальную токовую нагрузку.
- Плотно уложенные несколько кабелей могут вызывать взаимный нагрев.
- Коэффициент снижения номинальной токовой нагрузки: 0,8–0,95, конкретное значение зависит от количества кабелей и расстояния между ними.
- Бронированные конструкции незначительно снижают теплоотвод.
- Ограниченные пространства и плохая вентиляция снижают номинальную токовую нагрузку.
Температура окружающей среды: 25°C | Тепловое сопротивление грунта: 1,0 К·м/Вт
|
Тип |
Напряжение |
Сечение |
Номинальная токовая нагрузка (в воздухе) |
Номинальная токовая нагрузка (прямая засыпка) |
|
YJV / YJY (Cu) |
8,7/10 кВ |
3*95 мм² |
240 А |
215 А |
|
YJV / YJY (Cu) |
8,7/10 кВ |
3*120 мм² |
270 А |
245 А |
|
YJV / YJY (Cu) |
8,7/15 кВ |
3*150 мм² |
305 А |
275 А |
|
YJV22 Бронированный |
26/35 кВ |
3*185 мм² |
340 А |
305 А |
|
YJV22 Бронированный |
26/35 кВ |
3*240 мм² |
390 А |
350 А |
Проект: Двигатель 500 кВт + 10 кВ
Кабель: Кабель из сшитого полиэтилена с медной жилой YJV 3*120 мм² 8,7/10 кВ
Расчет номинальной токовой нагрузки: Более чем в 2,5 раза превышает номинальный ток
Результат: Стабильная температура, ниже 85°C, без перегрева или старения.
Проблема: Сухой песчаный грунт, высокая температура грунта
Решение: Переход на 3*150 мм²; Коэффициент снижения номинальной мощности 0,9
Результат: Долгосрочная безопасная эксплуатация, низкий уровень отказов.
Метод прокладки: Прокладка в наружной траншее, несколько кабелей параллельно
Решение: Бронированный УФ-стойкий кабель YJY23; Коэффициент снижения номинальной мощности 0,85
Результат: Стабильная работа при высокой нагрузке и суровых условиях окружающей среды.
- Медные проводники следует использовать в приложениях с высокой надежностью и высокой номинальной токовой нагрузкой.
- Кабели среднего напряжения должны использовать изоляцию из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- Коэффициенты снижения номинальной мощности должны строго применяться в таких ситуациях, как подземная прокладка, групповая прокладка, высокая температура и плохая вентиляция.
- Ударные нагрузки должны иметь запас по номинальной токовой нагрузке от 1,5 до 2,5 раз.
- Бронированные кабели (YJV22/YJY23) следует использовать для подземных работ и в суровых условиях.
- Контролируйте температуру соединений и клемм, чтобы предотвратить перегрев.
Номинальная токовая нагрузка является основой безопасности и экономичности кабелей среднего напряжения. На основе исследований IEC 60287 и полевых исследований IEEE, размер проводника, тепловые свойства изоляции, метод прокладки и внешняя тепловая среда являются наиболее критическими факторами. Правильный выбор, точный расчет и соответствующее снижение номинальной мощности могут эффективно предотвратить перегрев, старение изоляции и пробой, тем самым значительно продлевая срок службы и снижая общие затраты на жизненный цикл.
Jinhong Cable предлагает полный ассортимент силовых кабелей среднего напряжения из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6 кВ–35 кВ, тщательно проверенных на номинальную токовую нагрузку и соответствующих стандартам IEC, GB, CE и RoHS, поддерживая глобальные промышленные, EPC и инфраструктурные проекты.
