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021-50886061鋁合金電纜,你真的會(huì)用嗎?
鋁合金與銅相比,在同等截面等長度的情況下,電導(dǎo)率是銅的61.8%,載流量約為銅的78%,銅比重為8.9克/厘米3,鋁比重為2.7克/厘米3,同樣截面積電纜,鋁合金電纜重量僅有銅芯電纜的一半多。由于鋁合金電纜重量輕特點(diǎn),特別適合用于大跨度的建筑,如體育場館、會(huì)展中心等建筑物的電纜敷設(shè),采用鋁合金電纜可減輕對建筑鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)重,節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)的費(fèi)用。另外,采用鋁合金電纜對高層建筑來可以降低垂直敷設(shè)電纜的難度和工作量,節(jié)省人工成本,同時(shí)也減少了由于電纜施工中可能造成本體損傷的風(fēng)險(xiǎn)。由于鋁的熔點(diǎn)是660℃,因此火災(zāi)發(fā)生時(shí)需要連續(xù)供電的消防線路不得選用鋁合金電纜。
國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC287-3-2/1995提出了電纜尺寸選擇以導(dǎo)體截面經(jīng)濟(jì)性最佳的觀點(diǎn):電纜導(dǎo)體截面的選擇,不僅要考慮電纜線路的初始成本,而且要同時(shí)考慮電纜在壽命期間的電能損耗成本,因此要從經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇電纜截面。根據(jù)電纜截面的規(guī)格分布,將鋁合金電纜的截面增加1.5倍左右,載流量與電壓降等電氣參數(shù)與銅相當(dāng)。銅纜與鋁合金電纜的安培.公里電壓降比值和截面比見表1
相近能耗下,鋁合金芯電纜的截面要比銅芯電纜的截面大兩個(gè)規(guī)格,也就是說,鋁合金電纜大于銅芯電纜兩個(gè)規(guī)格才可以達(dá)到相近的載流量。增大導(dǎo)線截面積對電纜敷設(shè)、電纜通道的結(jié)構(gòu)尺寸和電氣性能都帶來了影響。
電纜的選擇還要考慮正常和短路時(shí)電纜最高允許溫度,鋁合金電纜在短路時(shí)最高允許溫度低于銅芯電纜,在選擇時(shí)需要考慮。
多根電纜并列敷設(shè)時(shí)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量相對單根更難發(fā)散,載流量較單根要小些。并列敷設(shè)的越多則允許載流量就越小。由下表可以看出電纜并列敷設(shè)時(shí)間距最好大于300cm(電纜直徑5倍以上)來保證電纜散熱和故障時(shí)減少對其他電纜的影響。多根電力電纜敷設(shè)在電纜溝道中或直埋在土壤中其載流量有許多變化,在同樣的環(huán)境溫度和土壤熱阻條件下,如果選用鋁合金電纜,由于增大截面積后電纜之間凈距就減少了.如240mm2的銅芯電纜其外徑是83mm,選用400mm2鋁合金電纜外徑為95mm,電纜之間凈距縮小了21mm,近縮小了20%,相應(yīng)的校正系數(shù)也降低。如400mm2的銅芯電纜,需選用兩條185mm2的鋁合金電纜,這樣增加了并列直埋電纜的根數(shù),校正系數(shù)隨之降低。由于采用鋁合金電纜增大了電纜外徑,會(huì)出現(xiàn)線間距離減少,電纜數(shù)量增加的情況,這樣會(huì)降低校正系數(shù),也就是降低電纜載流量,為滿足工作電流要求,可能還需要選擇更大截面的導(dǎo)線。所以選用鋁合金電纜還要考慮增大了截面降低了電纜間距離,而降低允許通流量的問題。
電纜的電容電流隨著電纜截面的增大而增加,選用鋁合金電纜后電纜后電纜截面積增加兩個(gè)規(guī)格,電纜的電容值也隨之增加。我國大部分地區(qū)還是以消弧線圈補(bǔ)償為主,消弧線圈容量的確定,取決于電網(wǎng)中電容電流的大小,電網(wǎng)中電容電流的確定主要采用實(shí)測和理論估算兩種方式,對于已經(jīng)運(yùn)行的電網(wǎng)還可以采用電容電流測量的方式測量,但在設(shè)計(jì)和建設(shè)階段,由于電網(wǎng)尚未形成,需要用理論方法進(jìn)行估算。
在10kV采用240mm2銅電纜電容電流為1.96A/km,采用400mm2鋁合金電纜時(shí),電容電流為2.41A/km,采用鋁合金電纜后電容電流增加 123%。電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)定:3kV~66kV系統(tǒng),當(dāng)單相接地故障電容電流不超過10A時(shí),應(yīng)采用不接地方式;當(dāng)超過10A又需在接地故障條件下運(yùn)行時(shí),應(yīng)采用消弧線圈接地方式 ;6kV~35kV主要由電纜線路構(gòu)成的配電系統(tǒng),單相接地故障電容電流較大時(shí),可采用低電阻接地方式。在中壓電網(wǎng)系統(tǒng)大多數(shù)是采用消弧線圈接地方式,當(dāng)選用鋁合金電纜時(shí)會(huì)導(dǎo)致消弧線圈容量增加,相應(yīng)的建設(shè)成本和運(yùn)行成本也在增加。國內(nèi)北京、上海、天津、廣州和深圳采用低電阻接地方式,低電阻接地方式對接地電流有限制值,當(dāng)接地電容電流增大后也需要校核接地電流。
隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展,負(fù)荷密度越來越高,電纜通道中敷設(shè)的電纜數(shù)量密度也隨之增加。對于電纜通道資源緊缺,短路電流大的場合在選用鋁合金電纜時(shí)就不能只考慮鋁合金電纜的的直接成本還有考慮綜合成本,如選用鋁合金電纜增加了電纜通道的尺寸,過密敷設(shè)使得通流量隨著電纜間距減小而降低,電容電流增加需要增加消弧線圈容量等建設(shè)和運(yùn)行成本。另外,鋁合金電纜的最高允許短路溫度以及熱穩(wěn)定系數(shù)低于銅芯電纜,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該進(jìn)熱穩(wěn)定校核,以保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。
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