I ett 10 kV kraftnät, när ett enfas jordningsfel inträffar, kommer spänningen för icke-felfasen att stiga till linjespänningen (10kV). Varför inte välja 10kV för medelspänningskabel U ₀, men 8,7 kV? Detta är främst baserat på följande tekniska grund:
1. Definition avMV -kabelnominell spänning
I standarder uttrycks vanligtvis den nominella spänningen för kablar som u ₀/u (um):
U ₀: Enfas till markklassad spänning (fasspänning)
U: Tvåfasklassad spänning (linjespänning)
Um: Maximal arbetsspänning
För medelspänningskablar på 8.7/15kv:
U ₀ =8. 7kV (enfas till markklassad spänning)
U =15 KV (nominell spänning mellan två faser)
Um =17. 5kv (maximal driftsspänning)
2. Hur bestäms den nominella fasspänningen på 8,7 kV?
Den nominella fasspänningen U ₀ för kabeln väljs inte direkt baserat på den maximala omedelbara spänningen under felförhållanden (såsom 10kV), men anses omfattande baserat på systemets normala driftspänning och felförhållanden:
(1) Baserat på systemets normala driftsstatus
Under normala driftsförhållanden:
Fasspänningen för 10kv -systemet U ₀ =10 kV/√ 3 ≈ 5,77 kV.
Om denmedelspänningskabelanvänder 8,7 kV som u ₀, det betyder att isoleringsdesignmarginalen för mediumspänningskabeln är mycket högre än den normala driftspänningen.
(2) Tänk på spänningsökning under enfasens jordningsfel
När ett enfas-jordningsfel inträffar kommer fasspänningen för den icke felaktiga fasen att stiga till linjespänningsnivån (10kV).
Isoleringsdesignen för medelspänningskablar är emellertid inte helt baserad på val av kortvarig felspänning, men bör ta hänsyn till normala driftsförhållanden, feltoleranstid och långvarig stabilitet.
U ₀ på 8,7 kV är tillräcklig för att säkerställa tillförlitlig drift av medelspänningskablar under fel, samtidigt som man överväger både ekonomi och säkerhetsmarginaler.
(3) Säkerhetsmarginal
Internationella standarder som IEC 60502-2 och GB/T 12706.2 föreskriver att:
En medelspänningskabel med en nominell spänning på 8,7/15kV, med u ₀ =8. 7kV, tål en spänning på 8,7 kV under lång tid.
När det gäller kortvariga fel (såsom enfasmalda fel) kan medelspänningskablar tåla kortvariga överspänningar högre än 8,7 kV, men det finns inget behov av att direkt ställa in u ₀ till 10 kV.
3. Varför inte direkt välja 10kv som U ₀?
Om kabeln är direkt vald som u ₀ =10 kv, även om den kan tyckas förbättra feltoleransen, är den inte lämplig i praktisk teknik, främst på grund av följande skäl:
(1) Isoleringsmarginalen är tillräcklig
Isoleringstjockleken och dielektrisk styrka hos kabeln med en nominell spänning på 8,7/15kV har utformats för att motstå spänningsökningen under enfasens jordningsfel utan att påverka säker drift.
Om u ₀ ökas till 10 kV, betyder det att isoleringsskiktet måste förtjockas ytterligare, öka tillverkningskostnaderna och en sådan hög marginal krävs inte i faktisk teknik.
(2) Ekonomiska överväganden
Förtjockning av isoleringsskiktet ökar inte bara tillverkningskostnaderna, utan ökar också kabelns ytterdiameter och vikt, vilket påverkar svårigheten med kabellagning och ökande konstruktions- och underhållskostnader.
För närvarande är 8,7 kV -designen tillräckligt tillförlitlig och det finns inget behov av att lägga till ytterligare kostnader.
(3) Unified Engineering Standards
Internationella standarder (IEC, GB) antar vanligtvis 8,7/15kV som den rekommenderade kabelkvaliteten för 10 kV elnät. Att använda 10kv U ₀ -kablar kommer att resultera i inkompatibilitet med befintliga standarder och påverka tekniska applikationer.
Sammanfattningsvis är det det bästa valet att välja kablar med 8,7/15kV-specifikationer i ett 10 kV elnät som har verifierats genom långsiktig praxis.