Kích thước Dây dẫn Đồng so với Tăng nhiệt độ trong Cầu dao 145kV

Mối quan hệ giữa dòng điện tăng nhiệt của cầu dao 145 kV và kích thước dây dẫn đồng nằm ở việc cân bằng khả năng tải dòng điện và hiệu suất tản nhiệt. Dòng điện tăng nhiệt đề cập đến dòng điện liên tục tối đa mà dây dẫn có thể truyền tải mà không vượt quá giới hạn tăng nhiệt quy định, và kích thước dây dẫn đồng直接影响了这一参数。 请允许我继续完成翻译： ```html

Mối quan hệ giữa dòng điện tăng nhiệt của cầu dao 145 kV và kích thước dây dẫn đồng nằm ở việc cân bằng khả năng tải dòng điện và hiệu suất tản nhiệt. Dòng điện tăng nhiệt đề cập đến dòng điện liên tục tối đa mà dây dẫn có thể truyền tải mà không vượt quá giới hạn tăng nhiệt quy định, và kích thước dây dẫn đồng trực tiếp ảnh hưởng đến tham số này.

Hiểu mối quan hệ này bắt đầu từ các tính chất vật lý của vật liệu dây dẫn. Độ dẫn điện, độ kháng điện, và hệ số giãn nở nhiệt của đồng quyết định cả sự sinh nhiệt dưới tải và tốc độ tản nhiệt. Kích thước mặt cắt lớn hơn giảm sức cản trên đơn vị chiều dài, do đó sinh ra ít nhiệt hơn ở cùng một dòng điện. Ví dụ, dây đồng 2,5 mm² có mức tăng nhiệt thấp hơn so với dây 1,5 mm² khi mang 20 A.

Khi lựa chọn kích thước dây dẫn, ba yếu tố chính cần được đánh giá tổng thể:

• Đặc điểm tải, bao gồm mức độ biến động dòng điện và thời gian. Thiết bị có nhiều lần khởi động/dừng hoặc quá tải ngắn hạn yêu cầu xem xét tác động của tăng nhiệt tạm thời lên cách điện.

• Nhiệt độ môi trường: Nhiệt độ môi trường cao đòi hỏi dây dẫn lớn hơn để bù đắp cho áp lực nhiệt bổ sung.

• Phương pháp lắp đặt: Đường ống kín có khả năng tản nhiệt kém; kích thước dây dẫn nên tăng ít nhất 20% so với lắp đặt mở.

Các ngưỡng quan trọng có thể được ước lượng bằng công thức:
ΔT = (I² · R · t) / (m · c)
trong đó I là dòng điện, R là sức cản trên đơn vị chiều dài, t là thời gian, m là khối lượng dây dẫn, và c là nhiệt dung riêng. Trong thực tế, bảng tra cứu nhanh thường được sử dụng—ví dụ, ở nhiệt độ môi trường 40°C, dây BV tiêu chuẩn có các amper như sau: 1,5 mm² → 16 A, 2,5 mm² → 25 A, 4 mm² → 32 A.

Cần tránh những hiểu lầm phổ biến. Một số người cho rằng chỉ cần tăng kích thước dây dẫn sẽ giải quyết vấn đề quá nhiệt—but poor terminal contact, oxidation at joints, or loose connections can cause localized hotspots. In one case, a poorly crimped 4 mm² copper connection reached 120°C at just 15 A, far exceeding the conductor’s bulk temperature rise of 65°C.

Độ tinh khiết của đồng đáng kể ảnh hưởng đến tăng nhiệt. Đồng không chứa oxy (99,9% Cu) có độ kháng điện thấp hơn 8–12% so với đồng tái chế, cho phép ~10% dung lượng dòng điện cao hơn ở cùng kích thước. Nên sử dụng dây đồng tuân thủ tiêu chuẩn GB/T 395 cho các ứng dụng điện.

Các chiến lược ứng dụng thực tế có thể được cấu trúc thành ba cấp độ:

• Cấp 1 (Khớp cơ bản): Chọn kích thước dây dẫn dựa trên 1,2× dòng điện định mức.

• Cấp 2 (Bù đắp động): Điều chỉnh cho hệ số công suất—tải cảm ứng yêu cầu dây dẫn lớn hơn 5–8%.

• Cấp 3 (Thiết kế dự phòng): Dự trữ 20% biên độ dòng điện trên các mạch quan trọng để đối phó với các đợt tăng đột ngột.

