低压电缆范文

时间:2023-10-03 02:08:57

低压电缆

低压电缆篇1

【关键词】建筑配电;低压电缆;分接技术;分支电缆 在高层建筑林立的今天,建筑配电的重要性也日益凸显。无论是施工单位还是业主,对于配电的安全问题都提出了较高的要求。因此,在配点建筑工程进行的过程中,要对电力的可靠性以及施工的便捷性和经济性等诸多方面都要进行考虑。传统的配电系统中,供电往往采用电力电缆加母线槽的方式来进行,但是,这种供电方式已经无法满足现如今的电需求。因此,供电企业应该你根据工程的具体特点来采取切实可行的措施。

1.对低压配电网系统中的电力电缆的应用

在整个电力系统中,低压电力电缆的优势是最为明显的。在具体的运行中其施工工艺较为简单,很少受到敷设落差的限制。近年来,随着建筑行业的发展,低压电力电缆的发展在这一领域中得到了较为广泛的应用。我国在低压电缆方面的发展水平完全可以和西方一些发达国家相媲美,在很到程度上促进了我国国民经济的发展。

电缆是连接用户和电能的主要形式,低压电网借助电缆来进行电能的传输和分配。因此,在对电网的供电和配电中需要着重考虑电缆主线和分线之间的连接问题。这些节点的具有强大的连接功能,但是也是最容易出现电力故障的地方,因此要对其进行合理地安装。

电力电缆的传统施工方法主要存在的问题是施工难度较大,施工周期较长且无法对其可靠性进行解决。为了解决这一问题,诸多电力电缆的分解方法层出不穷,其中包括电缆T型接口,电缆分线箱以及分支电缆的连接方法。

2.分支电缆

分支电缆是一种较为先进的配电电缆,这种连接方式主要在高层建筑中应用的范围较广,其中包括大型的厂房或者是文体场馆等。在具体的安装过程中要根据建筑工程的特点以及配电的相关要求来进行连接,科学地设置主干线和分支线等。按照施工的工艺不同可以将分支电缆分成预制分支电缆和电缆穿刺线夹分支两个方面。

所谓的预制分支电缆,主要是相关的工作人员根据电缆用户的具体需求,按照电缆线的规格和型号特征,并且借助施工工厂的相关设备等进行分支电缆的制作。通常情况下都是在工厂内的流水线上进行。在施工完毕之后要进行主干线和分支电缆的连接。需要注意的是,在进行分支线制作的工作中,要将穿刺线应用到整个供电系统中。

2.1预分支电缆的主要特点

第一,这种方式可以在某种程度上减轻了劳动力的劳动强度,同时也可以实现缩短工期,提高施工效率的目标。

第二,可以对施工人员的自身技术水平得到进一步地完善。

第三,这种方式的运用可以提高电缆接线的安全性和可靠性,对施工人员的安全负责。

第四,实现分支接头的绝缘性,同时也可以对施工成本进行有效地控制,最重要的是可以减少敷设空间,施工便利。

第五,分支接头具有较强的防水性和耐火性,敷设方式多样。

第六,预分支电缆的安全性能指数可以达到100%,但是需要对分支接点的距离进行事先测量。

2.2电缆刺穿线夹分支

对分支结构进行刺穿密封是电缆刺穿线夹分支的关键技术,通过添加强力纤维塑料和特殊合金的方式,在一定程度上提高了分支接头的机械强度、防水性能和分支的电接触性能等。电缆刺穿线夹分支的技术特点:节省人工和安装费用。在施工过程中,无需截断主电缆,通常情况下可以在电缆的任意位置设置分支,并且在一定程度上不需对导线和线夹进行任何的处理。与常规的接线方式相比,该方式操作简单、快捷,同时可以省去了剥除绝缘层、搪锡或压线端子等工序,进而在一定程度上减少了绝缘层、电线头等垃圾,避免对环境构成污染。

3.在建筑配电领域中的应用比较

3.1预分支电缆的应用及比较

在高层建筑施工过程中,预分支电缆作为母线槽供电的替代产品,广泛应用于高中层建筑、住宅楼、商厦、宾馆、医院电气竖井内垂直供电,同时在隧道、机场、桥梁、公路等供电系统中也得到广泛的应用。以中、高层建筑竖井内预分支电缆安装为例,预分支电缆安装的要点:在应用预分支电缆技术的过程中,通常情况下,需要对建筑电气竖井的实际尺寸进行测量,进而在一定程度上结合配电系统的实际情况进行定制,防止楼层功能发生改变,进而导致容量发生变动,通常情况下,需要将预分支电缆的干线和支线截面放大一级,必要情况下,需要预留分支线进行备用。

