Trefoil is usually the stronger starting point when a single-core HV cable circuit needs compact geometry, lower external magnetic field, and balanced phase spacing. Flat formation becomes attractive when route width permits deliberate spacing, heat dissipation or access benefits from separation, or the civil arrangement cannot accommodate trefoil. Neither arrangement has a universal ampacity advantage.
The correct decision requires one calculation model containing the actual cable, phase order, espacement, installation medium, adjacent circuits, metallic-sheath design, méthode de liaison, load cycle, service de court-circuit, and mechanical restraint. Changing formation on site changes that model; it is not a harmless drawing adjustment.
Start with geometry, not a catalogue rating.
Un circuit triphasé transporte des courants séparés en phase. Leurs champs magnétiques interagissent les uns avec les autres, avec la gaine métallique de chaque câble, et avec des structures conductrices à proximité. Trefoil place les trois centres du câble aux coins d'un triangle compact. La formation à plat les place sur une seule ligne, soit en contact, soit à un espacement central défini.
Cette géométrie entre dans plusieurs calculs liés. Il modifie l'inductance mutuelle et la tension induite par la gaine. Il modifie les pertes circulantes sous liaison solide. Il modifie le flux de chaleur entre les phases et le milieu environnant. Cela modifie également les forces de court-circuit, chargement des taquets, largeur de l'itinéraire, répartition du champ magnétique, et accès pour l'installation.
CEI 60287-1-1 fournit des équations de courant nominal en régime permanent et des calculs de pertes, tandis que la CEI 60287-2-1 aborde la résistance thermique. Les deux nécessitent des intrants de construction et d’installation. Ils n'attribuent pas une note permanente au « trèfle » ou au « plat » sans ces entrées.
Le trèfle comprime la boucle magnétique.
En trèfle, chaque phase a la même relation géométrique avec les deux autres lorsque la disposition reste symétrique. L'espacement compact améliore généralement l'annulation des champs magnétiques triphasés en dehors du groupe. Il peut également réduire la tension de gaine induite par rapport à un agencement plat plus espacé., bien que le résultat final dépende toujours de la construction du câble, actuel, fréquence, longueur de section, liaison, et chemins métalliques à proximité.
Le groupe compact utilise moins de largeur de route. Cela peut aider dans les tunnels, arbres, structures de pont, tranchées étroites, et systèmes de support. Les taquets en forme de trèfle peuvent retenir les trois phases en un seul groupe lorsque la conception de retenue testée et le calcul des défauts soutiennent cet arrangement..
La même compacité peut augmenter l'échauffement mutuel. Les câbles en contact ont une surface moins exposée et rapprochent les sources de chaleur. Dans les airs, un agencement plat espacé peut dissiper la chaleur plus efficacement. Dans le sol ou les conduits, le résultat dépend de la géométrie de l'enterrement, terre ou remblai, résistance thermique du conduit, profondeur, regroupement de circuits, et pertes de gaine. Trefoil doit donc remporter le calcul complet, pas seulement la comparaison magnétique.
La formation plate troque la symétrie contre la séparation.
La formation plate peut créer plus d'espace entre les câbles unipolaires. Un espacement plus grand peut réduire l’échauffement mutuel et améliorer l’accès autour de chaque phase. Il peut s'adapter à des conduits unidirectionnels séparés, rayonnages horizontaux, ou tranchées où le dégagement vertical limite un groupe triangulaire.
La géométrie électromagnétique est moins symétrique. La phase centrale se trouve à égale distance des deux phases extérieures, tandis que chaque phase externe voit une relation différente au sein du groupe. Tensions induites par la gaine, courants circulants, impédance de phase, et le champ magnétique peut donc différer selon la position. Le calcul doit conserver l'ordre et l'espacement réels des phases plutôt que de remplacer le groupe par une distance moyenne..
Un espacement plus large augmente également la largeur du trajet et peut augmenter les forces électromagnétiques entre les phases lors d'un court-circuit.. Les supports et les taquets doivent correspondre à la formation et aux forces calculées. Un taquet testé en trèfle ne peut pas supporter automatiquement une disposition à plat, et un test de retenue à plat ne peut pas établir les performances du trèfle.
