Каковы электрические характеристики кабеля питания при длительной работе с высокой нагрузкой?

Когда кабель подключения питания работает под длительной высокой нагрузкой, его электрические характеристики являются очень важным фактором, который напрямую влияет на безопасность, стабильность и эффективность энергосистемы. При длительной работе под высокой нагрузкой на электрические характеристики кабеля в основном влияют такие факторы, как допустимая нагрузка по току, повышение температуры, старение изоляции, контактное сопротивление и т. д.

Под допустимой нагрузкой по току понимается максимальный ток, который кабель может безопасно выдерживать в течение длительного времени, не вызывая перегрева. Допустимая токовая нагрузка кабеля тесно связана с материалом проводника, поперечным сечением, толщиной изоляции и условиями окружающей среды, в которой находится кабель.
При длительной работе с высокой нагрузкой ток может приблизиться к номинальному току кабеля или превысить его, что приведет к повышению температуры кабеля, что повлияет на электрические характеристики. В условиях высокой нагрузки кабель может перегреваться из-за перегрузки, что приводит к старению изоляционного материала кабеля и увеличению сопротивления проводника, что влияет на нормальную передачу тока и даже вызывает проблемы с безопасностью, такие как повреждение кабеля или возгорание. .
Когда ток проходит по кабелю, за счет взаимодействия тока и сопротивления выделяется тепло, и температура кабеля повышается. Когда температура слишком высока, характеристики изоляционного материала ухудшаются и даже происходит плавление или разрыв, что влияет на электрические характеристики кабеля.
При длительной работе с высокой нагрузкой повышение температуры кабеля вызовет следующие проблемы:
Изоляционный слой кабеля постепенно стареет под воздействием температуры, снижая его устойчивость к давлению, изоляционную и термостойкость. Снижение характеристик изоляции увеличит риск утечки тока и может вызвать электрические неисправности, такие как короткое замыкание и утечка.
Увеличение температуры жилы кабеля приведет к увеличению сопротивления жилы, тем самым снижая эффективность передачи тока. Увеличение сопротивления также может привести к еще большему нагреву кабеля, образуя порочный круг.
Сбой защиты от перегрузки. Перегрев может привести к выходу из строя устройства защиты кабеля от перегрузки, что еще больше увеличит повреждение оборудования и риск возгорания.

Высокая температура, частые колебания нагрузки, химическая коррозия и другие факторы ускоряют старение изоляционных материалов кабелей, тем самым влияя на их электрические свойства. После старения изоляционного материала его изоляционные характеристики снижаются, что может привести к утечке тока или короткому замыканию.
Различные изоляционные материалы (например, ПВХ, сшитый полиэтилен, этиленпропиленовый каучук и т. д.) имеют разную устойчивость к температуре. Материалы ПВХ имеют плохую термостойкость, а длительная высокая температура может привести к их затвердеванию и растрескиванию; в то время как материалы из сшитого полиэтилена обладают хорошей устойчивостью к высоким температурам, но при длительной перегрузке они все равно могут стареть и трескаться.
Контактное сопротивление в точках подключения кабеля (таких как соединения, клеммы и т. д.) может увеличиться при высокой нагрузке. Это связано с тем, что длительный ток, проходящий через точки подключения кабеля, может вызвать окисление, коррозию или износ металлической контактной поверхности, увеличивая контактное сопротивление.
Повышенное контактное сопротивление приведет к локальному нагреву и образованию горячих точек, что не только влияет на нормальные электрические характеристики кабеля, но также может вызвать перегорание соединения или нарушение соединения, что в дальнейшем приведет к выходу из строя электрической системы.
Кабели с медными проводниками имеют более низкое сопротивление и лучшую проводимость и могут сохранять относительно стабильные электрические характеристики при высоких нагрузках. Однако медные проводники все равно имеют риск перегрева, особенно при слишком большой нагрузке или длительной перегрузке.
Кабели с алюминиевыми жилами дешевы и легки по весу, но их проводимость относительно низкая. При длительной работе под высокой нагрузкой кабели с алюминиевыми жилами могут столкнуться с более серьезными проблемами повышения температуры, а контактное сопротивление между проводником и соединением может увеличиться с большей вероятностью, чем с медными проводниками, что приводит к более высокому риску перегрева и выхода из строя.
Устройства защиты кабеля от перегрузки (такие как предохранители, автоматические выключатели и т. д.) играют жизненно важную роль. При работе с высокой нагрузкой, если ток не будет отключен вовремя, кабель может выйти из строя из-за перегрева. Поэтому крайне важно выбрать подходящее устройство защиты от перегрузки и разумно настроить параметры его действия.
При высокой нагрузке особенно важна термическая стабильность кабеля. Кабели с плохой термостабильностью склонны к перегреву, плавлению и другим неисправностям, что приводит к нестабильности электрической системы или угрозе безопасности. Кабели, используемые в условиях высоких температур, должны обеспечивать высокую термостойкость их изоляционных материалов и жил.
Когда кабель подключения питания работает в течение длительного времени под высокой нагрузкой, он подвергается множественным процессам нагрева и охлаждения. Этот термический цикл может вызвать усталость материала кабеля, что еще больше ускоряет его старение и повреждение. Длительные термические циклы также могут вызвать растрескивание внешней оболочки кабеля, оголение внутреннего проводника или изоляционного материала и снижение его общих электрических характеристик и безопасности.
Температура окружающей среды является важным фактором при эксплуатации кабеля. В условиях высокой температуры кабель может преждевременно перегреться и даже не выдержать номинальный ток. В условиях низкой температуры кабель может стать хрупким и легко повредиться.
Влага и вода проникают в кабель, что может привести к ухудшению характеристик изоляции и увеличению риска протечки кабеля. Этот эффект особенно серьезен в случае работы с высокой нагрузкой, которая может привести к короткому замыканию или повреждению кабеля.
В некоторых промышленных условиях кабели могут подвергаться воздействию агрессивных газов или химикатов, которые могут ускорить старение внешней оболочки кабеля и изоляционного слоя, что приведет к выходу кабеля из строя.

Чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию энергосистемы, необходимо разумно выбирать характеристики и материалы кабеля, проводить регулярное техническое обслуживание и проверку, а также следует принимать соответствующие меры по терморегуляции и защите от перегрузок, чтобы продлить срок службы кабеля и предотвратить поражение электрическим током. отказы при работе с высокой нагрузкой.