3.2穿刺线夹应用及比较

穿刺线夹的使用是继预分支电缆后的一电缆连接方式。在中高层建筑IKV电力系统中,对于小负荷的电力主干线路的分支连接来说特别适用。同样,对于高层建筑、民用住宅、路灯配电、户外架空线等低压动力和照明配电线路等也可以使用,并且可以在竖井内、露天等进行相应的安装。

进行电缆刺穿线夹分支施工时,需要注意的要点:对于分支线的位置,需要在主线电缆上确定好,并且在一定程度上在确定的部位剥去长200mm-500mm的外护套,在剥皮过程中不能割伤线芯的绝缘层。将主线电缆线芯分又,将分支线直接插入支线帽内,在主线电缆分支线芯处固定线夹,并且在一定程度上用手拧紧连接处的线夹螺母。按顺时针方向,用套筒扳手套固定线夹拧紧线夹上的力矩螺母,通常情况下,刺穿刀片与金属导体的接触效果达到最佳时,在这种情况下力矩螺母会自动断离,对导线和线夹不需要做任何特殊的处理。

3.3预分支电缆和穿刺分支电缆的区分

共同点:在结构方面,分为单芯型和多芯绞合型,每根单芯分支电缆又分为:主干电缆;支线电缆;分支连接头。对于主干电缆导体来说,无接头,具有较好的连续性,进而在一定程度上减少了故障点和接触电阻。在性能上,分支电缆是一种新型的电力配送电缆,分支接头接触电阻极小,不受热胀冷缩和轻微振动的影响。

不同点:在结构上:预分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆,根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣,预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计由专业制造厂完成,使得接头可靠性大大提高。在性能上:从外观上看,预分支电缆无法知道内部接头质量,只有靠两项重要的试验才能检测接头性能,即机械拉力试验和电热循环试验。

4.总结

随着社会科技的不断进步,低压电力电缆分接技术逐步成熟,针对不同的使用条件及环境,出现了与之相适应的低压电力电缆分接技术的方式方法。从最初的电缆头制作,到电缆分接箱的普及,再到预分支电缆的制作及穿刺线夹的广泛应用,在工艺、工序上逐步简化,且电气连接性及用电可靠性得到了大幅度的提升。

【参考文献】

[1]车秀艳.论建筑电气设计中的消防设计[J].黑龙江科技信息,2014(15).

[2]林真宇.建筑工程消防电气设计问题探析[J].江西建材,2014(10).

低压电缆篇2

关键词:电力电缆故障解决方法在我国电力电缆较普遍使用是上世纪60年代以后,等级有限,使用范围较窄,当时为解决电缆故障,科研人员研制生产出了以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪。该仪器测试电缆故障的方法有三个步骤:

第一步先用测距仪测距离。其实,先要判断电缆故障是高阻还是低阻或者是接地,根据这个条件采用不同的测试方法。如果是接地故障,就直接用测距仪的低压脉冲法来测量距离;如果是高阻故障就要采用高压冲击放电的方法来测距离,用高压冲击放电的方法测距离时又要许多的辅助设备:如高压脉冲电容、放电球、限流电阻、电感线圈以及信号取样器等等,操作起来既麻烦又不安全,具有一定的危险性,更为烦琐的是还要分析采样波形,对测试者的知识要求比较高。

第二步是查找路径(如果路径清楚这一步可以省掉)。在查找路径时,要给电缆加一信号(路径信号发生器),再用接收机接收这个信号,沿着有信号的路径走一遍,就确定了电缆的路径。但是,这个路径的范围大致要在1-2米之间,不是特别准确。

第三步是根据测出的距离来精确定位。其依据是打火放电产生的声音,当从定点仪的耳机听到声音最大的地方时,也就是找到了故障点的位置。但是,由于是听声音,所以,受环境噪音的影响,找起来相当费时间,有时要等到晚上才可以。当遇到交联电缆时,就更费时间了,因为,交联电缆一般都是内部放电,声音非常小,几乎听不到,最后只有丈量了。

因此上说,用这种方法可以解决大部分的以油侵纸作绝缘材料的电力电缆故障,对于近几年出现的以交联材料和聚乙烯材料作绝缘材料的电缆故障,测试效果不是太理想,原因是打火放电所产生的声音往往很小(电缆外皮没有损伤,只是电缆内部放电),遇到这种情况时,就只有用其它方法来解决了。

