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热稳定不达标再粗也白搭:进线电缆截面正确选法

什么是短路热稳定?想必大部分电气人员都非常清楚了。短路热稳定是指在短路电流通过导体时产生的热量,以及这些热量向周围介质散发的能力。它衡量的是电路及元件在很短的时间内能否承受短路时产生的巨大热量。对回路任一点短路引起的电流,使导体达到允许极限温度之前应切断电路。绝缘导体的热稳定,应按其截面积校验。那么变电所配电箱的进线电缆截面得选多大,才符合热稳定的要求呢?下面本文详细地给大家解析一下。

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配电箱进线短路电流计算方法:

这次选用小编设计的某住宅工程电气设计案例进行计算,该工程在地下室设一个变电所,变电所内部设置两台800kVA变压器,在变电所内部设置一个配电箱(为变电所的风机和照明、维修插座供电),该配电箱容量为10kW,计算电流16A,电源接自变压器的低压母线,进线电缆规格为NH-YJV-1kV 5x16,长度为5m。

自用配电箱进线处(K1处)发生三相短路时的短路电流计算如下:

1. 变压器阻抗:

S=800kVA,RT=1.90,XT=13.27;

2. 低压总断路器至自用配电箱馈线回路处的铜排[TMY-3(100x8)+(80x8) ]的阻抗:

L1=6m;

R1= 0.04 x 6=0.24mΩ;

X1= 0.182 x 5 = 1.092mΩ;

3. 低压配电柜至自用配电箱段电缆[ NH-YJV-1kV 5x16 ]的阻抗:

L2=5m;

R2= 1.097 x 5=5.485mΩ;

X2= 0.087 x 5=0.435mΩ;

4. 自用配电箱进线处(K1处)发生三相短路时短路电流:

线路总电阻:RK1= RT + R1 + R2 =1.90+0.24+5.485=7.625(mΩ)

线路总电抗:XK1= XT + X1 + X2=13.27+1.092+0.435=14.797(mΩ)

线路总阻抗:ZK1= 16.65(mΩ)

K1处三相短路电流:I = 1.05 * U / √3 / ZK1 = 1.05 x 380 / √3 / 16.65=13.84(kA)

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配电箱进线电缆截面计算与热稳定校验:

1. 进线电缆最小截面的计算

根据GB50054-2011《低压配电设计规范》第3.2.14条要求:导体截面积的选择应能满足以下要求:

S ≥ I * √t / k ;

其中:

S 为导体的截面积(mm2);

I 为通过电缆的短路电流方均根值(A);

t 为保护电器自动切断电流的动作时间(s);

k 为系数。

短路电流 I 已通过第二节算出为13.84kA,即13840A;

t 为低压柜内塑壳断路器的瞬动脱扣时间,一般取20ms,即0.02s;

k 为系数,不同材质的电缆其k值不一样,通过查GB50054-2011《低压配电设计规范》的附录A可得:k=143;

那么电缆的最小截面计算如下:

S ≥ I * √t / k = 13840 * √0.02 / 143 =13.7(mm2)。

通过以上计算可知,自用配电箱进线电缆要满足热稳定的要求,其截面不能小于13.7mm2。

2. 校验

原设计采用进线电缆规格为NH-YJV-1kV 5x16,其电缆截面大于以上计算的最小截面13.7mm2,满足热稳定的要求。自用配电箱虽然用电容量较小,计算电流只有16A,若按常规配电考虑,进线采用6mm2即可,但却由于安装在变电所内部,导致其进线电缆截面需调大到16mm2才能满足热稳定的要求。

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小结:

在民用建筑的配电设计里,用电设备离变电所越近,也就是离变压器电源越近,那配电线路的阻抗就越小,短路电流就越大。它进线电缆截面的挑选,除了要考虑用电设备的计算电流,还得留意这电缆能不能满足热稳定的要求。所以碰到距离变电所比较近的配电,电缆的选择得做热稳定校验。

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