淺析按短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜線芯允許最小截面

1、淺析按短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜線芯允許最小截面淺析按短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜線芯允許最小截面(20100730)(20100730)1引言為了迅速提高城市電網(wǎng)的裝備數(shù)量，改善自動(dòng)化和管理水平，消除向用戶輸變電的瓶頸環(huán)節(jié)，國(guó)家投入了大量資金進(jìn)行城市電網(wǎng)的改造和建設(shè)。改造的主要范圍是加快110kV及以下配電網(wǎng)的建設(shè)和改造。大城市增加220kV終端變電站的建設(shè)，中等城市增加110kV終端變電站的建設(shè)，增加變電站的布點(diǎn)。隨著220kV和110kV終

2、端變電站的逐步建成和投運(yùn)，10kV短路容量急劇上升，往往按載流量及經(jīng)濟(jì)電流密度選擇出的電纜芯線截面不能滿足熱穩(wěn)定條件要求。早在1959年西北電力設(shè)計(jì)院曾對(duì)電纜在短路電流作用下進(jìn)行了試驗(yàn)考察：未符合熱穩(wěn)定要求的截面偏小的電纜，出現(xiàn)了油紙絕緣鋁包被炸裂、絕緣紙燒焦、電纜芯被彈出、電纜端部冒煙等危險(xiǎn)癥狀。工作實(shí)踐中由于未按熱穩(wěn)定選擇截面導(dǎo)線的事故，屢屢發(fā)生。近年如某鋼廠有3次電纜事故都均源于此因。以上事實(shí)已說(shuō)明選擇電纜芯線截面必須滿足熱穩(wěn)定條

3、件。2按短路熱穩(wěn)定計(jì)算電纜芯線允許最小截面按短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜芯線允許最小截面，可由下式確定：式中：S電纜線芯截面，mm2Qt在計(jì)算時(shí)問(wèn)內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)，A2oSC熱穩(wěn)定系數(shù)Itt秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值，st設(shè)備允許通過(guò)的短路熱穩(wěn)定電流時(shí)間，S校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的時(shí)間t，按下式計(jì)算：。)。(1)按載流量選擇電纜線芯截面。電纜導(dǎo)體的Ia1，不得小于其通過(guò)的計(jì)算電流I30，即Ia1≥I30。已知I30為94.1A，查表1選

4、用線芯截面為35mm2的電纜。(2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜芯線截面。經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算公式為Ses=I30／jec(2)式中：Ses經(jīng)濟(jì)截面，mm2jec經(jīng)濟(jì)電流密度，A／mm2年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)取6000h時(shí)，YJV2287／15kV型交聯(lián)聚乙烯電纜對(duì)應(yīng)的jec為1.09，代人式(2)，得Ses=I30／jec=94.1／1.09≈86.33(mm2)按經(jīng)濟(jì)電流密度應(yīng)選用線芯截面為95mm2的電纜。(3)按滿足短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜芯

5、線的允許最小截面。已知It為18.28kA；t按接入后備保護(hù)時(shí)間計(jì)，取1s；查lEE標(biāo)準(zhǔn)，交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜的C為143。代入式(1)，得=18280143≈127.83(mm2)可見(jiàn)，如需滿足熱穩(wěn)定條件，電纜線芯截面應(yīng)為150mm2。4結(jié)語(yǔ)(1)按允許載流量選擇電纜芯線截面，可使電纜溫升不超過(guò)絕緣材料的最高允許溫度，以保證電纜長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行，同時(shí)又可使電纜的投資較小，所以一般情況下，即可確定電纜芯線截面的下限。(2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