虽然有这样的不足之处,但以“冲闪法”原理设计成的电缆故障测试仪在很长一段时间内为企业解决了不少电缆故障,大家基本上是认可的,其贡献有口皆碑。目前已广泛运用到各个行业,随着各行各业的快速发展,电缆的用途越来越广泛,电缆的种类也不断增多,这样电缆故障不断发生就是一种必然。我们知道,各行业对所用电缆的等级、使用的环境、接线配电的方式、绝缘要求各不相同,不同电缆的电缆故障特征也有很大的不同之处,原因是使电缆发生故障的因素有许多方面,可目前人们由于以前养成的习惯,总想以一种方式解决所有的电缆故障,所以现在市场上还是以“冲闪法”为原理设计的电缆故障测试仪占主导地位。然而,在有些行业用“冲闪法”去解决电缆故障,根本就测不出故障,而且很有可能会产生严重后果,如路灯用的电缆和矿山用的井下电缆就不能直接用“冲闪法”去测试故障。同样其它行业用的电缆都有各自的特点,在此我们不能详细介绍。但是,随着科学技术的不断发展,我们应该能够找到更加简便的测试方法,把电缆故障进行分类,对症下药,具体问题具体分析,这样我们就会发现实际有些电缆的故障无须“冲闪法”的原理,解决起来也十分方便快捷。

在多年的实际工作中,我们发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处,高压电缆故障多以运行故障为主,且大多数是高阻故障,而高阻故障又分泄露和闪络两大类型;而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况(当然,高压电缆也包括这三种情况)。

另外,低压电缆在实际使用过程中还有以下特点:

⒈敷设的随意性比较大,路径不是很明白。

⒉敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋,相反埋深较浅,易受外力损伤而出现故障。

⒊电缆一般较短,几十米到几百米不等,不像高压电缆往往在几百米到几公里。

⒋绝缘强度要求低,处理故障做接头时,工艺较简单。

⒌绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况,十分罕见。

⒍所带负载变化较大,而且往往相间不平衡,容易发热,由此引发的故障多为常见。

针对低压电缆的以上特点和广大用户提出的建议以及我们对各个地方的实际使用情况等等因素的综合考虑,我科宇公司的研究人员又成功开发出了DW型低压电缆故障测试定位系统:该系统包括测距仪和定位仪两部分。DW型系统的测距仪是完全智能化、人性化的设计,它自动完成电缆故障点的测试,无须人工分析故障波形,直接报出故障点距离和故障性质。采用电池供电,方便野外工作,体积小,重量轻,携带方便,无须任何辅助设备。DW型系统的电缆故障定位仪是针对直埋低压电缆的埋设路径,埋深及故障点位置进行同步定位测试的仪器。因为,它是采用电磁感应和跨步电压原理设计的低压电缆故障定位系统,它基本上满足了低压电缆故障测试的全部条件。这种测试系统比起以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪来说有许多优点:

⒈多种测试方法集于一身,相互验证结果,以确定故障点的唯一性。

⒉体积小、重量轻、单人轻松操作,没有辅助设备。

⒊采用电池供电,适宜野外工作,不用打火放电。

⒋电缆的路径查找(可以确定在30公分之间)、埋深探测、故障点定位同步完成,效率高。

⒌对故障点的确定,仪器有直观显示,不需要作波形分析。

⒍不受地下情况(如电缆的分叉、打捆、接头扭曲等)影响,像探地雷一样,点对点去查找故障点,定位误差在十几公分以内,相当准确。

⒎不受路面情况影响,如:地砖、绿化带、水泥路面等。

⒏测试现场安全,对测试者没有危险,对电缆没有二次损坏。

⒐价格低廉,一般用户都能接受。

我们知道低压电缆绝缘要求较低,同时运行过程中电流较大,出现故障后有明显的特征,具体归类如下:

第一类故障:整条电缆被烧断或某一相被烧断,此类故障造成配电柜上的电流继电器动作,电缆在故障处损坏相当严重。

第二类故障:电缆各相都短路,同样,此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作,电缆在故障点损坏也很严重(可能是受外力引起的)。

第三类故障:电缆只有一相断路,电流继电器动作,故障点损伤较轻但表露较明显。可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。

第四类故障:电缆内部短路,外表看不出痕迹,此类故障一般是由于电缆质量造成的,比较少见。

DW型低压电缆故障定位系统中的测距仪和定位仪结合使用能非常方便地完成测试。同时针对不同故障特征及电缆长度也可独立完成测试。具体如下:

