Võidujoone suurus vs temperatuuritõus 145kV lülitiaparaatides

145 kV lülitsenikvõtja ja vaski juhtme suuruse vaheline seos seisneb nii töökuulutuse kui ka soojenemise tõhususe tasakaalus. Temperatuuri tõusva voolu mõistetakse kui maksimaalset jätkuvat voolu, mida juhtmete saab kandma ilma et see ületaks määratud temperatuuri tõusu limiiti, ja vaski juhtme suurus mõjutab otse selle parameetri.

Selle seose mõistmiseks on alustada juhtmateriaali füüsikaliste omadustega. Vaski joonkondlikkus, vastupidavus ja soojenemise laienemiskordaja määravad nii laetuse all tekkinud soojuse kui ka soojuse levimise kiirust. Suuremad ristlikud pindalad vähendavad vastupidavust ühiku pikkuses, seega tekib sama vooluga vähem soojust. Näiteks 2,5 mm² vaski juhtmel on madalam temperatuuri tõus kui 1,5 mm² juhtmel, kui need kannavad 20 A.

Valides juhtme suurust, tuleb hinnata kolme olulist tegurit:

• Laetuse omadused, sealhulgas voolu lõpplemise ulatus ja kestus. Seadmetel, mis kasutatakse sageli käivitamisel/peatumisel või lühiajaliste ülekoormustega, tuleb arvestada ajutise temperatuuri tõusu mõju eraldusele.

• Ümbritseva temperatuur: Kõrgemad ümbritsevad temperatuurid nõuavad suuremaid juhtmeid, et kompenseerida lisatud soojuspinget.

• Paigaldamismeetod: Suletud kanalisidest lähtudes on soojuse levikut vähem, juhtme suurus peaks olema vähemalt 20% suurem kui avatud paigalduste puhul.

Kriitilised piirangud võivad hinnata järgmisel valemil:
ΔT = (I² · R · t) / (m · c)
kus I on vool, R on vastupidavus ühiku pikkuses, t on aeg, m on juhtme mass ja c on spetsiifiline soojusekapasiteet. Praktikas kasutatakse tavaliselt kiirkaartide - näiteks 40°C ümbritseva temperatuuriga standardne BV juhtmehel on järgmised ampaciteed: 1,5 mm² → 16 A, 2,5 mm² → 25 A, 4 mm² → 32 A.

Tuleb vältida levinud eksitusi. Mõned eeldavad, et lihtsalt suurendades juhtme suurust lahendatakse ülekuumanemine, kuid halb kontakt, sidemedes oksideedumine või löödud ühendused võivad põhjustada lokaliseeritud kuuma kohti. Ühel juhul jõudis halvalt krimponeeritud 4 mm² vaski ühendus 120°C alles 15 A vooluga, mis oli palju kõrgem kui juhtme üldine temperatuuri tõus 65°C.

Vaski puhtus mõjutab oluliselt temperatuuri tõusu. Häiretasuta vask (99,9% Cu) on 8–12% madalam vastupidavus kui taaskasutatud vask, lubades umbes 10% suurema voolukapasiteedi sama suurusega. Soovitatav on kasutada elektritööstuse rakendustele GB/T 395 standardile vastavat vaski juhtmet.

Praktikate rakendamise strateegiad võivad olla jagatud kolme tasandile:

• Tase 1 (Põhiline vastavus): Vali juhtme suurus 1,2× määratud voolu järgi.

• Tase 2 (Dünaamiline kompenseerimine): Korrigeeri võimsuse tegurit - induktiivsed laetused nõuavad 5–8% suuremaid juhtmeid.

• Tase 3 (Redundantsidegn): Rezervi 20% voolupõhi kriitilistel tsüklitel ootamatute tõusude jaoks.

Soojuse levikut saab parandada konstruktsiooni ja materjali parandustega:

• Rändtegus juhtmed pakuvad >30% suuremat pindala kui täissüdalikud juhmed.

• Tinalakke vähendab kontaktvastupidavust 15–20%.

