鋁絲鎧裝短路電流計算
2015-02-05 10:46:10點(diǎn)擊：
在國外的很多中壓?jiǎn)涡倦娎|中，為了避免渦流損耗，同時(shí)保證電纜可承受一定的拉力，鎧裝采用的是鋁絲鎧裝。因為在電纜安裝實(shí)際操作中，鎧裝和屏蔽一樣，都是要接地的。國外的電力系統大多屬于A(yíng)類(lèi)系統，即中性點(diǎn)是直接接地的，在這種系統中，需要通過(guò)較大的接地短路電流，即在電纜發(fā)生短路時(shí)，屏蔽和鎧裝可以通過(guò)比較大的短路電流，將電流導入大地，而使電纜免于受損。因此，鋁絲鎧裝的短路電流計算，是工程技術(shù)人員必備的一種技能。在IEC標準中，并無(wú)鋁絲鎧裝短路電流的計算公式，有的只是銅帶屏蔽和銅絲屏蔽。但是，依然可以依據IEC標準和參照其他國內外資料，進(jìn)行鋁絲鎧裝短路電流的計算推導，并得出準確的經(jīng)得住實(shí)踐檢驗的鋁絲鎧裝短路電流數據，從而在電纜的研發(fā)、設計、制造過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
電纜中任一載流部分，其額定短路電流的計算方法，通常假設在短路持續期間，熱量保留在載流體內部（即絕熱受熱）。實(shí)際上在短路時(shí)，一些熱量會(huì )傳入鄰近的材料中，就是事實(shí)上短路電流可以更大些，即所謂的考慮非絕熱效應。在短路持續的全過(guò)程，非絕熱法是有效的。
與絕熱法相比，采用非絕熱法計算，屏蔽層、護層和小于10mm2的導體（特別是用作屏蔽線(xiàn)），其允許短路電流有很大增加。
鋁絲鎧裝非絕熱短路電流計算如下：
一、考慮非絕熱效應的修正系數計算
由于鋁絲鎧裝的內部是PVC護層，而外部需用無(wú)紡布綁扎，然后才可擠包PVC外護套，因而周?chē)劫|(zhì)參數只需考慮PVC護層和無(wú)紡布。式中，σ2，σ3--鋁絲鎧裝層四周媒質(zhì)比熱（J/Kom3）
又：PVC護層 σ2=1.7×106 J/Kom3
無(wú)紡布纖維 σ3=2.0×106 J/Kom3
又：ρ2，ρ3鋁絲鎧裝層四周媒質(zhì)熱阻（Kom/W）
PVC護層 ρ2=6.0Kom/W
無(wú)紡布纖維 ρ3=6.0Kom/W
F --鋁絲鎧裝和周?chē)墙饘俨牧现g考慮熱性不完善接觸時(shí)的不完善接觸因素，F=0.5
σ1--屏蔽層、護層或鎧裝層的比熱，J/Kom3 鋁絲σ1=2.5×106 J/Kom3
所有參數代入計算得：
ε=1.158非絕熱系數。
二、絕熱過(guò)程短路電流的計算公式：
其中，S--電纜屏蔽截面積，以YJV72 12/20kV 1×500為例，則S=60*2.5^2*0.7854=295mm2
IAd 鋁絲鎧裝屏蔽短路電流
β 溫度系數的倒數，228
θf(wàn) 最終短路溫度，θf(wàn)=250℃
θi 起始短路溫度，θi =90℃
σc 20℃時(shí)導體的比熱容，2.5×106 J/Kom3
ρ20 20℃時(shí)導體的電阻率，2.8264x10-8Ω.m。t為短路時(shí)間（S）取1S。
則，絕熱過(guò)程允許短路電流（1秒鐘）為：=28.87kA
三、非絕熱效應的短路電流計算
依據以上計算過(guò)程有，
非絕熱過(guò)程允許短路電流（1秒鐘）為： =1.158*28.87=33.43kA
通過(guò)以上計算可以看出，鋁絲鎧裝的非絕熱短路電流相比絕熱短路電流事實(shí)上有了很大增加。IEC949（1988）標準已經(jīng)假定了最?lèi)毫拥挠嬎銞l件，也即實(shí)際上在計算中已經(jīng)考慮了余量，當然額定短路電流的計算結果是偏安全的。上述計算中基本上仍是按照IEC949（1988）標準中銅絲屏蔽的計算公式，只不過(guò)考慮了鋁絲鎧裝的周?chē)劫|(zhì)有別于銅絲屏蔽的周?chē)劫|(zhì)，并且將原公式中銅絲的相應參數換成了鋁絲的。
另外，參照國外經(jīng)驗金屬屏蔽層的最終短路溫度可以到350℃，為安全起見(jiàn)，也有選擇到300℃的，為提高我國電網(wǎng)的安全程度，實(shí)際計算按300℃計算。而上述金屬屏蔽均是針對銅帶或銅絲，鋁絲鎧裝應與銅屏蔽有所不同，因為鋁材對高溫的耐受性要弱于銅。我們在實(shí)際計算中參照了鋁導體的最終短路溫度，按250℃計算，這樣算得的短路電流可確保實(shí)際短路時(shí)鎧裝鋁絲不至于因過(guò)載而出現安全問(wèn)題。
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