La comparaison change avec la zone d'installation.
| État de l'itinéraire | Le trèfle a tendance à aider quand | Flat a tendance à aider quand | Le calcul qui décide |
|---|---|---|---|
| Tranchée ou tunnel étroit. | La largeur de la route et le champ magnétique externe sont restrictifs. | L'accès au support ou la ventilation nécessite une séparation et la largeur est disponible. | Classe thermique, champ magnétique, forces de soutien, autorisation d'entretien. |
| Enterrement direct. | Une excavation compacte et une géométrie de phase symétrique sont précieuses. | L'espacement défini réduit l'échauffement mutuel sous le modèle vérifié de sol et de remblai. | CEI 60287 évaluation avec la profondeur réelle, espacement, sol, séchage, pertes, et regroupement. |
| Conduits séparés. | Le réseau de conduits peut préserver la géométrie triangulaire et l'accès par traction. | Une banque horizontale fixe déjà des conduits de phases séparés. | Résistance thermique des conduits, espacement, remplir, itinéraire de traction, conduits de rechange, adjacent circuits. |
| Dans l'air sur des racks. | La retenue compacte et le contrôle sur le terrain dominent. | La circulation de l'air et l'accès aux phases bénéficient de l'espacement. | Classement aérien, ambiance solaire ou tunnel, conception de soutien, forces de faille, limites du champ. |
| Circuits parallèles. | Chaque circuit reste compact et la séparation des circuits est contrôlée. | Un ordre de phase modélisé améliore l'équilibre magnétique ou utilise la largeur de rack disponible. | Toutes les positions de phases, partage de charge, chauffage mutuel, tensions induites, CEM, liaison. |
| Transition de formation. | L'itinéraire revient à une géométrie compacte après une contrainte locale. | Un passage à niveau ou une interface d'équipement nécessite une séparation horizontale. | Note locale, tension de gaine, étude de transposition ou de collage, forces, soutien à la transition. |
Les exemples de calculs indépendants du CIGRE incluent les circuits trèfles et plats en enterrement direct, remblai spécial, conduits, creux, air libre, et l'état des fonds marins. Ils couvrent également différents arrangements de cautionnement. Le exemples de calculs indépendants démontrer pourquoi la vérification du logiciel nécessite une configuration complète plutôt qu'une étiquette de formation.
Le collage peut inverser le résultat thermique apparent.
La gaine métallique voit la tension induite par le courant conducteur. L'ampleur et la phase dépendent en partie de l'espacement des câbles et de la position relative. Le système de liaison décide si ces tensions induites restent sous forme de tension de gaine permanente, courant de circulation d'entraînement, ou annuler sur les sections croisées.
Avec liaison solide aux deux extrémités, le courant de circulation dans la gaine peut ajouter de la chaleur et réduire le courant nominal. Le compact du trèfle, la géométrie symétrique limite souvent cet effet par rapport à un groupe plat plus large, mais les pertes réelles doivent être calculées. Avec collage en un seul point, le courant de circulation est évité dans la section principale, tandis que la tension de la gaine debout et la protection contre les transitoires nécessitent un contrôle. La liaison croisée peut réduire la tension induite nette dans les sections mineures équilibrées, mais des longueurs inégales ou des changements de formation peuvent affaiblir l'annulation.
C'est pourquoi la formation et la liaison ne peuvent pas apparaître sur des dessins séparés non coordonnés.. Une transition d'itinéraire du trèfle au plat modifie les relations mutuelles. Le déplacement d'une boîte de liaison ou d'une boîte de liaison modifie la longueur des sections. L'inversion de l'ordre des phases modifie l'équilibre de la tension induite. Chaque révision doit revenir à l'étude de gaine et au modèle de cotation.
L'installation doit reproduire les coordonnées calculées.
