Koperleiergrootte vs Temperatuurstyg in 145kV Afkoppelers

Die verhouding tussen die temperatuurstygstroom van 'n 145 kV-afskakelaar en die kopere geleider grootte lê in die balansering van stroomdraendeelekapasiteit en warmte-afgifte-effektiwiteit. Die temperatuurstygstroom verwys na die maksimum kontinue stroom wat 'n geleider kan dra sonder om sy gespesifiseerde temperatuurstyglimiet te oorskry, en die kopere geleider grootte beïnvloed hierdie parameter direk.

Begrip van hierdie verhouding begin met die fisiese eienskappe van die geleidermateriaal. Koper se geleidbaarheid, weerstand en termiese uitsetkoëffisiënt bepaal sowel warmte-uitset onder belasting as warmte-afgiftekoers. Groter dwarsdoorsnyareas verminder weerstand per eenheidslengte, daardeur minder warmte by dieselfde stroom opwekkend. Byvoorbeeld, 'n 2,5 mm² koperdraad wys 'n lagere temperatuurstyg as 'n 1,5 mm² draad wanneer dit 20 A dra.

By die keuse van geleider grootte moet drie sleutelfaktore geheelvaardig evalueer word:

• Belastingskenmerke, insluitend stroomfluktuasie grootte en duur. Toerusting met gereeld start/stop of korttermyn-oorlast vereis oorweging van tussentydse temperatuurstyg-effekte op isolasie.

• Omgewings temperatuur: Hoger omgewingstemperature vereis groter geleiders om addisionele termiese spanning te kompenseer.

• Installasie metode: Geslote conduite bied swak warmte-afgifte; geleider grootte moet ten minste 20% toeneem in vergelyking met open installasies.

Kritiese drempels kan beraam word deur die formule te gebruik:
ΔT = (I² · R · t) / (m · c)
waar I is stroom, R is weerstand per eenheidslengte, t is tyd, m is geleider massa, en c is spesifieke warmtekapasiteit. In praktyk word vlugtige verwysingstabelle algemeen gebruik—byvoorbeeld, by 40°C omgewingstemperatuur, het standaard BV drade die volgende ampakapasiteite: 1,5 mm² → 16 A, 2,5 mm² → 25 A, 4 mm² → 32 A.

Gewone misverstande moet vermy word. Sommige neem aan dat slegs die verhooging van geleider grootte oorgloeiing oplos—maar swak terminalkontak, oxidisering by verbindinge, of los verbindinge kan plaaslike warmplekke veroorsaak. In een geval het 'n swak gekrimpe 4 mm² kopperverbinding 120°C bereik by net 15 A, baie oor die geleider se bulktemperatuurstyg van 65°C.

Koperreinheid beïnvloed temperatuurstyg beduidend. Vry-oxigen koper (99,9% Cu) het 8–12% laer weerstand as herwin koper, wat ~10% hoër stroomkapasiteit by dieselfde grootte moontlik maak. Dit word aanbeveel om koperdraad te gebruik wat voldoen aan GB/T 395 standaarde vir elektriese toepassings.

Praktiese toepassingsstrategieë kan in drie vlakke gestruktureer word:

• Vlak 1 (Basiese Pasvorm): Kies geleider grootte op grond van 1,2× die gerateerde stroom.

• Vlak 2 (Dinamiese Kompensasie): Pas aan vir kragfaktor—induktiewe laste vereis 5–8% groter geleiders.

• Vlak 3 (Redundante Ontwerp): Reserveer 20% stroommargine op kritiese sirkels vir onverwagte stoots.

Warmte-afgifte kan deur strukturele en materiaale verbeteringe versterk word:

• Strokedraadjulle bied >30% meer oppervlak as massiefkern drade.

• Tinnenplating verminder kontakweerstand met 15–20%.

• In geslote skakeltoestelle, vervanging van bundelkabels met koperbusbalks versterk warmte-afgifte met 40% terwyl verbindingspunte verminder.

Onderhoudsintervalle beïnvloed langtermynstabiliteit. Kontroleer verbindingvasheid elke 500 bedryfsure, gebruik termiese afbeelding om temperatuurdistribusie te moniter, en vervang oxideerde terminals sonder delay. In vochtlige omgewings, pas anti-korrosie-laaiers toe om elektrokemiese degradasie wat weerstand verhoog, te voorkom.

Spesiale scenario's vereis aangepaste benaderings:

• Hogefreqwentietoerusting (>1 kHz): Skin-effek word betekenisvol; gebruik meerdere parallel fyn strokedrade in plaas van 'n enkele dik geleider.

• Ongebalanseerde driesfasesisteme: Maat geleiders op grond van die hoogste fase-stroom; neutrale geleiders moet nie kleiner wees as fase geleiders nie.

Eksperimentele validasie is essensieel. Bou 'n toetsrig en hardloop by 1,5× gerateerde stroom vir 2 ure, registreer temperatuurstygkurwes by kritiese punte. Akseptanskriteria: Omgewingstemperatuur + Geleider temperatuurstyg ≤ Isolasie termiese rating (bv., ≤70°C vir PVC).

Kabelopstelling geometrie beïnvloed koeling:

• Handhaaf afstand ≥2× kabel diameter vir parallele loop.

• Vertikale installasie dissipeer warmte 15–20% beter as horisontale rotering—prefereer vir hoër-stroomlyne.

• Minimum buigradius moet ≥6× geleider diameter wees om plaaslike warmte-trapping te vermy.

Monitor geleider veroudering dinamies: onder normale gebruik, neem koper weerstand ~0,5% jaarlik toe. Na vyf jaar, her-evalueer ampakapasiteit. Installeer temperatuursensore by kritiese nodes en implementeer real-time waarskuurdstrewe.

Koper-aluminium oorgangsverbindinge vereis spesiale aandag. Galvaniese korrusie vind plaas by ongelyke metaalvlakke—gebruik altyd geverifiseerde tweemetale verbindings en pas antioksidant-grein toe. 'n Onderstasie-faalontleding het getoon dat onbeskermde Cu-Al verbindinge in vochtige omstandighede die kontakweerstand binne drie maande verdriedubbeld het, wat gelei het tot smelt.

Spanningsdaling moet ook in ag geneem word, veral in langafstandse lopings. Maak seker dat die eindspanning ≥95% van die nominale waarde bly. Wanneer beide temperatuurstyg en spanningsdaling beperkings van toepassing is, kies dan die geleider grootte wat deur die strengste vereiste voorgeskryf word.

Isolasiethermiese weerstand speel 'n beduidende rol. Termiese geleidigheid wissel wyd—bv. silikonrubber is twee keer so goed as PVC, wat 8–12% hoër stroom by dieselfde grootte toelaat. Vir hoë-temperatuurtoepassings, gebruik XLPE (gekruisligte polietileen) isolasie, gerangskik vir kontinue operasie tot 90°C.

Laastens, elektromagnetiese effekte—vel- en nabyheideffek—verminder die effektiewe geleiderarea in AC-stelsels. Vir groot enkelkern geleiders, is dit meer effektief vir temperatuurbestuur om meerdere kleiner parallelle geleiders te gebruik as 'n enkele oormaatse een.
Ons bied 'n professionele rekenaar aan—gaan asseblief na die Rekenaarafdeling op ons webtuiste indien jy dit nodig het!