• Suletud lülitsenikvõtjas asendades sidetud kaabeid vaski busbaridega paraneb soojuse levikut 40%, samal ajal vähenevad ühenduspunktid.

Hooldusintervallid mõjutavad pikaajalist stabiilsust. Kontrolli ühenduste tiheust igas 500 töötundis, kasuta soojuskaameraid temperatuurijaguse jälgimiseks ja asenda kiiresti oksideenunenud ühendusi. Niiskes keskkonnas rakendage anti-korrosioonikatteid, et vältida elektrokemilist lagunemist, mis suurendab vastupidavust.

Erilised stsenaariumid nõuavad kohandatud lähenemisi:

• Kõrge sagedusega seadmed (>1 kHz): Nahketeefekt muutub oluliseks, kasutage mitme paralleelselt viidatud õhutatud juhmet asemel ühte paksut juhmet.

• Ebatasakaalulised kolmekordilised süsteemid: Vali juhtme suurus kõrgeima faasi voolu järgi; neutraaljuhmed ei tohi olla väiksemad kui faasi juhmed.

Eksperimentaarne kinnitamine on oluline. Ehitage katsepürami ja käivitage 1,5× määratud vooluga 2 tundi, määrake kriitilistes punktides temperatuuri tõusu kõverad. Hyväksuvuse kriteeriumid: Ümbritseva temperatuur + Juhtme temperatuuri tõus ≤ Eralduse soojusepiir (nt. ≤70°C PVC korral).

Kaabe paigutuse geomeetria mõjutab jahutamist:

• Hoidke paralleelsete joontega vahemaad ≥2× kaabe diameeter.

• Vertikaalne paigaldus levitab soojust 15–20% paremini kui horisontaalne marsruut - eelistage kõrgevoolulistel joontel.

• Minimaalne paindlik raadius peaks olema ≥6× juhtme diameeter, et vältida lokaliseeritud soojuse mahakinnitust.

Jälgi juhtme vananemist dünaamiliselt: tavapärases kasutuses suureneb vaski vastupidavus umbes 0,5% aastas. Pärast viie aasta kulgemist tuleb uuesti hindada ampaciteed. Installige temperatuurisensorid kriitilistesse punktidesse ja rakendage reaalajas hoiatuslimiite.

Väetik-alumiiniumi üleminekupunktidele tuleb pöörata erilist tähelepanu. Galvaaniline korroosio tekib erinevate metallide liidemel—kasutage alati sertifitseeritud bimetaalsete ühendite ja rakendage oksüdeerimise vastase trüki. Ühe alljaamatu katseanalüüsi kohaselt kolmekordsesenes kontakttakistus mittekaitsatud Cu-Al liidmepunktidel niiskes tingimustes kolme kuu jooksul, mis viis lõhkumiseni.

Teguri languse peab kaaluma, eriti pikadest juhtmetest. Tagage, et terminaltakistus jääks vähemalt 95% nimekirjast määratud väärtusest. Kui kehtivad nii temperatuuritõusuga seotud piirangud kui ka teguri langusega seotud piirangud, valige juhtme suurus rangema nõude järgi.

Soojuseeritava isolatsiooni termiline vastupidavus on oluline. Soojuse juhtivus varieerub laialdaselt—nt silikooni kumm on kaks korda termostabiilsem PVC-st, lubades sama suurusega 8–12% kõrgema voolu. Kõrgete temperatuuride jaoks kasutage XLPE (ristkondne polüüteen) isolatsiooni, millel on heaks kiidetud pidev töö kuni 90°C-ni.

Lõpuks, elektromagnetilised mõjud—nahkede efekt ja lähevenevuse efekt—vähendavad AC-süsteemides tõhusa juhtme pindala. Suuremate ühekordsete juhtmete korral on palju väiksemate paralleelsed juhtmed temperatuurkontrolli seisukohalt tõhusamad kui üks ülekantud juhtmee.
Pakume professionaalset kalkulaatorit—kui vajate seda, külastage meie veebilehel Calculator-i osakonda!