一个氢能项目引入的电力系统看起来很熟悉，但运行方式却截然不同。整流器将交流电转换为直流电，电堆以稳定的电压吸收电流，而周围的工厂则处理一种可燃范围非常广的气体。

最终得到的图表显示，电力电子设备靠近气体处理设备，直流侧与交流侧同样重要，电缆路径需要绕过之后无法移动的设备。

为这些工厂布线并不复杂。它与普通的工业布线并无太大区别，只是需要考虑三个额外问题：电流的实际波形是什么，气体可能存在于哪些地方，以及当线路拥堵时线路的性能如何。

整流器大厅没有路径空间

情况：一座在建的氢气工厂将其整流变压器和转换器柜放置在一个根据设备占地面积大小而定的大厅内，电缆线路是之后才设计的。

发现：进入大厅的交流馈线、离开大厅的直流母线以及冷却和控制电路都争用了同一条电缆沟和同一批墙体穿孔。多条直流线路每极性需要多根并联导线，这成倍增加了所需的空间。

决定：重新规划了直流公交车路线，将正负分组分开，增加了托盘尺寸，并在放置柜体之前确定了穿透位置。

结果：电气装置与建筑物相符，重新规划只花费了两周的设计时间，而没有造成施工延误。

氢气工厂将电力电子设备、气体处理设备和旋转设备集中在一个紧凑的地块上，电缆线路必须服务于这三者。

氢气厂的负荷组

四个群体行为各异，且通常按不同的时间顺序出现。

前两组特征是氢气工厂与传统工艺场所的区别所在。

整流器馈线承载的电流不是纯净的正弦波，因此选择电缆时要根据波形而不是单个数值。

为什么华盛顿特区这边看起来不一样

直流电流不会改变方向，这对电路安装有两个影响。在这些频率下，几乎不存在趋肤效应，也没有天然的电流零点来帮助保护装置切断电路。

自然零点的缺失对开关设备的影响比对电缆的影响更大，而且它仍然会改变直流侧的隔离方式和故障清除方式。电缆本身的选择取决于其能够承受的稳定电流以及绝缘层将要承受的温度。

直流母线的复杂之处在于导体的数量。一个大电流绕组通常由每极性的多根并联电缆供电，为了使电流合理分配，每根电缆的长度、路径和结构都必须相同。

实际结果是，直流母线变成了一个物理设计问题：许多并联导体，所有导体都终止于规定的温度限制内，所有导体的布线方式都使得它们彼此之间的加热程度不会超过假设的计算值。

直流母线从整流器延伸到堆叠器，其路径通常很短、很拥挤，并且由许多并联导体组成。

调查必须说明什么

关于植物变化的五个事实应该被引用。

交流侧的波形

整流器馈线承载谐波电流，必须评估电缆中该电流实际产生的热量。

直流电流和导体数量

是由一根电缆还是多根并联电缆承载堆叠电流，以及布线如何适应它们。

可能存在气体的地方

烟囱、气体处理和通风点周围的分类区域决定了接头的允许位置。

已安装的环境和分组

紧凑的机房和成组的托盘布线都会提高温度，并且都会降低电缆的额定功率。

终止温度限制

许多直流终端的耐热性低于电缆绝缘层，两者中较低的值决定了终端的设计。

气体处理设备周围的区域分类决定了路线的哪些部分可以设置接头或终端。

这些设施在哪些方面存在困难

新的氢能项目经常遇到的问题，几何方面的问题与电气方面的问题一样多。

• 按照设备布局设计的线路，没有预留出所需数量的并联导线的空间。
• 并联线路的直流电缆长度不同，因此电流不会像假设的那样分配。
• 由于线路在分区之前就已经确定，因此线路接头或终点位于已划分区域内。
• 电缆尺寸仅根据基波电流确定，忽略谐波产生的发热。
• 交流侧和直流侧采用不同的供应商，没有单一方负责接口检查。

