Cómo calcular y seleccionar los cables y alambres correctos
Verificación de la sección transversal del cable
(1) Seleccione el cable de acuerdo con el voltaje: seleccione el cable de acuerdo con el primero de los principios anteriores.
(2) Elija la sección de cable de acuerdo con la densidad de corriente económica: el método de cálculo es el mismo que el de la sección de cable.
(3) Compruebe la sección transversal del cable Iux≥Izmax de acuerdo con la corriente de carga máxima a largo plazo de la línea
En la fórmula: Iux —— la corriente de carga permitida del cable (A);
Izmax —— La corriente de carga máxima a largo plazo (A) en el cable.
Este método de selección es el más utilizado en nuestro trabajo diario. Por lo general, la corriente de trabajo de la línea se calcula primero y luego la corriente de trabajo máxima de la línea no debe ser mayor que la capacidad de carga de corriente permitida del cable. La corriente de trabajo permitida a largo plazo del cable se muestra en la Tabla 1.
A menudo nos encontramos con esta situación en el trabajo real. A medida que aumenta la carga, aumenta la corriente de carga, la capacidad de transporte de corriente del cable original es insuficiente y la corriente de sobrecarga se ejecuta. Para aumentar la capacidad, considerando el funcionamiento normal del cable original, es difícil y antieconómico volver a tender el cable. A menudo utilizamos el método de doble hilo o incluso de triple hilo.
En la selección de cables combinados, mucha gente piensa que cuanto menor es la sección transversal del cable, más económico y razonable es, siempre que se cumplan los requisitos de capacidad de transporte de corriente. ¿Es este realmente el caso?
El 3 de enero de 2006, el cable principal del transformador 1 # a la sala de distribución de energía estalló. Dos de los cables de núcleo de aluminio de cuatro núcleos de 185 mm originales reventaron uno. Para restablecer el suministro de energía a tiempo en el área de trabajo, se reservó otro cable bueno y se utilizaron dos cables con núcleo de aluminio de cuatro núcleos de 120 mm para el suministro de energía. Después de 10 meses de funcionamiento, el cable principal volvió a estallar el 15 de noviembre de 2006. Después de la inspección, se descubrió que la explosión del cable de 185 mm causó el accidente.
¿Por qué ocurrió este accidente? De acuerdo con la Tabla 1, podemos concluir que la capacidad de carga de corriente segura de los tres cables usados juntos es 668A, y la corriente de carga máxima medida por el amperímetro tipo pinza es solo 500A en la sala de estar. De acuerdo con el principio de Iux≥Izmax, esta operación debe ser segura y confiable. Sin embargo, ignoramos que el cable tiene resistencia, porque cuando se conectan varios cables paralelos, la resistencia de contacto es diferente en la conexión, y esta resistencia de contacto a menudo es comparable a la resistencia del propio cable. Como resultado, la distribución de corriente del cable multiparalelo estará desequilibrada La distribución de corriente del cable multiparalelo está relacionada con la impedancia del cable.
Cálculo aproximado de la interfaz del cable de cobre: S = IL / 54,4U (área de la sección transversal del cable S en milímetros)
Cálculo aproximado de la interfaz del cable de aluminio: S = IL / 34U
Cálculo de resistencia
La resistencia estándar de CC del cable se puede calcular de acuerdo con la siguiente fórmula:
R20 = ρ20 (1 + K1) (1 + K2) / ∏ / 4 × dn × 10
En la fórmula: R20 —— La resistencia estándar de la corriente de derivación del cable a 20 ℃ (Ω / km)
ρ20 —— Resistividad del cable (a 20 ℃) (Ω * mm / km)
d —— El diámetro de cada núcleo de alambre (mm)
n —— Número de hilos de núcleo;
Tasa de torsión del alambre K1-core, aproximadamente 0.02-0.03;
K2 —— La tasa de torsión del cable de varios núcleos, alrededor de 0.01-0.02.
La resistencia de CA real por kilómetro de cable a cualquier temperatura es:
R1 = R20 (1 + a1) (1 + K3)
En la fórmula: a1 —— El coeficiente de temperatura de resistencia en t ℃;
K3—— Teniendo en cuenta el coeficiente de efecto de piel y el efecto de proximidad, 0,01 cuando el área de la sección transversal es inferior a 250 mm;
0,23-0,26 a 1000 mm.
Cálculo de capacitancia
C = 0,056 Nεs / G
En la fórmula: C—— Capacitancia del cable (uF / km)
permitividad relativa εs (el estándar es 3,5-3,7)
N —— El número de corazones del cable de varios núcleos;
GRAMO-- Factor de forma.
Para cables subterráneos para distribución de energía, cuando la sección transversal del conductor es redonda y se desprecia la pérdida de blindaje y revestimiento de plomo, el método de cálculo de la inductancia de cada cable es el mismo que el del alambre.
L = 0.4605㏒Dj / r + 0.05u
LN = 0.4605㏒DN / rN
En la fórmula: L—— la inductancia de cada cable de fase (mH / km)
LN—— la inductancia del cable neutro (mH / km);
DN —— La distancia geométrica entre la línea de fase y la línea neutra (cm);
rN—— el radio de la línea neutra (cm);
DAN, DBN, DCN: la distancia central entre cada línea de fase y la línea neutra (cm).