Hiệu suất tản nhiệt có thể được cải thiện thông qua cải tiến về cấu trúc và vật liệu:

• Dây dẫn xoắn có diện tích bề mặt lớn hơn 30% so với dây ruột đồng.

• Đồng mạ thiếc giảm sức cản tiếp xúc 15–20%.

• Trong thiết bị đóng cắt kín, thay thế cáp bó bằng thanh đồng busbar cải thiện hiệu suất tản nhiệt 40% trong khi giảm các điểm kết nối.

Khoảng thời gian bảo dưỡng ảnh hưởng đến sự ổn định lâu dài. Kiểm tra độ chặt của kết nối mỗi 500 giờ hoạt động, sử dụng hình ảnh nhiệt để theo dõi phân bố nhiệt, và thay thế các đầu cuối bị oxi hóa kịp thời. Trong môi trường ẩm ướt, áp dụng các lớp chống ăn mòn để ngăn chặn sự suy thoái điện hóa làm tăng sức cản.

Các kịch bản đặc biệt đòi hỏi các phương pháp cụ thể:

• Thiết bị cao tần (>1 kHz): Hiệu ứng da trở nên quan trọng; sử dụng nhiều sợi nhỏ song song thay vì một dây dẫn dày.

• Hệ thống ba pha mất cân đối: Chọn kích thước dây dẫn dựa trên dòng điện pha cao nhất; dây dẫn trung lập không nên nhỏ hơn dây dẫn pha.

Kiểm nghiệm thực nghiệm là cần thiết. Xây dựng mô hình thử nghiệm và chạy ở 1,5× dòng điện định mức trong 2 giờ, ghi lại đường cong tăng nhiệt tại các điểm quan trọng. Tiêu chí chấp nhận: Nhiệt độ môi trường + Tăng nhiệt dây dẫn ≤ Đánh giá nhiệt cách điện (ví dụ, ≤70°C cho PVC).

Hình học bố trí cáp ảnh hưởng đến việc làm mát:

• Giữ khoảng cách ≥2× đường kính cáp cho các đường chạy song song.

• Lắp đặt dọc tản nhiệt tốt hơn 15–20% so với lắp đặt ngang—ưu tiên cho các đường dây cao dòng.

• Bán kính uốn tối thiểu nên ≥6× đường kính dây dẫn để tránh giữ nhiệt cục bộ.

Theo dõi quá trình lão hóa dây dẫn: dưới điều kiện sử dụng bình thường, sức cản điện của đồng tăng ~0,5% hàng năm. Sau năm năm, đánh giá lại dung lượng dòng điện. Cài đặt các cảm biến nhiệt tại các nút quan trọng và triển khai ngưỡng cảnh báo theo thời gian thực.

Các mối nối đồng-nhôm yêu cầu sự chú ý đặc biệt. Sự ăn mòn điện hóa xảy ra tại các giao diện kim loại khác nhau—luôn sử dụng các đầu nối hai kim loại được chứng nhận và áp dụng mỡ chống oxy hóa. Một phân tích sự cố trạm biến áp cho thấy các mối nối Cu-Al không được bảo vệ trong điều kiện ẩm ướt đã tăng gấp ba lần điện trở tiếp xúc trong vòng ba tháng, dẫn đến sự tan chảy.

Phải xem xét cả sự sụt giảm điện áp, đặc biệt là trong các đường dây dài. Đảm bảo rằng điện áp cuối cùng vẫn ≥95% giá trị danh định. Khi cả hạn chế về sự tăng nhiệt độ và sự sụt giảm điện áp đều áp dụng, hãy chọn kích thước dây dẫn theo yêu cầu nghiêm ngặt hơn.

Khả năng kháng nhiệt của cách điện cũng rất quan trọng. Độ dẫn nhiệt thay đổi rộng rãi—ví dụ, cao su silicone có độ dẫn nhiệt gấp đôi so với PVC, cho phép dòng điện cao hơn 8–12% ở cùng kích thước. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, hãy sử dụng cách điện XLPE (polyetylen liên kết chéo), được đánh giá cho hoạt động liên tục lên tới 90°C.

Cuối cùng, các hiệu ứng điện từ—hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng gần—làm giảm diện tích dây dẫn hiệu quả trong các hệ thống AC. Đối với các dây dẫn đơn lõi lớn, việc sử dụng nhiều dây dẫn nhỏ song song hiệu quả hơn cho việc kiểm soát nhiệt độ so với một dây dẫn quá cỡ.
Chúng tôi cung cấp máy tính chuyên nghiệp—xin vui lòng truy cập phần Máy tính trên trang web của chúng tôi nếu bạn cần!