最后一项解释了为什么其他四项问题发现得晚，而且这项问题也最值得先解决。

谐波电流会导致导体发热，馈线的零线和屏蔽层受到的影响可能比相线更大。

燃气、通风和电缆线路

氢气在很宽的浓度范围内都能点燃，而且由于其密度轻，扩散速度很快。这两个特性决定了烟囱和气体处理设备周围的安全措施。

对于电缆安装而言，实际影响是某些区域不允许出现接头、易于触及的终端或可能成为火源的部件。布线路径必须根据区域划分进行规划，而不能事后调整。

因此，通风设计和电缆布线密切相关。穿过通风空间的电缆布线方式与埋设在可能积聚气体的实心板下的电缆布线方式截然不同。

如果分类允许连接，则连接点通常位于区域之外，这意味着额外的长度和确定的位置，而不是方便的位置。

选择及其后果

几乎每次氢能查询都会出现三个决定性因素。

这些因素单独来看都不特殊，它们共同决定了该地块需要多少铜。

路线确定之前

趁着布局还能移动，回答以下四个问题。

这些区域在哪里？

在与电缆线路相同的图纸上标出分类区域，以便两者可以同时确定。

每条线路有多少条线路？

在确定托盘和沟槽的尺寸之前，先统计一下 DC 侧的数量，因为数量决定了空间大小。

如何保证各组人数相等？

确定如何测量并行运行并保持相同长度，并在安装时记录下来。

终止协议将如何处理？

它们需要合适的空间和它们将要承受的温度，而这通常是由设备而不是电缆决定的。

委托说明

在调试阶段进行一些检查，可以避免之后的大部分争论。

• 确认每条平行运行线路的长度均符合设计要求。
• 记录终端扭矩，因为直流连接在松动时会因持续电流而发热。
• 检查屏蔽层的连接布置和接地路径。
• 检查施工过程中是否没有任何接头或终端位于禁区内。
• 保留标有直流导线数量的竣工线路图。

其中大部分信息只需记录一次，即可在植物的整个生命周期内进行查阅。

供应商需要什么

只要波形、电流、导体数量和安装条件同时提供，氢气工厂的订单报价并不难做到准确。

电缆制造商可以确认电缆的结构、温度限制、导体选项以及适用于安装方案的降额系数。这些是电缆方面的设计。

制造商无法决定区域划分、设置防护措施或安排布局以使线路吻合。这些都属于工厂设计人员和安全论证的职责范围。

如果双方尽早会面，工厂就能获得符合电气设计和安全要求的电缆安装方案，因此应该在询价阶段而不是调试阶段提出问题。

氢气工厂询价单输入内容

这些细节使得可以根据波形、路径和分类来选择电缆。

• 整流器馈线上的预期波形和谐波含量
• 直流电流和每极性并联导体的数量
• 每条平行线路的长度以及如何保持它们相等
• 已划定的区域以及允许连接的位置。
• 安装的环境温度和每条路线的分组
• 终端类型及其温度限制
• 控制电路所需的筛选和连接
• 业主期望看到的调试记录和图纸

IEC 60502 、 IEC 60228和IEC 60332等技术标准可以统一电缆结构和测试术语。最终的系统决策仍以已批准的项目规范、适用的当地法规以及合格的设计机构为准。

金川电解槽设备和直流配电电缆支架

金川电缆为整流器馈线和直流配电提供电缆，并可确认氢气厂线路所需的导体、绝缘和屏蔽选项。

查看电缆范围和制造规范，然后发送波形和布线方案，以便结构能够同时满足两者的要求。

在确定路径之前，先数一数直流导体的数量，因为氢线图的空间先于电流耗尽而耗尽。

常问问题

为什么氢气工厂的布线方式有所不同？

因为电力电子设备、气体处理设备和密集设备布局共用一个很小的地块，所以对尺寸、布线和接头位置提出了额外的要求。

什么是整流器馈线？

为电解槽堆转换电力的整流器供电的交流馈线，其电流不是纯净的正弦波。

谐波电流会对电缆造成影响吗？

确实如此。谐波成分会增加导体的发热量，并且对中性线和屏蔽层的影响可能比对相线的影响更大，因此导线尺寸必须反映实际波形。

华盛顿特区的公交车是如何安排的？

通常情况下，每个极性使用几根并联电缆，这些电缆必须长度相等，并且布线在一起，以便电流按预期分配。

为什么直流电没有自然零点？

直流电每个周期不会两次过零，因此中断取决于设备而不是自然零点，这对开关设备的影响比对电缆的影响更大。

什么是区域分类？

它可以识别易燃气体可能存在的位置，并确定该位置是否可能存在接头或易于接近的终端。

接头可以安装在烟囱附近吗？

通常并非如此。在需要进行分类的情况下，接头通常位于分类区域之外，这会改变线路的长度和走向。

应该使用怎样的环境温度？

电缆实际通过的空间内的温度，包括成组导体和附近设备的影响，而不是整个工厂的温度。

哪些唱片最重要？

实际布线路径包括导体数量、平行运行长度、终端扭矩、屏蔽和连接布置以及所应用的分类边界。

金川电缆如何支持氢能项目？

金川电缆确认了为该工厂交流和直流线路提供的电缆的结构、温度限制和降额系数。