建筑电气实用技术100问
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20. 影响载流量的常见因素有哪些?

先简单介绍载流量的本质:在正常工作情况下,以电流持续期间产生的热效应为条件,提供导体和绝缘的合理寿命。其他方面的考虑也影响导体截面积的选择,诸如电击保护、热效应保护、过电流保护、电压降及导体所连设备的端子温度限值等方面的要求。

如今公共事业和住宅建设发展迅速,家用电气设备和其他用电设备日渐增多。但不可忽视的是在每年发生的火灾中,电气火灾也呈上升趋势。在短短的几年中,电气火灾比例增长一倍以上,其中相当一部分是由电缆电线的绝缘损坏、过热自燃、接触不良、电缆单相接地和相间短路等故障引起的。因此,如何科学合理地使用电缆电线,准确地选择电缆电线的载流量,合乎规范地进行管理维护,至为关键。

载流量需要考虑交流电阻和直流电阻的差异、趋肤效应和电抗。根据热效应原理,有电流通过,有电阻,则必然产生热效应,过热会影响导体和绝缘的合理寿命甚至着火。导体和绝缘的允许温升值不同、环境温度不同、敷设方式不同都会影响载流量。裸导体虽然没有绝缘层,不需要考虑绝缘允许温度,但导体允许温升也不是无限制的,因为温度超过一定值,导体强度会降低从而造成损坏,同时对周边设备和可燃物可能造成一定影响。如导线必然要与开关连接,开关处可能允许温升有限,另外裸导体温度过高可能引燃附近可燃物,存在安全隐患。

同样截面,导线类型不同、敷设条件不同对载流量也有影响。实际应用中注意各种条件综合考虑。

因最高允许工作温度不同,裸导线明敷设载流量约为绝缘导线明敷设的1.5倍。同截面导线载流量有差异,同类型同截面铜芯电缆是铝芯载流量的1.29倍。同截面电缆往往比电线载流量大一些,因为电缆导体允许最高温度往往会高一点。

穿管、架空、埋地、桥架等敷设方式的导线载流量不尽相同(如GB 50217—2007附录D表中列举了常见敷设方式的校正系数,见表15~表20)。

表15 35kV及以下电缆在不同环境温度时的载流量校正系数

除表15以外的其他环境温度下载流量的校正系数K可按下式计算:

式中 θm——电缆导体最高工作温度(℃);

θ1——对应于额定载流量的基准环境温度(℃);

θ2——实际环境温度(℃)。

表16 不同土壤热阻系数时电缆载流量的校正系数

注:1.本表适用于缺乏实测土壤热阻系数时的粗略分类,对110kV及以上电缆线路工程,宜以实测方式确定土壤热阻系数。

2.校正系数适于规范GB 50217—2016附录C各表中采取土壤热阻系数为1.2K·m/W的情况,不适用于三相交流系统的高压单芯电缆。

表17 土中直埋多根并行敷设时电缆载流量的校正系数

注:本表数据不适用于三相交流系统单芯电缆。

表18 空气中单层多根并行敷设时电缆载流量的校正系数

注:1. s为电缆中心间距,d为电缆外径。

2.按全部电缆具有相同外径条件制定,当并列敷设的电缆外径不同时,d值可近似地取电缆外径的平均值。

3.本表数据不适用于交流系统中使用的单芯电力电缆。

表19 电缆桥架上无间隔配置多层并列电缆载流量的校正系数

注:电缆桥架上无间距配置多层并列,呈水平状并列电缆数不少于7根(注意两点,一个是无间距,一个是水平并列不少于7根)。

表20 1~6kV电缆户外明敷无遮阳时载流量的校正系数

注:运用本表系数校正对应的载流量基础值,是采取户外环境温度的户内空气中电缆载流量。