载要:电力电缆主要用于传输和分配电能,作为各种电气设备的链接线,本文主要是介绍了电力电缆的种类、如何根据实际选择电缆截面积,以及电力电缆在施工和运行中的注意事项。
在所有经济活动和社会生活中的不可缺少性在现代社会中,凡有人群生活的地方,凡有生产、交通以及一切经济活动的场合,凡在宇宙空间、地下、海洋等一切需要探索、开发的所有活动中,以及任何一项科技开发创新项目的研制活动中,都离不开电力和电磁波的应用。而电及电磁波的发生、传输及应用都须***采用电线电缆来作为连接、传输的部件或作为主机的绕组材料。事实上,一切工业生产、交通运输、建筑工程和设施、现代农业和科研、军工装备或军事设施、太空、海洋的探测以及社会生活(包括每一个家庭和人们的日常生活)都与电缆产品息息相关。
一、电缆的分类
电力电缆按期绝缘层的结构不同可以分为油浸绝缘统包电缆、铅包电缆、自油容式充油电缆、橡皮绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆等几种类型;根据额定电压不同又可分为低压电缆和高压电缆;根据用途不同又可分为:高压电力电缆、控制电缆、架空绝缘电缆、矿用电缆,分支电缆等。
(1)油浸纸绝缘统包电缆该类电缆是将电缆线芯先分相包缠上油 浸绝缘纸,在线芯之间的空隙内填充油浸麻绳或纸带,然后再用油浸绝缘纸将几个线芯统包起来。统包纸不但满足了线芯与外防护层的绝缘要求,而且还起到缠紧各个线芯的作用。电缆线芯统包后,外部再包上防腐蚀和防外力损伤的护套层。
(2)分相铅包电缆该类电缆又称为单芯电缆。在线芯的外部包缠有两层半导体纸,用以消除线芯表面mm2整而引起的电场畸变。半导体层外部包缠绝缘纸,绝缘纸外部缠一层半导体纸,然后包上铅包护套和防腐层。
(3)自容式充油电缆该类电缆在导线芯的中心留有一个油道,油道与外部的供油箱相连接。当电缆温度升高时,内部的浸渍剂受热胀,多余的浸渍剂通过油道流到供油箱内;当电缆温度下降时,浸渍剂收缩,供油箱内的油回流到电缆芯油道,保持电缆线芯内部始终无间隙,不会发生游离现象使绝缘层遭到破坏,同时也避免了电缆温度上升发生热膨胀时使内部压力增大,损伤绝缘层和外护套。
(4)橡皮电缆该类电缆是在导线线芯外挤压一层橡皮作为绝缘层,用麻作填料,在线芯外部包缠橡胶布带或玻璃纤维带以防止线芯松散。再挤压一层铅包层,***外层包上防腐用的钢带作为外护套。橡皮电缆也可以采用聚氯乙烯或氯丁橡皮作为密封层。
(5)聚氯乙烯电缆该类电缆构造与油浸绝缘纸电缆基本相同,它的绝缘层是采用聚氯乙烯材料,此种电缆的外护套有三种形式:无铠装、内钢带或内钢丝铠装、裸钢丝铠装。聚氯乙烯电缆具有良好的电气性能,且化学性能稳定,安装维护方便。
(6)交联聚乙烯电缆该类电缆的结构与聚乙烯电缆基本相同,它是在电缆线芯上先挤包一层lmm厚的半导体交联聚乙烯,在绝缘层外面也要包一层半导体丁基橡胶或挤包一层半导体层,半导体层外再包一层0.11mm厚的钢带。成缆时线间的空隙也用填料填充使其成圆形,再缠内衬层将三芯固定,***后再挤压外护套进行铠装。交联聚乙烯电缆耐热性能和绝缘性能好,载流量大,但其价格较高。
二、电缆的选择
对于如何选择电力电缆,我有以下的建议:
1、首先我们需要在设计初期就做到合理得电缆敷设布局 做好电缆线路规划设计是敷设电力电缆的首要环节,有些企业由于不够重视这项工作,造成出线电缆排列无序,表现为:a)出线口10多根电缆捆在一起;b)电缆明沟过于狭窄,电缆相互重叠;对未来情况变化考虑不周,多次重挖补缺;只按允许电流值选择线芯截面,未考虑校正系统等。凡此种种均为日后正常运行留下了隐患。所以在实际初期,要把好图纸会审这一关,从源头上排除。而电力电缆设计应考虑到: 1)线路求短而直。这不但可减少建设资金,还可减少线路损耗,变电所要设在负荷中心,且进出线方便。 2)线路布局要长远规划。在今后可能跨过道路或地面建筑的地方,设计中要注明增加深度1 m-1.2 m,并套好钢管保护,以免日后改动。 2、适当增大电缆截面 选配电缆截面须***大于允许电流值。有人认为根据资料规定的允
许电流值选配线芯截面便可满足电缆的正常运行,这是一种误解。因为上述允许电流值是有一定条件的,即环境温度在25℃情况,线芯温度为65℃。而我国的自然条件,大部分地区夏季***高温度为35℃-40℃,加上电缆在载流运行时线芯要散发热量,故一般电缆沟温度尚高于环境温度。当环境温度在30℃以上时,电缆线芯温度即可超过70℃,超过电缆线芯容许温度极限值,从而加速绝缘层的热老化,以致缩短电缆寿命。故在选配电缆线芯截面时,须***考虑环境温度和多根并列的校正系数。
