Ukubwa wa Mvulambizi wa Copper kwa Ongezeko la Joto katika 145kV Disconnectors

Uhusiano kati ya temperature-rise current wa disconnector wa 145 kV na ukubwa wa mizizi ya copper unaelekea kufanana kati ya uwezo wa kutumia current na ubora wa kupunguza joto. Temperature-rise current inamaanisha current zaidi ambayo mizizi yanaweza kutumia bila kuexceed temperature rise limit iliyotakribishwa, na ukubwa wa mizizi ya copper unahusu sana parameter hii.

Kuelewa uhusiano huu huanza na sifa za fizikia za material ya mizizi. Conductivity, resistivity, na thermal expansion coefficient za copper zinatathmini heat generation under load na heat dissipation rate. Seka za kubwa zinapunguza resistance per unit length, kwa hivyo kunategemeza heat chache zaidi kwenye current sawa. Kwa mfano, wire ya copper ya 2.5 mm² ina temperature rise chache kuliko wire ya 1.5 mm² wakati anayetumia 20 A.

Wakati wa kuchagua ukubwa wa mizizi, vitu tatu muhimu yanapaswa kutathmini kwa utaratibu:

• Sifa za mizizi, ikizingati magnitude na duration ya current fluctuation. Vifaa vya kazi vilivyopewa start/stop mara nyingi au overload ya fupi yanahitaji kutathmini transient temperature rise effects kwa insulation.

• Ambient temperature: Temperatures za ambient zinazokuwa juu zinahitaji mizizi makubwa ili kukabiliana na thermal stress zaidi.

• Njia ya installation: Enclosed conduits husaidia upunguzaji wa joto chache; ukubwa wa mizizi unapaswa kuongezeka kwa asilimia 20% kulingana na installations za wazi.

Mistari muhimu yanaweza kutathmini kwa kutumia formula:
ΔT = (I² · R · t) / (m · c)
ambapo I ni current, R ni resistance per unit length, t ni time, m ni mass ya mizizi, na c ni specific heat capacity. Katika majukumu, tables za quick-reference zinatumika—kwa mfano, kwenye 40°C ambient temperature, wires za BV standard zina amperage zifuatazo: 1.5 mm² → 16 A, 2.5 mm² → 25 A, 4 mm² → 32 A.

Misemo yasiyosafi yanapaswa kukabiliana. Baadhi ya watu wanadhani kuwa kuongeza ukubwa wa mizizi pekee linaweza kutatua matatizo ya overheat—lakini contact mbaya, oxidation kwenye joints, au connections zisizofaa zinaweza kutengeneza hotspots. Kwenye moja ya cases, connection ya 4 mm² copper iliyochanganyikiwa chache ilifika 120°C tu kwenye 15 A, kwa hivyo kuexceed bulk temperature rise ya 65°C ya mizizi.

Uchane wa copper unaweza kutathmini temperature rise. Oxygen-free copper (99.9% Cu) una resistivity chache kuliko recycled copper, kwa hivyo inawezesha ~10% current capacity zaidi kwenye ukubwa sawa. Ina tofauti kutumia copper wire ambayo inafuata standards za GB/T 395 kwa applications za umeme.

Strategies za practical application zinaweza kusambazwa katika tarehe tatu:

• Tier 1 (Basic Matching): Chagua ukubwa wa mizizi kulingana na 1.2× rated current.

• Tier 2 (Dynamic Compensation): Rekebisha power factor—inductive loads yanahitaji mizizi yakubwa zaidi kwa asilimia 5–8%.

• Tier 3 (Redundancy Design): Rejesha margin ya current ya 20% kwenye circuits muhimu kwa surges zisizotarajiwa.

Heat dissipation inaweza kuongezeka kwa kuboresha structure na materials:

• Stranded conductors yanatoa >30% surface area zaidi kuliko solid-core wires.

• Tin-plating hupunguza contact resistance kwa asilimia 15–20%.

• Katika enclosed switchgear, kupunguza bundled cables na copper busbars huongeza heat dissipation kwa asilimia 40% na kupunguza connection points.

Intervals za maintenance huathiri stability ya muda mrefu. Angalia tightness ya connections kila 500 operating hours, tumia thermal imaging kumpisha temperature distribution, na replace oxidized terminals mara moja. Katika mazingira ya humidity, tumia anti-corrosion coatings kumpisha electrochemical degradation ambayo hongeza resistance.

Scenarios maalum yanahitaji approaches zisizosawa:

• Vifaa vya high-frequency (>1 kHz): Skin effect hutoa maana; tumia multiple parallel fine strands badala ya single thick conductor.

• Unbalanced three-phase systems: Chagua ukubwa wa mizizi kulingana na highest phase current; neutral conductors siwezi kuwa ndogo kuliko phase conductors.

Experimental validation ni muhimu. Jenga test rig na run kwenye 1.5× rated current kwa masaa 2, recording temperature-rise curves kwenye points muhimu. Acceptance criteria: Ambient temp + Conductor temp rise ≤ Insulation thermal rating (kwa mfano, ≤70°C kwa PVC).

Cable layout geometry hutathmini cooling:

• Maintain spacing ≥2× cable diameter kwa parallel runs.

• Vertical installation hutengeneza heat 15–20% zaidi kuliko horizontal routing—prefer for high-current lines.

• Minimum bend radius lazima iwe ≥6× conductor diameter ili kupunguza localized heat trapping.

Monitor aging ya mizizi dynamic: kwenye use normal, copper resistance hongeza ~0.5% annually. Baada ya miaka minne, re-evaluate ampacity. Install temperature sensors kwenye critical nodes na implement real-time warning thresholds.

Mizigo ya kupamba kati ya chuma na aluminum yanahitaji maoni maalum. Uchokote wa galvanic hutokea kwenye nyanja za viwango vingine—tumia tu majukumu ya bi-metali yenye sertifikati na tumia mafuta ya kuwaonyesha antioxidant. Tathmini ya kushindwa la moja ya stesheni ilionyesha kwamba mizigo ya Cu-Al isiyopambana katika masharti ya maji mengi yalipanda ukungu mara tatu ndani ya miezi minne, kusababisha kupakua.

Patahadharo ya umeme pia inapaswa kuzingatikana, hasa katika magari au urefu wa umbali. Hakikisha kuwa umeme wa mwisho unaweza kukaa ≥95% ya thamani rasmi. Wakati mafanikio ya joto na patahadharo ya umeme yanapatikana, chagua ukubwa wa mwanyaji kutegemea na hitimisho zaidi la utaratibu.

Ukubwa wa upinzani wa joto una umuhimu mkubwa. Utawala wa upinzani wa joto unabadilika sana—mfano, gomvi la silicone ni mara mbili zaidi ya PVC, kunaruhusu umeme wa awali wa asili kubadilika kwa asilimia 8–12. Kwa matumizi ya joto magumu, tumia usafi wa XLPE (cross-linked polyethylene), ambayo imehitimishwa kwa matumizi ya miaka mingi hadi 90°C.

Kwa mwisho, athari za electromagnetism—skin effect na proximity effect—hupunguza eneo la mwanyaji la kufanya kazi katika mfumo wa AC. Kwa mwanyaji wa kitufe kimo kubwa, kutumia mwanyaji wawili mdogo kulingana zaidi kwa ajili ya kudhibiti joto kuliko kutumia moja kubwa.
Tunatoa hesabu ya kimataifa—tafadhali tembelea sekta ya Hesabu kwenye tovuti yetu ikiwa unahitaji!