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以下内容说明了CMP Products是如何计算各种客户应用和安装中的峰值短路电流(kA)等级。

CMP Products已经开展超过300次短路试验,但是不可能对每种故障电流、电缆夹、电缆尺寸/类型和固定中心布置都进行试验。

CMP Products不断研发能够重复短路试验的软件。这款软件能够针对具体项目,对计划采用的电缆夹、电缆和电缆桥架或梯架进行试验。

CMP在计算峰值短路电流等级方面也经验丰富。基于自身丰富的试验数据库,CMP拥有以下付诸实践的综合试验方案。

试验

从固定中心间距为300mm的短路试验开始,得出电缆夹在试验中能够承受的最大安全峰值电流(kA)。

在下列示例中,电缆夹成功通过固定中心间距为300mm、电缆直径为36mm和电流为190kA的短路试验(按照IEC 61914:2009标准)。

计算试验电缆夹的最大排斥力。

根据试验结果和电缆夹标准IEC 61914:2009,将计算结果用于计算电缆夹在试验中承受的排斥力:

Ft指的是作用在电缆上的最大排斥力 (N/m)
ip指的是短路峰值电流 [kA]
S指的是两条邻近导线的中心距离[m],例如在三角形排列中,指的是电缆外直径。

在该示例中,Ft等于170,472.22 N/m

Ft指的是每米承受的力(单位N),这样能够计算出各个电缆夹承受的最大排斥力,必须将该数值乘以电缆夹的固定中心间距:

每个电缆夹的最大排斥力=Ft (N/m) x固定中心间距 (m)

在示例中(固定中心间距为0.3m),每个电缆夹的最大排斥力= 51,141.67 N

计算新应用中的Ft

现在已经得出每个电缆夹的最大排斥力, 接着对公式进行移项,计算不同固定中心间距和不同电缆直径下的最大峰值故障电流。

如果固定中心间距增加到600mm,那么为了计算ip,首先需要计算Ft:

Ft指的是作用在电缆上的最大排斥力 (N/m)
ip指的是短路峰值电流 [kA]
S指的是两条邻近导线的中心距离[m],例如电缆外直径。

在该示例中,Ft= 85,236.11 (N/m)

现在已经得出该应用中的Ft ,接着就能计算 ip 了。

计算新应用中的ip

Ft指的是作用在电缆上的最大排斥力 (N/m)
ip指的是短路峰值电流 [kA]
S指的是两条邻近导线的中心距离[m],例如电缆外直径。

在该示例中,ip= 134.35kA

根据以往经验,该数值通常低于物理试验的数值。这确认了,在IEC 61914:2009标准的计算中考虑了安全系数;这是一件好事,因为这意味着计算结果永远偏于保守。

但是,这也意味着试验结果得出的Ft或者说每个电缆夹的最大排斥力等级只能用于比试验固定中心间距小的间距,这一基准适用于所有计算得出的ip。不推荐反向计算,因为这与标准中应用的安全系数相矛盾,会得出不切实际、无法达到的ip。

例如

在相同的电缆夹和电缆上,电缆夹已经按照61914:2009标准,在150kA,固定中心间距600mm的条件下通过试验(计算得出的ip只有134.35kA,而实际上却高出约 ~12%)

根据这一新的ip,计算Ft:

Ft指的是作用在电缆上的最大排斥力 (N/m)
ip指的是短路峰值电流 [kA]
S指的是两条邻近导线的中心距离[m],例如电缆外直径。

在该示例中,Ft= 106,250 N/m

在示例中(固定中心间距为0.6m),每个电缆夹的最大排斥力= 63,750 N

如果将该最大排斥力用于计算固定中心间距0.3m下的ip,那么Ft = 212,500 N/m

计算得出的ip 为212.13kA——该数值过高,非常危险! 在物理试验中,在固定中心间距300mm的条件下,只能达到190kA,这说明该电缆夹非常接近自身的最大强度极限。

为了再次确认:

只使用CMP试验结果(固定中心间距短于计划间距)的Ft或每个电缆夹的最大排斥力。该基准适用于所有计算得出的ip。反向计算危险性很高,因为这与标准计算中的安全系数相矛盾,会得出不切实际、无法达到的ip。

在大多数准确计算和安全安装中,CMP推荐使用固定间距最接近(但仍短于)目标固定间距的试验数据,计算ip,例如:

如果固定中心间距为500mm,使用300mm条件下的试验数据,计算 ip。

如果固定中心间距为900mm,使用600mm条件下的试验数据,计算 ip。