En los cables unipolares de media tensión, se utiliza una armadura de alambre de aluminio para evitar pérdidas por corrientes parásitas y garantizar que el cable pueda soportar una cierta cantidad de tensión. Porque en el funcionamiento real de la instalación de cables, tanto la armadura como el blindaje deben estar conectados a tierra. La mayoría de los sistemas de energía extranjeros pertenecen a sistemas de Clase A, donde el punto neutro está directamente conectado a tierra. En tales sistemas, se requiere una gran corriente de cortocircuito a tierra. Es decir, en caso de un cortocircuito en el cable, el blindaje y la armadura pueden conducir la corriente a tierra a través de una corriente de cortocircuito relativamente grande, protegiendo así el cable de daños. Por lo tanto, el cálculo de la corriente de cortocircuito para la armadura de alambre de aluminio es una habilidad esencial para el personal técnico y de ingeniería. En la norma IEC, no existe una fórmula para calcular la corriente de cortocircuito de la armadura de alambre de aluminio, solo están disponibles el blindaje de cinta de cobre y el blindaje de alambre de cobre. Sin embargo, todavía es posible calcular y derivar la corriente de cortocircuito de la armadura de alambre de aluminio basándose en las normas IEC y otros materiales nacionales y extranjeros, y obtener datos precisos de la corriente de cortocircuito que puedan resistir pruebas prácticas, desempeñando así un papel importante en el proceso de investigación, diseño y fabricación de cables.
El método de cálculo de la corriente nominal de cortocircuito de cualquier parte portadora de corriente en un cable generalmente supone que el calor se retiene dentro del fluido portador durante la duración del cortocircuito (es decir, calentamiento adiabático). De hecho, durante un cortocircuito, algo de calor se transferirá a los materiales adyacentes, lo que significa que la corriente de cortocircuito puede ser mayor, es decir, considerando el efecto no adiabático. El método no adiabático es eficaz durante todo el proceso de cortocircuito.
En comparación con el método adiabático, el uso del método no adiabático para el cálculo permite un aumento significativo en la corriente de cortocircuito para capas de blindaje, capas protectoras y conductores de menos de 10 mm2 (especialmente utilizados como cables de blindaje).
El cálculo de la corriente de cortocircuito no adiabática para armaduras de alambre de aluminio es el siguiente:
1, Cálculo de factores de corrección considerando efectos no adiabáticos.
Debido al hecho de que el interior de la armadura de alambre de aluminio es una capa protectora de PVC, mientras que el exterior debe atarse con tela no tejida antes de que se pueda extruir la cubierta exterior de PVC, los parámetros del medio circundante solo necesitan considerar la capa protectora de PVC. capa y tela no tejida. En la fórmula, σ 2, σ 3-- calor específico del medio alrededor de la capa de armadura de alambre de aluminio (J/Kom3)
Además: capa protectora de PVC con σ 2=1.7 × 106J/Kom3
Fibra de tela no tejida σ {{0}}.0 × 106J/Kom3
Además: Resistencia térmica del medio circundante de la capa de armadura de alambre de aluminio con ρ 2 y ρ 3 (Kom/W)
Capa protectora de PVC ρ {{0}}.0Kom/W
Fibra de tejido no tejido ρ {{0}}.0Kom/W
F - Factor de contacto incompleto considerando el contacto térmico imperfecto entre la armadura de alambre de aluminio y los materiales no metálicos circundantes, F=0.5
σ 1- Calor específico de la capa protectora, capa protectora o capa de armadura, J/Kom3 Alambre de aluminio σ 1=2.5 × 106J/Kom3
Sustituyendo todos los parámetros en el cálculo:
ε=1.158 Coeficiente no adiabático.
2, la fórmula de cálculo para la corriente de cortocircuito en el proceso adiabático:
Entre ellos, el área de la sección transversal de blindaje del cable S, tomando como ejemplo YJV7212/20kV1 × 500, S=60 * 2,5 ^ 2 * 0,7854=295mm2
La armadura de alambre de aluminio IAD protege la corriente de cortocircuito
El recíproco del coeficiente de temperatura, 228.
La temperatura final de cortocircuito de θ f es de 250 grados.
Temperatura inicial de cortocircuito de θ i, θ i=90 grados
Capacidad calorífica específica del conductor a σ c 20 grados, 2,5 × 106J/Kom3
La resistividad del conductor en ρ 2020 grados es 2,8264x10-8 Ω. metro. T es el tiempo de cortocircuito (S) tomado como 1 segundo.
Entonces, el proceso adiabático permite una corriente de cortocircuito (1 segundo) de 28,87kA
3, Cálculo de la corriente de cortocircuito para efecto no adiabático
Según el proceso de cálculo anterior,
La corriente de cortocircuito permitida (1 segundo) para procesos no adiabáticos es:=1.158 * 28.87=33.43kA
De los cálculos anteriores, se puede ver que la corriente de cortocircuito no adiabática de la armadura de alambre de aluminio en realidad ha aumentado significativamente en comparación con la corriente de cortocircuito adiabática. La norma IEC949 (1988) ya ha asumido las condiciones de cálculo del peor de los casos, lo que significa que el margen realmente se ha considerado en el cálculo. Por supuesto, el resultado del cálculo de la corriente nominal de cortocircuito está sesgado hacia la seguridad. El cálculo anterior se basa básicamente en la fórmula de cálculo para el blindaje de alambre de cobre en la norma IEC949 (1988), excepto que el medio circundante de la armadura de alambre de aluminio es diferente del blindaje de alambre de cobre, y los parámetros correspondientes del alambre de cobre en el La fórmula original ha sido sustituida por las de alambre de aluminio.
Además, según la experiencia extranjera, la temperatura final de cortocircuito de la capa protectora de metal puede alcanzar los 350 grados. Por motivos de seguridad, también existen opciones para llegar a los 300 grados. Para mejorar el nivel de seguridad de la red eléctrica de China, el cálculo real se basa en 300 grados. Y los escudos metálicos anteriores son todos para tiras de cobre o cables de cobre. La armadura de alambre de aluminio debe ser diferente del blindaje de cobre porque el aluminio tiene una resistencia más débil a las altas temperaturas que el cobre. En el cálculo real nos referimos a la temperatura final de cortocircuito del conductor de aluminio, calculada en 250 grados. Esta corriente de cortocircuito calculada garantiza que el cable de aluminio blindado no tendrá problemas de seguridad debido a una sobrecarga durante el cortocircuito real.