Un modèle thermique qui suppose 300 Les centres de câbles en mm ne décrivent pas un itinéraire installé à un espacement irrégulier. Un modèle de gaine qui suppose un trèfle continu ne décrit pas de longues transitions plates. Les dessins de construction doivent définir les coordonnées du centre du câble, tolérances admissibles, phase order, prend en charge, crampons, passages à niveau, et chaque transition de formation.
Pour un enterrement direct, des entretoises ou des contrôles d'installation peuvent être nécessaires avant que le remblayage ne masque l'agencement. Les dessins de rangées de conduits fixent la géométrie grâce aux coordonnées des conduits, mais le mouvement du conduit, obstruction, et la séquence de traction doit encore être contrôlée. Dans les tunnels et les puits, espacement des supports, orientation des taquets, corrosion, mouvement du câble, et la limitation des défauts deviennent des éléments de conception visibles.
Les câbles AC unipolaires nécessitent également une attention particulière autour des matériaux ferromagnétiques. Une boucle magnétique fermée autour d'une phase peut développer un courant induit et un échauffement. La conception du support et de la pénétration doit utiliser des dispositions non magnétiques appropriées ou une configuration vérifiée qui enferme tous les conducteurs de phase dans la même limite magnétique..
CIGRE TB 889 relie la construction civile aux évaluations, collage de gaine, champs électromagnétiques, tirant, comportement thermomécanique, et taquet. Cette vue intégrée est importante lors des transitions. Un groupe de câbles peut passer des conduits à un rack tunnel, du trèfle à plat près des terminaisons, ou par un passage contraint. Chaque transition nécessite un système électrique coordonné, thermique, et contrôle mécanique.
Un exemple d'itinéraire montre pourquoi une règle échoue.
Considérons un circuit HT qui commence dans des conduits horizontaux séparés, entre dans un tunnel ventilé, et s'élève à trois terminaisons extérieures. La formation plate peut être fixée à travers le réseau de conduits. Dans le tunnel, l'une ou l'autre formation peut fonctionner. Près des terminaisons, l'espacement des phases suit la géométrie de l'équipement.
Le choix du trèfle pour le parcours complet est impossible car les gaines et terminaisons imposent des sections plates. Choisir plat partout peut gaspiller la largeur du tunnel ou augmenter le champ externe. La tâche d'ingénierie consiste à modéliser chaque zone, définir les transitions, et tester si une conception de liaison reste acceptable sur l'ensemble du circuit.
Aucun courant admissible n'est inventé pour cet exemple car la réponse dépend des pertes du câble, taille du conducteur, conception de la gaine, conditions ambiantes, données sur les conduits et le sol, ventilation, espacement, longueurs de sections, et devoir de charge. L'exemple identifie à la place la séquence correcte: verrouiller la géométrie de l'itinéraire, calculer les pertes et le flux de chaleur, liaison coordonnée, vérifier les champs électromagnétiques et la retenue des défauts, puis figez les dessins d'installation.
Le dessin émis doit comporter plus de trois cercles.
Un dessin de formation utile enregistre l'identification des phases, diamètre extérieur du câble et tolérance, espacement central, orientation, route chainage, installation medium, adjacent circuits, détails du support ou de l'entretoise, type de taquet, géométrie de transition, section de liaison, relation lien-boîte, et révision des dessins. Il doit faire référence à la note, gaine, CEM, force de court-circuit, et études thermomécaniques qui utilisent ces coordonnées.
Le XWA 64/110(123) Gamme de câbles kV et 76/132(145) Gamme de câbles kV fournir un contexte de construction spécifique à la tension. L'article XWA associé sur contraintes de tracé souterrain explique le modèle thermique et civil plus large. Aucun ne fournit une formation universelle; les coordonnées d'itinéraire approuvées et les études de système doivent le faire.
Pour l'alignement de la conception, XWA nécessite la construction du câble, service de charge et de défaut, tronçons d'itinéraire, formation et espacement, apports du sol ou ambiants, dessins de conduits ou de supports, ordre des phases en circuit parallèle, construction à gaine métallique, schéma de liaison, limites du champ magnétique, et base de retenue. Ces entrées permettent à une décision de formation de rester cohérente depuis le calcul de la notation jusqu'à la fabrication et l'installation..