第一类故障和第二类故障如果电缆较短时(小于500米)可直接使用故障定位仪进行故障定位,无须测距仪配合。只需手持接收机沿路径(路径可边走边测)走上一遍,即可确定故障点。

第三类故障:由于电缆在故障点处损坏较轻,发射机发出的信号在此泄漏较少,用定位仪故障定位时,指示范围较窄,这时可先用测距仪测出故障点大概距离,再用定位仪定位也很方便。

第四类故障:此类故障是目前所有电缆故障中最难测的一种故障,此时可用测距仪分别在电缆两头对电缆进行测试,再拿测试结果和实际长度相比较,就可将故障点确定在一个很小的范围内(1-3米),此时将电缆挖开后再找出可疑点,或干脆将这一段电缆锯掉(因为低压电缆很便宜,绝缘要求低,接头好做),或用定位仪,在这一段范围采用音频定位,也可确定故障点。

目前,广大的电力电缆故障测试仪的用户所使用的以“冲闪法”为基础的电缆故障测试仪,在解决低压电缆的低阻故障和死接地故障时,一般都能用测距仪较方便地粗测出故障点的距离(此类故障点的距离测试是无须高压放电设备的,用的是低压脉冲法),但故障点定位还是要用打火、放电、听声音这一方法,同时该类仪器的路径仪和定点仪是分开的,这就造成了找准路径时无法同步定点,而定点时又往往走偏路径,而且该类仪器的路径仪由于原理所限,找电缆路径时,很难找到电缆的准确路径,一般是在1-2米的宽度之间。

DW型电缆故障定位仪从实用性出发,恰好弥补了上述使用缺陷,它可对电缆的“故障点定位、埋深、路径”同步进行测试。仪器对故障、路径、埋深的指示非常直观,不需要做技术分析,也完全不依赖操作者的经验。使本来繁琐的故障测试工作变成一件轻松有趣的事,所以广大的“冲闪法”电缆仪用户,如果再拥有一台DW型电缆故障定位仪,加上原有的测距仪,就可组成一套较完美的低压电缆故障测试仪。同时对高压电缆的低阻、断路故障也可快速定点,提高工效数倍。

低压电缆篇3

【关键词】低压电缆;混凝土管;敷设;内壁

相对于架空线路而言,电缆线路相对比较安全,有效地避免了安全事故的发生,并具有很大的优越性,所以在实际工作中,电缆的应用越来越广。随着社会的发展以及技术水平的不断提高,电缆的品种也在不断增多,尤其是在城市化过程中,由于电网不断的改变,越来越多的企业、街道、建筑都采用了电缆,这更能够保障人们的用电安全。

1.排管内敷设施工

电缆排管敷设的施工工艺流程为:挖沟人孔井设置安装电缆排管覆土埋标桩穿电缆。

1.1挖沟

在采用电缆排管敷设方法之前,需要由工作人员在适当的区域开挖电缆沟,在挖沟的过程中,施工人员应该电缆沟的深度控制在0.7m左右,另外还需要增加相应的排管厚度,并且电缆沟的宽度不得小于排管的宽度。当电缆沟挖好之后,施工人员需要将沟的底部夯实,增强其稳定性,然后再在其底部倒入相应的混凝土以作垫层,在施工过程中,我们需要将垫层的厚度控制在80mm以上。等到所有准备工作就绪之后,在进行电缆排管的安装。

1.2人孔井设置

在进行敷设过程中,施工人员可以在一些必要的拐角处设置相应的人孔井,以便电缆的拉、引、敷设。在设置人孔井的过程中,施工人员应该注意以下几点:1)在井内应该设置一个适当的集水坑,从而方便井内的水排出;2)在设置人孔井的过程中,所采用的建筑材料一般是混凝土、砖块等材料;3)人孔井的盖板也需要是混凝土制作而成,等到电缆排管敷设工程完成之后,施工人员切记要将盖板将人孔井密封,从而保障行人的安全。

