铝合金电缆使用需要和问题

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2016-10-02 00:15:23

铝合金电缆使用需要和问题

  采用铝芯还是铜芯电缆一直是电缆选型争论的话题,随着我国城镇化的发展,城市配电网作为城市建设的基础设施,电力电缆的需求量越来越大,电力电缆在电网建设的成本中所占比重显著提高。铝芯电缆相对铜芯电缆价格低,重量轻,目前我国电解铝产能过剩,铝合金电缆在机械特性上较纯铝芯电缆有所改进,采用铝合金芯电缆的呼声再次升高。

  国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸选择以导体截面经济性最佳的观点:电缆导体截面的选择,不仅要考虑电缆线路的初始成本,而且要同时考虑电缆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截面。根据电缆截面的规格分布,将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右,载流量与电压降等电气参数与铜相当。

  1、采用铝合金电力电缆尺寸结构的影响

  电缆敷设的通道资源也是主要的电缆建设和运行成本之一。城市电网中近一半电缆是排管敷设,选用铝合金电缆在排管敷设时,则排管孔径比选用铜芯电缆的孔径大一到两个规格或采用两个管孔,这样选用铝合金电缆增加了排管的建设和运行成本。对其它敷设方式增加截面后同样也会增加占地,增加了建设和运行成本。

  按照配电网规划技术导则要求,配电网电缆主干线截面积宜综合饱和负荷状况,线路全寿命周期一次选定。 10kV主干线的电缆截面积铜芯一般为240mm2~400mm2,如果选择铝合金芯电缆则要选择400mm2~630mm2。10kV分支线的电缆截面积铜芯为150mm2~240mm2,如果选择铝芯电缆则为240mm2~400mm2,电缆截面积增大在电缆敷设带来一些问题。采用大样截面用三芯电缆其重量,和弯曲半径也随之增加很多,受场地环境,施工敷设方法,人工,机械的限制,给运输和施工带来许多困难,也增加了许多工作量。因此,目前10kV三芯电缆选用的最大截面是400mm2,大于400mm2一般选用两根240 mm2的三芯电缆。

  2、采用铝合金电力电缆电气特性的影响

  系统短路时电缆的允许温度和热稳定性和多根电缆并列的影响和多根电缆并列的影响。

  多根电缆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并列敷设时间距最好大于300cm来保证电缆散热和故障时减少对其他电缆的影响。

  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,由于增大截面积后电缆之间净距就减少了.如240mm2的铜芯电缆其外径是83mm,选用400mm2铝合金电缆外径为95mm,电缆之间净距缩小了21mm,近缩小了20%,相应的校正系数也降低。如400mm2的铜芯电缆,需选用两条185mm2的铝合金电缆,这样增加了并列直埋电缆的根数,校正系数随之降低。由于采用铝合金电缆增大了电缆外径,会出现线间距离减少,电缆数量增加的情况,这样会降低校正系数,也就是降低电缆载流量,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还要考虑增大了截面降低了电缆间距离,而降低允许通流量的问题。

  3、电缆电容电流的影响

  电缆的电容电流随着电缆截面的增大而增加,选用铝合金电缆后电缆后电缆截面积增加两个规格,电缆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。

  总而言之

  在满足载流量和能量损耗的的前提下,铝合金电缆的直接成本即电缆本本体的成本比铜缆低,由于铝合金电缆的重量较铜芯电缆轻,铝合金电缆更适合用于大跨度的建筑,可以大大减轻对建筑钢结构的负重,节约钢结构的费用。另外,对高层建筑可以降低垂直敷设电缆的难度和工作量。在一些低压配电系统中的电缆通道资源宽裕,没有多条电缆并行敷设的场所可采用铝合金电力电缆。

  但是随着城市配电网的发展,负荷密度越来越高,电缆通道中敷设的电缆数量密度也随之增加。对于电缆通道资源紧缺,短路电流大的场合在选用铝合金电缆时就不能只考虑铝合金电缆的的直接成本还有考虑综合成本,如选用铝合金电缆增加了电缆通道的尺寸,过密敷设使得通流量随着电缆间距减小而降低,电容电流增加需要增加消弧线圈容量等建设和运行成本。

 

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