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Cálculo de la corriente de cortocircuito acorazado de alambre de aluminio
May 27, 2018

En muchos cables de un solo núcleo de voltaje medio en países extranjeros, para evitar la pérdida de corriente parásita, mientras se asegura que el cable pueda soportar una cierta cantidad de fuerza de tracción, el blindaje de aluminio se usa para blindaje. Porque en la operación práctica de la instalación del cable, la armadura y el escudo están todos a tierra. La mayoría de los sistemas de potencia extranjeros pertenecen a sistemas de Clase A, es decir, el punto neutro está directamente conectado a tierra. En un sistema de este tipo, se requiere una gran corriente de cortocircuito al suelo. Es decir, cuando se produce un cortocircuito en un cable, el blindaje y el blindaje pueden ser relativamente grandes. Corriente de cortocircuito, la corriente en la tierra y el cable del daño. Por lo tanto, el cálculo de la corriente de cortocircuito de la armadura de alambre de aluminio es una habilidad esencial para los ingenieros y técnicos. En el estándar IEC, no hay una fórmula para el cálculo de la corriente de cortocircuito en la armadura de alambre de aluminio, sino solo el blindaje de cobre y el blindaje de cobre. Sin embargo, de acuerdo con el estándar IEC y otros datos nacionales y extranjeros, el cálculo y la derivación de las corrientes de cortocircuito en blindaje de alambres de aluminio todavía se pueden realizar, y los datos de corriente de cortocircuito precisos de los aceros blindados de alambre de aluminio que pueden resistir inspecciones prácticas pueden Ser obtenido. Juega un papel importante en el diseño y el proceso de fabricación.


Para cualquier porción del cable que lleva corriente, el método para calcular la corriente de cortocircuito nominal usualmente se supone que permanece dentro del fluido portador (es decir, calentado adiabáticamente) durante la duración del cortocircuito. De hecho, en caso de cortocircuito, parte del calor se introducirá en el material adyacente. De hecho, la corriente de cortocircuito puede ser mayor, se consideran los llamados efectos no adiabáticos. El método no adiabático es efectivo durante toda la duración del cortocircuito.

En comparación con el método adiabático, utilizando el método no adiabático, la capa de protección, la cubierta y los conductores de menos de 10 mm2 (especialmente utilizados como cables blindados) permiten un gran aumento en la corriente de cortocircuito.

Las corrientes de cortocircuito no adiabáticas blindadas de alambre de aluminio se calculan de la siguiente manera:


I. Cálculo del factor de corrección teniendo en cuenta el efecto no adiabático


Dado que el interior de la armadura de alambre de aluminio es una funda de PVC, y el exterior debe unirse con una tela no tejida antes de que se pueda exprimir la envoltura de PVC, los parámetros del medio circundante solo deben considerar la funda de PVC y la tela no tejida. En la fórmula, σ2, σ3 - el calor específico del medio alrededor de la capa de armadura de alambre de aluminio (J / Kom3)


Además: funda de PVC σ2 = 1.7 × 106 J / Kom3


Tela no tejida σ3 = 2.0 × 106 J / Kom3


También: ρ2, ρ3 Capa de acero de aluminio blindado que rodea la resistencia térmica de los medios (Kom / W)


Funda de PVC ρ2 = 6.0Kom / W


Fibra no tejida ρ3 = 6.0Kom / W

F - factor de contacto imperfecto al considerar el contacto térmico imperfecto entre la armadura de alambre de aluminio y los materiales no metálicos circundantes, F = 0.5


Σ1 - calor específico del escudo, funda o armadura, cable de aluminio J / Kom3 σ1 = 2.5 × 106 J / Kom3


Todos los parámetros son sustituidos en:

ε = 1.158 coeficiente no adiabático.


En segundo lugar, la fórmula de cálculo de la corriente de cortocircuito del proceso adiabático:


Entre ellos, el área de sección transversal del cable S es YJV72 12 / 20kV 1x500. S = 60 * 2.5 ^ 2 * 0.7854 = 295mm2


Corriente de cortocircuito del escudo de armadura de alambre de aluminio IAd


El recíproco del coeficiente de temperatura β, 228


Θf la temperatura final del cortocircuito, θf = 250 ° C


Initiali temperatura de cortocircuito inicial, θi = 90 ° C


Capacidad de calor específica del conductor a σc 20 ° C, 2.5 × 106 J / Kom3


Ρ20 La resistividad del conductor a 20 ° C, 2.8264x10-8Ω.m. t es 1S para el tiempo de cortocircuito (S).

Entonces, el proceso adiabático permite que la corriente de cortocircuito (1 segundo) sea: = 28.87 kA


En tercer lugar, el efecto no adiabático del cálculo de la corriente de cortocircuito


Basado en el proceso de cálculo anterior,


El proceso no adiabático permite que la corriente de cortocircuito (1 segundo) sea: 1.158 * 28.87 = 33.43 kA


A partir de los cálculos anteriores, se puede ver que la corriente de cortocircuito no adiabática de la armadura de alambre de aluminio en realidad ha aumentado significativamente en comparación con la corriente adiabática de cortocircuito. La norma IEC949 (1988) ha asumido las condiciones de cálculo del peor caso, es decir, el margen se ha tenido realmente en cuenta en el cálculo. Por supuesto, el resultado del cálculo de la corriente de cortocircuito nominal es generalmente seguro. El cálculo anterior se basa básicamente en la fórmula de cálculo de blindaje de cobre de acuerdo con la norma IEC949 (1988), excepto que el medio circundante de blindaje de alambre de aluminio es diferente del medio circundante de blindaje de alambre de cobre, y el cable de cobre en el fórmula original será considerada. Los parámetros correspondientes fueron reemplazados por alambre de aluminio.


Además, con referencia a la experiencia en el extranjero, la temperatura final de cortocircuito de la capa de blindaje metálica puede alcanzar 350 ° C. Por seguridad, también hay una opción de 300 ° C. Para mejorar la seguridad de la red eléctrica en China, el cálculo real se calcula a 300 ° C. Los escudos de metal anteriores son para cintas de cobre o alambres de cobre, y el blindaje de aluminio debe ser diferente del blindaje de cobre porque los materiales de aluminio son menos resistentes a las altas temperaturas que el cobre. En el cálculo real, nos referimos a la temperatura final de cortocircuito del conductor de aluminio y la calculamos a 250 ° C. La corriente de cortocircuito así calculada puede asegurar que el cable de aluminio enfundado no cause problemas de seguridad debido a la sobrecarga durante un cortocircuito real.


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