探讨多根单芯电缆并联使用后的一些问题

电缆实际并联使用过程中以单芯电缆并联较多,单芯电缆实际并联使用过程中可能会因为敷设方式的影响,其实际的载流量不一定可以满足实际负载的需求,实际使用时有可能出现过载现象。事实上,当6根电缆毫无间隙的并排堆放在空气中铺设后其实际再流量只能达到理论载流量的60%上下,如果再加上电缆的负载按理论上进行选择,没有按照实际铺设情况进行校准。很可能导致电缆在实际通电过程中上处在满负荷工作状态,导致电缆通电运行产生发热现象。所以在电缆的并联铺设过程中其实际载流量不是简单的存在"1+1=2"的关系,很可能出现"1+1=1.5"甚至出现"1+1=1"的情况,导致电缆实际运行过程中出现严重发热现象。现在我们举一个典型的例子,例如容量为570KW,额定电压为1140A左右的三相异步电动机负荷,选用两根YJV-0.6/1KV-1*300的电缆并联进行供电,按理论设计计算给定值,YJV-0.6/1KV-1*300单条电缆在空气中铺设起理论计算载流量约为750A,两根电缆的理论并联载流量可达1500A上下,完全可以满足设备的实际应用需要。我们现在假设有32根电缆全部集中在一个在桥架上并列沉积随意堆放铺设,而上述并联供电的两根YJV-0.6/1KV-1*300也位于其中。查看相关材料发觉,当电缆在空气中6根毫无空隙沉积堆放后电缆的具体载流量将下降至理论计算给定值的60%。那么原先的电缆的具体载流量为1500×60%=900A,每根电缆分配到的实际载流量为450A上下,与理论计算载流量750A相差近300A,这样电缆在实际应用过程就存在严重过载发热现象。


并且实际铺设电缆的根数又远远超过6根,那么实际电缆的再流量可能可能比900A还要小。怎样解决这个问题,有的人提出再并联一根YJV-0.6/1KV-1*120电缆以减少其他两根电缆的分配的电流,现在我们从理论上先假设计算一下,三根电缆并联后,负荷电流的具体分配状况,假设3根并联使用的电缆长度都为1公里,铺设温度全部按20℃计算。并且假设并联的1公里两根YJV-0.6/1KV-1*300电缆导体电阻完全一致。事实上因为制造工艺上的问题不可能达到完全的一致,导体电阻还是有细微的差别。在实际计算过程我们忽视上述影响。20℃铜导体最大电阻测量铜芯300mm2为0.0601Ω/km,120mm2为0.153Ω/km,1140A的电流的实际分配计算120mm2截面分配电流为(0.0601*0.0601/0.153*0.0601+0.153*0.0601+0.0601*0.0601)=187A,剩下300mm2截面的上分配的电流为953A,而每一根300mm2的电缆上实际流过的负荷电流为477A上下,这种情况下电缆的具体通电仍然存在过载现象。而电缆120的具体灾流量在这种情况下的载流量为435*60%=261A,依然有很大的余量但电流的分配规律却不会将电流分配到120截面的电缆上来,事实上原先的问题依然没有得到解决。并且我们的假设只有电缆为6根的情况,也不符合我们的既定的要求。构想再加一根300mm2截面的电缆,其实际载流量的分配规律为1140*1/3=380A,因此在具体的并联电缆过程中要对所家电缆的截面必须来计算严正后,才能进行并联使用,否则及时加了电缆可能也不能解决问题,最好的状况是采用加相同规格的电缆,并且确保长度相同,这样确保电流的分配基本匀称。实际上在现场安装全部完成以后再进行一次现场电缆的重装和返修,在一般情况下是难以实现的。因此电缆前期的正规设计与铺设安装工作尤为重要,后期所采取的方式通常只是一种补救措施,很难从根本上解决问题。
并且在多芯电缆的并联使用过程中也存在一些问题,铠状电缆并联要把每根电缆的的主线芯A,B,C三相错开对应并联使用,不能将铠状多芯电缆的所有线新并接在一相上当单芯电缆使用,如果这样做,会到电缆的铠状钢链中获得涡流效应,导致电缆的发热,产生热击穿故障。这虽然是一个很简单的电学原理,但在笔者数次走访客户的过程中有时还是有用户提出类似的问题和做法。在三相四线制不均衡照明负荷中,我们负荷的接线和分配方式要尽可能确保负荷的分配匀称,尽量确保三相电流平衡,否则可能会因为三相电流的严重不平衡导致在铠状钢链中获得交变感应电流,导致电缆的发热。
电缆的并联使用对于各线路顶端接线鼻子的松紧水平也要引起注意,因为使用并联电缆的负荷的容量一般都比较大,其每公里的导体电阻都在0以下,若是在线路的任何一端一旦出现线鼻子松脱和接触不良现象,都会成倍增加线路的导体电阻,导致电流分配不均甚至旁通现象,这样就会造成并联的个别电缆产生发热现象,引起故障。
同时可能电缆的具体线路的导体电阻并不可能完全一致,因此相同规格型号的电缆在对电流的分配也不可能是完全均值分配,可能在电流的实际分配过程中或许还存在一定的差别。
所以在多根单芯电缆的具体并联使用过程中要根据其实际铺设情况进行校准,否则可能导致电缆并联使用过程产生发热现象,影响电缆的正常使用。

2023年3月30日 17:15

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