1.3安装电缆排管

首先需要将事先准备好的排管放到已施工好的排管沟内;然后再用螺栓将每一根排管连接起来,保证其连续性以及平直度。另外,还需要将各个排管的接头处密封。在安装过程中,施工人员还应该注意到以下几点:(1)排管孔内的直径应该大于电缆的外径,而电缆的内径应该在90mm以上,外径应该在75mm以上;(2)排管的设置应该与设置的人孔井相接近,为了能够保证其有效的排水,应该设置大于0.5%的坡度;(3)埋设排管深度应与地面之间的距离在0.7m以上,在人行道处的距离应该大于0.5m;(4)在排管的选用过程中,施工人员应该根据实际情况,将排管的孔数进行充分考虑,通常情况下,排管的孔数应该在两个以上,为后期工作预留备用。

1.4覆土

等到电缆排管敷设完成之后,施工人员应该向监理部门、建设部门等上级部门汇报,让他们对工程的验收,等到上级管理人员验收合格之后再将后续工作(覆盖、填土等)完成到位。在填土过程中,施工人员需要注意的是,要将土料一层一层的压实,从而保证其稳定性,另外,填充的土料应该比地面要高,这样可以防止其因沉降而出现不平整的现象。

1.5埋标桩

直埋电缆在直线段每隔50~100m处、电缆的拐弯、接头、交叉、进出建筑物等地段应设标桩。标桩露出地面以15cm为宜。直埋电缆敷设的一般规定有以下五条:

电缆的埋设深度一般要求电缆的表面距地面的距离不应小于0.7m。穿越农田时不应小于1m。在寒冷地区,电缆应埋设与冻土层以下。在电缆引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过地下建筑物时,可埋设浅些,但应采取保护措施。

当电缆与铁路、公路、城市街道、厂区道路交叉时,应敷设与坚固的保护管或隧道内。同沟敷设两条及以上电缆时,电缆之间、电缆与管道、道路、建筑物之间平行或交叉时的最小净距应符合相关规范的规定。电缆之间不得重叠、交叉和扭绞。电缆直埋敷设时,严禁在管道上面或下面平行敷设。与管道(特别是热力管道)交叉不能满足距离要求时,应采取隔热措施。

2.电缆的保护管

2.1电缆保护管的设置

在下列地点,电缆应有一定强度的保护管或加装保护罩:

(1)进入建筑物、隧道、穿过楼板及墙壁处。

(2)电缆引至电杆、设备、墙外表面或屋内行人容易接近处,距地面高度2m、至地下0.2m处行人容易接触的一段。

(3)下管道接近和交叉时的距离不能满足有关规定时。

(4)当电缆线与城镇道路、公路或铁路交叉时,保护管的管径不得小于100mm。

(5)其他可能受到机械损伤的地方。

2.2保护管的加工

电缆保护管不应有孔洞、裂缝和显著的凹凸不平,内壁应光滑无毛刺。金属电线管应采用热镀锌管或铸铁。硬质塑料管不得用在温度过高或过低的场所。在易受机械损伤的地方和在受力较大处直埋时,应采用足够强度的管材。

3.电缆线路敷设的规定

3.1电缆敷设的程序

(1)先敷设集中的电缆,再敷设分散的电缆。

(2)先敷设电力电缆,再敷设控制电缆。

(3)先敷设长电缆,再敷设短电缆。

(4)先进行敷设难度大的电缆敷设,再对敷设难度小的电缆进行敷设。

3.2电缆敷设的规定

(1)施工前应对电线进行详细检查。规格、型号、截面积、电压等级均应符合设计要求,外观无扭曲、损坏及漏油、渗油等现象。

(2)每轴电缆上应标明电缆规格、型号、电压等级、长度等级、长度及出厂日期。电缆盘应完好无损。

(3)冬季电缆敷设,温度达不到规范要求时,应将电缆提前加温。

(4)电缆短距离搬运,一般采用滚动电缆轴的方法。滚动时应按电缆轴上箭头指示方向滚动。如无箭头时,可按电缆缠绕方向滚动,切不可反缠绕方向滚动,以免电缆松弛。

(5)电缆支架的假设地点应选好,以敷设方便为准,一般应在电缆起止点附近为宜。架设时,应注意电缆轴的转动方向,电缆引出端应在电缆轴的上方,敷设方法可用人力或机械牵引。

4.结束语

电缆排管敷设的敷设方法可以有效解决电缆穿越公路、铁路、建筑物及地下其他管道时的施工困难,同时最大程度避免了电缆处于地下复杂环境中受到外界自然条件干扰、挤压和损坏的可能,从而保证了输配电的质量与安全。

【参考文献】

[1]成健,张晓朋.地下电缆设施的防水堵漏[J].山西电力,2010(06).

[2]何建洪.隧道多工序平行作业施工技术探讨[J].四川建材,2010(02).

