I enkeltkjernede mellomspenningskabler brukes aluminiumtrådpanser for å unngå virvelstrømstap og sikre at kabelen tåler en viss spenning. For i selve driften av kabelinstallasjon må både panser og skjerming jordes. De fleste utenlandske kraftsystemer tilhører klasse A-systemer, hvor nøytralpunktet er direkte jordet. I slike systemer kreves det en stor jordingskortslutningsstrøm. Det vil si at ved kortslutning i kabelen kan skjermingen og pansringen lede strømmen til bakken gjennom en relativt stor kortslutningsstrøm, og dermed beskytte kabelen mot skade. Derfor er beregning av kortslutningsstrøm for rustning av aluminiumtråd en essensiell ferdighet for ingeniører og teknisk personell. I IEC-standarden er det ingen formel for å beregne kortslutningsstrømmen til aluminiumtrådpanser, kun kobbertapeskjerming og kobbertrådskjerming er tilgjengelig. Imidlertid er det fortsatt mulig å beregne og utlede kortslutningsstrømmen til aluminiumtrådpanser basert på IEC-standarder og andre innenlandske og utenlandske materialer, og få nøyaktige kortslutningsstrømdata som tåler praktisk testing, og dermed spille en viktig rolle i forskning, design og produksjon av kabler.
Beregningsmetoden for den nominelle kortslutningsstrømmen til enhver strømførende del i en kabel forutsetter vanligvis at varmen holdes inne i bærevæsken under varigheten av kortslutningen (dvs. adiabatisk oppvarming). Faktisk, under en kortslutning, vil noe varme overføres til tilstøtende materialer, noe som betyr at kortslutningsstrømmen kan være større, det vil si med tanke på den ikke-adiabatiske effekten. Den ikke-adiabatiske metoden er effektiv gjennom hele kortslutningsprosessen.
Sammenlignet med den adiabatiske metoden tillater bruk av den ikke-adiabatiske metoden for beregning en betydelig økning i kortslutningsstrømmen for skjermingslag, beskyttelseslag og ledere mindre enn 10 mm2 (spesielt brukt som skjermingstråder).
Beregningen av ikke-adiabatisk kortslutningsstrøm for armering av aluminiumtråd er som følger:
1, Beregning av korreksjonsfaktorer tatt i betraktning ikke-adiabatiske effekter
På grunn av det faktum at det indre av aluminiumtrådpansringen er et PVC-beskyttende lag, mens utsiden må bindes med ikke-vevd stoff før PVC-ytterhylsen kan ekstruderes, trenger de omkringliggende medieparametrene bare å vurdere PVC-beskyttende lag og fiberduk. I formelen, σ 2, σ 3-- spesifikk varme av mediet rundt aluminiumtrådpanserlaget (J/Kom3)
Dessuten: PVC-beskyttende lag med σ 2=1.7 × 106J/Kom3
Ikke-vevd fiber σ {{0}},0 × 106J/Kom3
Også: Termisk motstand av det omgivende mediet til aluminiumtrådpanserlaget med ρ 2 og ρ 3 (Kom/W)
PVC-beskyttende lag ρ {{0}}.0Kom/W
Ikke-vevd fiber ρ {{0}}.0Kom/W
F – Ufullstendig kontaktfaktor med tanke på termisk ufullkommen kontakt mellom armering av aluminiumtråd og omkringliggende ikke-metalliske materialer, F=0.5
σ 1- Spesifikk varme av skjermingslag, beskyttelseslag eller panserlag, J/Kom3 Aluminiumtråd σ 1=2.5 × 106J/Kom3
Ved å erstatte alle parametere i beregningen:
ε=1.158 Ikke-adiabatisk koeffisient.
2, Beregningsformelen for kortslutningsstrøm i adiabatisk prosess:
Blant dem er det skjermende tverrsnittsarealet til S - kabel, med YJV7212/20kV1 × 500 som et eksempel, S=60 * 2,5 ^ 2 * 0.7854=295mm2
IAD aluminiumtrådpanser skjermer kortslutningsstrømmen
Den gjensidige temperaturkoeffisienten, 228
Den endelige kortslutningstemperaturen på θ f er 250 grader
Innledende kortslutningstemperatur på θ i, θ i=90 grad
Spesifikk varmekapasitet til leder ved σ c 20 grader, 2,5 × 106J/Kom3
Resistiviteten til lederen ved ρ 2020 grader er 2,8264x10-8 Ω. m. T er kortslutningstiden (S) tatt som 1 sekund.
Deretter tillater den adiabatiske prosessen en kortslutningsstrøm (1 sekund) på 28,87kA
3, Beregning av kortslutningsstrøm for ikke-adiabatisk effekt
I henhold til beregningsprosessen ovenfor,
Den tillatte kortslutningsstrømmen (1 sekund) for ikke-adiabatiske prosesser er:=1.158 * 28.87=33.43kA
Fra beregningene ovenfor kan det ses at den ikke-adiabatiske kortslutningsstrømmen til aluminiumtrådpanser faktisk har økt betydelig sammenlignet med adiabatisk kortslutningsstrøm. IEC949 (1988)-standarden har allerede antatt de verste beregningsforholdene, noe som betyr at marginen faktisk er tatt med i beregningen. Selvsagt er beregningsresultatet av den nominelle kortslutningsstrømmen forspent mot sikkerhet. Beregningen ovenfor er i utgangspunktet fortsatt basert på beregningsformelen for kobbertrådskjerming i IEC949 (1988)-standarden, bortsett fra at det omgivende mediet av aluminiumtrådpanser er forskjellig fra det for kobbertrådskjerming, og de tilsvarende parametrene for kobbertråd i den opprinnelige formelen er erstattet med de av aluminiumtråd.
I tillegg, basert på utenlandsk erfaring, kan den endelige kortslutningstemperaturen til metallskjermingslaget nå 350 grader. Av sikkerhetsgrunner er det også muligheter for å nå 300 grader. For å forbedre sikkerhetsnivået til Kinas strømnett, er den faktiske beregningen basert på 300 grader . Og de ovennevnte metallskjoldene er alle for kobberstrimler eller kobbertråder. Armering av aluminiumtråd bør være forskjellig fra kobberskjerming fordi aluminium har svakere motstand mot høye temperaturer enn kobber. Vi refererte til den endelige kortslutningstemperaturen til aluminiumslederen i selve beregningen, beregnet til 250 grader. Denne beregnede kortslutningsstrømmen sikrer at den pansrede aluminiumstråden ikke vil ha sikkerhetsproblemer på grunn av overbelastning under faktisk kortslutning
