În cablurile de medie tensiune cu un singur miez, armura de sârmă de aluminiu este utilizată pentru a evita pierderile de curent turbionar și pentru a se asigura că cablul poate rezista la o anumită tensiune. Deoarece în funcționarea reală a instalării cablului, atât armura, cât și ecranarea trebuie să fie împământate. Majoritatea sistemelor de alimentare străine aparțin sistemelor de clasă A, unde punctul neutru este împământat direct. În astfel de sisteme, este necesar un curent mare de scurtcircuit de împământare. Adică, în cazul unui scurtcircuit în cablu, ecranarea și armura pot conduce curentul la pământ printr-un curent de scurtcircuit relativ mare, protejând astfel cablul de deteriorare. Prin urmare, calculul curentului de scurtcircuit pentru armura din sârmă de aluminiu este o abilitate esențială pentru personalul tehnic și de inginerie. În standardul IEC, nu există o formulă pentru calcularea curentului de scurtcircuit al armurii de sârmă de aluminiu, sunt disponibile doar ecranarea cu bandă de cupru și ecranarea firului de cupru. Cu toate acestea, este încă posibil să se calculeze și să derive curentul de scurtcircuit al armurii de sârmă de aluminiu pe baza standardelor IEC și a altor materiale interne și străine și să se obțină date precise privind curentul de scurtcircuit care pot rezista la teste practice, jucând astfel un rol important în cercetarea, proiectarea și procesul de fabricație a cablurilor.
Metoda de calcul pentru curentul nominal de scurtcircuit al oricărei piese purtătoare de curent dintr-un cablu presupune de obicei că căldura este reținută în interiorul fluidului purtător pe durata scurtcircuitului (adică încălzirea adiabatică). De fapt, în timpul unui scurtcircuit, o parte de căldură va fi transferată către materialele adiacente, ceea ce înseamnă că curentul de scurtcircuit poate fi mai mare, adică luând în considerare efectul non adiabatic. Metoda non-adiabatică este eficientă pe tot parcursul procesului de scurtcircuit.
În comparație cu metoda adiabatică, utilizarea metodei non adiabatice pentru calcul permite o creștere semnificativă a curentului de scurtcircuit pentru straturile de ecranare, straturile de protecție și conductorii mai mici de 10 mm2 (utilizați în special ca fire de ecranare).
Calculul curentului de scurtcircuit non adiabatic pentru armura din sârmă de aluminiu este următorul:
1, Calculul factorilor de corecție având în vedere efectele non adiabatice
Datorită faptului că interiorul armurii de sârmă de aluminiu este un strat de protecție din PVC, în timp ce exteriorul trebuie să fie legat cu material nețesut înainte ca mantaua exterioară din PVC să poată fi extrudată, parametrii medii din jur trebuie să ia în considerare doar protecția PVC. strat și material nețesut. În formula, σ 2, σ 3-- căldură specifică a mediului din jurul stratului de armătură din sârmă de aluminiu (J/Kom3)
De asemenea: strat protector din PVC cu σ 2=1,7 × 106J/Kom3
Fibră de material nețesut σ {{0}},0 × 106J/Kom3
De asemenea: Rezistența termică a mediului înconjurător al stratului de armătură din sârmă de aluminiu cu ρ 2 și ρ 3 (Kom/W)
Strat de protecție PVC ρ {{0}}.0Kom/W
Fibră de material nețesut ρ {{0}}.0Kom/W
F - Factor de contact incomplet având în vedere contactul imperfect termic dintre armura din sârmă de aluminiu și materialele nemetalice din jur, F=0.5
σ 1- Căldura specifică a stratului de ecranare, a stratului de protecție sau a stratului de armătură, J/Kom3 Sârmă de aluminiu σ 1=2.5 × 106J/Kom3
Prin înlocuirea tuturor parametrilor în calcul:
ε=1.158 Coeficient neadiabatic.
2, Formula de calcul pentru curentul de scurtcircuit în procesul adiabatic:
Printre acestea, aria secțiunii transversale de ecranare a cablului S, luând ca exemplu YJV7212/20kV1 × 500, S=60 * 2,5 ^ 2 * 0.7854=295mm2
Armura din sârmă de aluminiu IAD protejează curentul de scurtcircuit
reciproca coeficientului de temperatură, 228
Temperatura finală de scurtcircuit a lui θ f este de 250 de grade
Temperatura inițială de scurtcircuit de θ i, θ i=90 grade
Capacitatea termică specifică a conductorului la σ c 20 grade, 2,5 × 106J/Kom3
Rezistivitatea conductorului la ρ 2020 grade este 2,8264x10-8 Ω. m. T este timpul de scurtcircuit (S) luat ca 1 secundă.
Apoi, procesul adiabatic permite un curent de scurtcircuit (1 secundă) de 28,87 kA
3, Calculul curentului de scurtcircuit pentru efectul non adiabatic
Conform procesului de calcul de mai sus,
Curentul de scurtcircuit admisibil (1 secundă) pentru procesele neadiabatice este: =1.158 * 28.87=33.43kA
Din calculele de mai sus, se poate observa că curentul de scurtcircuit non adiabatic al armurii de sârmă de aluminiu a crescut semnificativ în comparație cu curentul de scurtcircuit adiabatic. Standardul IEC949 (1988) și-a asumat deja condițiile de calcul din cel mai rău caz, ceea ce înseamnă că marja a fost de fapt luată în considerare în calcul. Desigur, rezultatul calculului curentului nominal de scurtcircuit este orientat spre siguranță. Calculul de mai sus se bazează, practic, pe formula de calcul pentru ecranarea sârmei de cupru din standardul IEC949 (1988), cu excepția faptului că mediul înconjurător al armurii sârmei de aluminiu este diferit de cel al ecranării sârmei de cupru și parametrii corespunzători ai sârmei de cupru din formula originală au fost înlocuite cu cele din sârmă de aluminiu.
În plus, pe baza experienței străine, temperatura finală de scurtcircuit a stratului de ecranare metalic poate ajunge la 350 de grade. Din motive de siguranță, există și opțiuni pentru a ajunge la 300 de grade. Pentru a îmbunătăți nivelul de siguranță al rețelei electrice din China, calculul real se bazează pe 300 de grade. Și scuturile metalice de mai sus sunt toate pentru benzi de cupru sau fire de cupru. Armura din sârmă de aluminiu ar trebui să fie diferită de ecranarea de cupru, deoarece aluminiul are o rezistență mai slabă la temperaturi ridicate decât cuprul. Ne-am referit la temperatura finală de scurtcircuit a conductorului de aluminiu în calculul real, calculată la 250 de grade. Acest curent de scurtcircuit calculat asigură că firul de aluminiu blindat nu va avea probleme de siguranță din cauza supraîncărcării în timpul scurtcircuitului real
