Големина на меден проводник спротив температурно повеќување во 145кВ отклучувачи

Односот за температурата и токот на изолаторот од 145 кВ со големина на меден проводник се состои во балансирање на капацитетот за пренос на ток и ефикасноста на дисипацијата на топлина. Температурата на токот се однесува на максималниот непрекинат ток што може да го пренесе проводник без да надмине неговата одредена граница за повисока температура, а големината на меден проводник директно влијае на овој параметар.

Разбирањето на овој однос започнува со физичките својства на материјалот на проводникот. Кондуктивноста, резистивноста и коефициентот на термичко проширување на медта одредуваат и генерирањето на топлина под опрема и брзината на дисипација на топлината. Поголемите прекрсни плоштини намалуваат отпорот по единица должина, па затоа генерираат помала топлина при истиот ток. На пример, меден жица со 2,5 мм² има помала температурна повисока од жица со 1,5 мм² кога пренесува 20 А.

При изборот на големина на проводник, трите клучни фактори мора да се оценат целостно:

• Кarakтеристики на опремата, вклучувајќи големината и продолжителноста на флуктуацијата на токот. Опремата со чести пускови/спирки или краткосрочни прекомерни токови бара разгледување на ефектите на транзиентната температурна повисока на изолацијата.

• Околувачка температура: Повисоки околувачки температури бараат поголеми проводници за компенсирање на дополнителен термички стрес.

• Метод на инсталација: Затворени каналони обезбедуваат слаба дисипација на топлина; големината на проводникот треба да се зголеми барем за 20% споредено со отворени инсталации.

Критичните превитоци можат да се проценат со користење на формулата:
ΔT = (I² · R · t) / (m · c)
каде I е ток, R е отпор по единица должина, t е време, m е маса на проводникот, а c е специфична топлинска капацитет. На практика, често се користат брзопрегледни табели—на пример, при околувачка температура од 40°C, стандардните BV жици имаат следните амперности: 1,5 мм² → 16 А, 2,5 мм² → 25 А, 4 мм² → 32 А.

Заблудите треба да се избегнат. Некои претпоставуваат дека само зголемувањето на големината на проводникот решава премногу нагревање—но лош контакт на терминалите, оксидација на јазлите или слаби врски можат да предизвикаат локализирани топли точки. Во еден случај, лошо црпна 4 мм² меден контакт достигна 120°C при само 15 А, многу надминувајќи го општиот температурен напор на проводникот од 65°C.

Чистотата на медта значително влијае на температурната повисока. Мед без кислород (99,9% Cu) има 8–12% помал отпор од рециклирана мед, што овозможува ~10% повисок капацитет на ток при иста големина. Препорачливо е да се користат медни жици кои се согласуваат со стандардите GB/T 395 за електрични применби.

Стратегиите за практична применба можат да се структурираат во три нивоа:

• Ниво 1 (Основно Соодветствување): Изберете големина на проводник според 1,2× на номиналниот ток.

• Ниво 2 (Динамичка Компензација): Прилагодете за фактор на моќ—индуктивните опреми бараат 5–8% поголеми проводници.

• Ниво 3 (Дизајн со Резерва): Зарезервирајте 20% марџин на ток за критични кола за неочекувани пораснувања.

Дисипацијата на топлина може да се подобри со структурни и материјални подобрувања:

• Жици со влакна нудат >30% поголема површина од жици со чврст ядро.

• Тин-плакирањето го намалува контактниот отпор за 15–20%.

• Во затворени комутатори, замената на сврзани каблови со медни шини подобрува дисипацијата на топлина за 40% додека ги намалува точките на врска.

Интервалите за одржувание влијаат на долгосрочната стабилност. Инспектирајте стегнатоста на врските секои 500 оперативни часови, користете термална слика за мониторинг на распределбата на температурата и навремено заменете оксидирани терминали. Во влажни околини, применете антикорозионни покривања за спречување на електрохемиски деградација што го зголемува отпорот.

Специјалните сценарија бараат прилагодени пристапи:

• Опрема со висока фреквенција (>1 kHz): Ефектот на кожа станува значаен; користете повеќе паралелни мали жици наместо еден груб проводник.

• Неизбалансирани трифазни системи: Одредете големината на проводниците според највисокиот ток на фаза; нейтралните проводници не треба да бидат помали од фазните проводници.

Експерименталната валидација е есенцијална. Изградете тестна рама и ја работете на 1,5× номиналниот ток за 2 часа, записувајќи температурните криви на критични точки. Критериуми за прифатување: Околувачка температура + Температурен напор на проводник ≤ Термичка класа на изолацијата (на пример, ≤70°C за PVC).

Геометријата на распоредот на кабловите влијае на хладењето:

• Оддвојте ги паралелните каблови со ≥2× дијаметар на кабелот.

• Вертикалната инсталација дисипира топлина за 15–20% подобро од хоризонталната маршрутирање—препорачлива се за линии со висок ток.

• Минималниот радиус на завој треба да биде ≥6× дијаметар на проводникот за спречување на локализирано заседнување на топлина.

Мониторирајте стареењето на проводникот динамично: при нормална употреба, отпорот на медта се зголемува ~0,5% годишно. По пет години, повторно ја препорачуваме амперажата. Инсталирајте температурни сензори на критични чворови и имплементирајте реални временски прегледни превитоци.

Преходните јазли од месинг-алуминиум бараат специјално внимание. Галваничката корозија се јавува на интерфејсите на различни метали - секогаш користете сертификувани двометални конектори и применувајте антиоксидантна мастило. Една анализа на падот на една подстанција покажа дека незащитените Cu-Al јазли во влажни услови трипат контактното отпорност во рамки на три месеци, што доведе до топлен склоп.

Такаѓе, треба да се земе предвид и падот на напон, особено при долгите растојанија. Сигурете се дека терминалниот напон останува ≥95% од номиналната вредност. Кога важат ограничувањата за повеќе на температурата и падот на напон, изберете големината на проводникот која диктува строгоштата претстава.

Термичкиот отпор на изолацијата значително важи. Термичката проводливост варира широко - на пример, силиконската гума е два пати од ПВЦ, што дозволува 8–12% повисок ток на иста големина. За апликации со висока температура, користете XLPE (крестена полиетилен) изолација, класифицирана за непрекинува операција до 90°C.

На крај, електромагнетните ефекти - кожен ефект и ефект на близина - намалуваат ефективната површина на проводникот во системите со алтернативен ток. За големи еднојачерни проводници, користењето на повеќе помали паралелни проводници е погодно за контрола на температурата од еден прекомерно голем.
Нудиме професионален калкулатор - ако ви е потребен, ве молиме посетете делот Калкулатор на нашата веб-страница!