铝合金电缆线使用范围及选型经验

铝合金电缆线使用范围及选型经验
泊祎电缆线线回收(www.dianlanbao.com)为行业同仁分享一篇资深电缆线人对铝合金电缆线使用范围及选型的经验,对其要考虑的问题及优缺点进行了深入分析,以供参考。

铝合金与铜相比,在同等截面等长度的情况下,电导率是铜的61.8%,载流量约为铜的78%,铜比重为8.9克/厘米3,铝比重为2.7克/厘米3,同样截面积电缆线,铝合金电缆线重量仅有铜芯电缆线的一半多。由于铝合金电缆线重量轻特点,特别适合用于大跨度的建筑,如体育场馆、会展中心等建筑物的电缆线敷设,采用铝合金电缆线可减轻对建筑钢结构的负重,节约钢结构的费用。另外,采用铝合金电缆线对高层建筑来可以降低垂直敷设电缆线的难度和工作量,节省人工成本,同时也减少了由于电缆线施工中可能造成本体损伤的风险。由于铝的熔点是660℃,因此火灾发生时需要连续供电的消防线路不得选用铝合金电缆线。

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆线尺寸选择以导体截面经济性最佳的观点:电缆线导体截面的选择,不仅要考虑电缆线线路的初始成本,而且要同时考虑电缆线在寿命期间的电能损耗成本,因此要从经济电流密度来选择电缆线截面。根据电缆线截面的规格分布,将铝合金电缆线的截面增加1.5倍左右,载流量与电压降等电气参数与铜相当。

相近能耗下,铝合金芯电缆线的截面要比铜芯电缆线的截面大两个规格,也就是说,铝合金电缆线大于铜芯电缆线两个规格才可以达到相近的载流量。增大导线截面积对电缆线敷设、电缆线通道的结构尺寸和电气性能都带来了影响。

电缆线的选择还要考虑正常和短路时电缆线最高允许温度,铝合金电缆线在短路时最高允许温度低于铜芯电缆线,在选择时需要考虑。

多根电缆线并列敷设时运行时产生的热量相对单根更难发散,载流量较单根要小些。并列敷设的越多则允许载流量就越小。由下表可以看出电缆线并列敷设时间距最好大于300cm(电缆线直径5倍以上)来保证电缆线散热和故障时减少对其他电缆线的影响。多根电力电缆线敷设在电缆线沟道中或直埋在土壤中其载流量有许多变化,在同样的环境温度和土壤热阻条件下,如果选用铝合金电缆线,由于增大截面积后电缆线之间净距就减少了.如240mm2的铜芯电缆线其外径是83mm,选用400mm2铝合金电缆线外径为95mm,电缆线之间净距缩小了21mm,近缩小了20%,相应的校正系数也降低。如400mm2的铜芯电缆线,需选用两条185mm2的铝合金电缆线,这样增加了并列直埋电缆线的根数,校正系数随之降低。由于采用铝合金电缆线增大了电缆线外径,会出现线间距离减少,电缆线数量增加的情况,这样会降低校正系数,也就是降低电缆线载流量,为满足工作电流要求,可能还需要选择更大截面的导线。所以选用铝合金电缆线还要考虑增大了截面降低了电缆线间距离,而降低允许通流量的问题。

电缆线的电容电流随着电缆线截面的增大而增加,选用铝合金电缆线后电缆线后电缆线截面积增加两个规格,电缆线的电容值也随之增加。我国大部分地区还是以消弧线圈补偿为主,消弧线圈容量的确定,取决于电网中电容电流的大小,电网中电容电流的确定主要采用实测和理论估算两种方式,对于已经运行的电网还可以采用电容电流测量的方式测量,但在设计和建设阶段,由于电网尚未形成,需要用理论方法进行估算。

在10kV采用240mm2铜电缆线电容电流为1.96A/km,采用400mm2铝合金电缆线时,电容电流为2.41A/km,采用铝合金电缆线后电容电流增加

123%。电力系统相关技术标准和规程规定:3kV~66kV系统,当单相接地故障电容电流不超过10A时,应采用不接地方式;当超过10A又需在接地故障条件下运行时,应采用消弧线圈接地方式

;6kV~35kV主要由电缆线线路构成的配电系统,单相接地故障电容电流较大时,可采用低电阻接地方式。在中压电网系统大多数是采用消弧线圈接地方式,当选用铝合金电缆线时会导致消弧线圈容量增加,相应的建设成本和运行成本也在增加。国内北京、上海、天津、广州和深圳采用低电阻接地方式,低电阻接地方式对接地电流有限制值,当接地电容电流增大后也需要校核接地电流。

随着城市配电网的发展,负荷密度越来越高,电缆线通道中敷设的电缆线数量密度也随之增加。对于电缆线通道资源紧缺,短路电流大的场合在选用铝合金电缆线时就不能只考虑铝合金电缆线的的直接成本还有考虑综合成本,如选用铝合金电缆线增加了电缆线通道的尺寸,过密敷设使得通流量随着电缆线间距减小而降低,电容电流增加需要增加消弧线圈容量等建设和运行成本。另外,铝合金电缆线的最高允许短路温度以及热稳定系数低于铜芯电缆线,在设计时应该进热稳定校核,以保障电网安全可靠运行。

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