3、保证电缆正常工作(尤其是控制电缆),防止干扰
为保证电缆在发生绝缘击穿、机械损伤或着火时,减少波及的范围,******标准GB50217-91《电力工程电缆设计规范》规定:双重化保护的电流、电压以及直流电源和跳闸控制回路等需要增强可靠性的两套系统,应采用各自独立的控制电缆。
电缆投入运行后,同一电缆的不同线芯之间,紧邻平行敷设的电缆之间都存在电气干扰的问题,引起电气干扰的主要原因有:(1)由于外施电压在线芯间电容耦合的作用下产生的静电干扰;(2)由于通电电流产生的电磁感应干扰。以控制电缆为例,当邻近存在高电压、大电流干扰源时,电气干扰更严重,由于同一电缆的线芯之间的距离较小,其干扰程度也远大于平行敷设的紧邻电缆。
4、沿高压电缆平行敷设的控制电缆的选择
控制电缆的额定电压应不低于该回路的工作电压,并应满足可能经受的暂态和工频过电压的要求。由于较长的高压电缆线路一般采用
纵差动保护方式,其保护及监测信号等的控制电缆,往往与高压电缆紧邻平行敷设(俗称导引电缆)。当一次系统发生单相接地故障时,由于电磁感应在控制电缆上出现的工频过电压值,往往可能超过常用的控制电缆的绝缘水平。
5、超高压配电装置控制电缆的选择
220KV及以上高压配电装置敷设的控制电缆,通常宜选用额定电压600/1000V等级的控制电缆;如有良好的屏蔽时,也可选用450/750V的控制电缆。其主要原因是:当高压配电装置中进行空载切合线路或变压器操作时,以及雷电波侵入的情况下引起的暂态过电压和不对称短路引起的工频过电压,由于电磁感应、静电感应和接地网上电位升高等原因,都可能在控制电缆上产生较高的干扰电压,对国内一些220KV及以上变电站的实地测试,控制电缆线芯中的暂态干扰电压有时可高达2500~4000V,具有金属屏蔽或备用线芯接地时,暂态过电压值可降低致60%以下。
三、电缆施工中和运行维护中的注意事项
1、施工中的注意事项
①牵引电缆,首先检查线盘规格型号是否与设计要求相符合,并测量绝缘电阻良好;牵引时还需注意电缆弧度不小于电缆直径的10倍;电缆不可沿地面滑行,防止拖伤,一般可每隔4 m-6 m安排1人同步前进,转角处应弯好弧度。 ②敷设电缆
(1)电缆直埋地下。电缆沟深不少于0.8 m,沟底夯平无石块;沟底宽度为电缆直径乘以电缆根数再乘以3(不小于2),沟的上面宽度再放大200 mm,沟测留一定斜坡,防止塌方。电缆数量少的宽度应满足操作人施工的宽度;电缆穿越道路或树木林区,应套钢管保护。管口应加工成喇叭形,完工后应用麻丝沥青封口,并适当深埋1 m以上;沟底应先铺好100 mm沙土或松软无石块土,电缆上面也应如此,电缆线路走向应在地面做好记号。 (2)地面电缆沟敷设。电缆沟的宽度和深度应满足电缆根数的要求,并适当留有裕量;电缆沟两侧预埋好角铁支架,间距不大于1 m,两侧支架应相互错开,以便施工,并将支架妥善按地;电缆敷设整齐,间距保持3d间隔;电缆盖板上面如铺地砖,应按规定在地砖上做好标记。
(3)室内空间敷设。电缆出土应套好钢管,钢管应高出地面2.3 m;墙壁或屋顶应埋好支架,支架水平宽度不大于1 m,垂直高度不大于2 m;如为了美观或避免机械损伤,可以在电缆表面加装罩板,但罩板与电缆外表的间距不应小于电缆直径,并留孔以利散热;若电缆有黄麻外层者应予剥去。 为了防止在冬季施工时电缆冷缩,故任何布线方式,电缆都不可拉得过紧,要留有一些弧度或微小弯度,使电缆线比沟长出0.5 %-1 %;另一方面在敷线时切不可相互重叠;电缆首尾两端应多留出1-2 m,便于日后修理。
2、运行中的注意事项
(1) 电缆的额定电压等于或大于所在网络的额定电压,电缆的***高工作电压不得超过其额定电压的15%。
(2) 各项电缆的绝缘电阻的不平衡系数,应不大于2.5。
(3) 正常运行时的电力电缆电流不允许超过额定电流。
(4) 电力电缆运行时的***高允许温度,如下表
电缆类型 |
***高允许温度 |
额定负荷时 |
短路时(***长时间≤5s) |
|
铜 |
铝 |
交联聚乙烯绝缘、乙丙橡胶绝缘 |
90 |
250 |
200 |
聚氯乙烯绝缘<300㎜2 |
70 |
160 |
160 |
聚氯乙烯绝缘≥300㎜2 |
70 |
140 |
140 |
橡皮绝缘 |
60 |
200 |
200 |
矿物绝缘 |
105(70) |
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