低压电缆篇4

关键词: 联络电缆; 短路事故; 集肤效应; 偏载; 桥架

中图分类号: TN911?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)10?0153?03

1 基本情况

1.1 供电系统概况

某企业的供电系统电源电压为10 kV,有4台1 600 kVA的主变,正常用电负荷约为6 000 kW,最大负荷可达8 000 kW;有自备柴油发电机组6套,总装机容量为12 550 kW,6套发电机组全部并联到380 V母线上,再用48根单心电缆通过4个联络开关与供电系统低压母线连接,如图1所示,每个联络开关的每一相母线连接4根300 mm2的单心电缆,自备发电机组到供电系统低压母线间的联络电缆平均长度约50 m,电缆采用钢桥架敷设,电缆在桥架中的以无规律随机的方式布置。

1.2 联络电缆短路事故调查

事发当天中午,自备发电机组启动并首次实际并网发电,到傍晚根据供电部门的调峰要求,切除市电后由自备发电机组带全厂的负荷运行,4个联络开关及其所连接的48根电缆全部投入运行。大约运行了20 min,配电值班人员曾检查各联络开关、电缆接头等均未发现异常,用红外测温仪测量电缆温度即发现部分电缆表面温度高达95°,大约过了10 min,在电缆桥架中间处发生了爆炸。现场勘察发现只有1处发生爆炸,共有8根电缆被烧断,核对后发现A相烧断3根,B相烧断2根,C相烧断3根。经核查,事发时供电系统(低压侧)的总负荷电流约为11 kA,电缆平均电流密度为2.3 A/mm2,属于接近经济电流密度值,如果各电缆中的电流分布均匀,电缆表面的温度应该小于90 ℃,不至于会发生短路爆炸事故,究竟什么原因引发了电缆短路爆炸事故。

2 事故原因分析

在对联络电缆短路爆炸事故进行调查分析后认为,引发事故的直接原因主要有以下三个方面:

(1)受集肤效应影响导致部分电缆过载。桥架内部空间的狭小增加了电缆规则敷设的难度。低压联络电缆线路的电流很大,采用了数根单心电缆并联的敷设方式,当同相的数根电缆相互靠近时可以把它们看成为一整根截面很大的导体(如图2所示,其是每相12根单心电缆并联集中敷设的案例)。

(3)敷设间隔过小影响散热效果。桥架内部空间狭小,使电缆的敷设距离受限,甚至出现局部堆积的现象,影响电缆的散热效果,在数根过载电缆聚集的部位可引起快速升温,导致短路事故的发生。

3 联络电缆线路敷设的改进措施

(2)增加桥架中电缆敷设的间距,改善散热条件。

(3)增加桥架的通风条件,提高散热能力。

4 结 语

该企业的联络电缆线路经过上述改造后,至今已经运行3年多,例行检查各接头及各电缆表面状况一直良好,满负荷运行时各电缆表明温度均在40 ℃左右。事实证明了本文的分析结果。

参考文献

[1] 梁永春,柴进爱,李延沐,等.基于FEM的同相并联大截面三相电缆电流分布的研究[J].高压电器,2007(6):186?188.

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[5] 吴延坤,喻岩珑,武炬臻,等.光学方法在电力电缆局部放电测量中的研究现状[J].电网与清洁能源,2011(8):7?12.

[6] 张俊安.XLPE电缆附件局部放电UHF和VHF联合检测[J].电网与清洁能源,2011(10):43?47.

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[8] 薄星,王铮,吴炎彬.一种计及集肤效应的配电网线损计算新方法[J].山西电力,2012(3):38?41.

[9] 宋荣梅.高压电缆接头结构分析及应用探讨[J].科技与生活,2012(6):101.

低压电缆篇5

[关键词]三元乙丙胶 氯化聚乙烯 电缆应用

[中图分类号] O622 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0067-02

乙丙橡胶是乙烯和丙烯为基础单体共聚而成的一类合成橡胶的统称,它是一种无定型的非结晶橡胶。乙丙橡胶包括两种类型:一类是由乙烯-丙烯两种单体共聚而成的二元乙丙橡胶(EPM),其分子链完全饱和,只能采用有机过氧化合物、辐射等特殊方式进行硫化,适用于高压电缆和特别耐热的产品;另一类是由乙烯-丙烯-非共轭二烯三种单体共聚而成的三元乙丙橡胶,在电线电缆行业主要用于中低压电线电缆产品。

三元乙丙橡胶按其第三单体的种类可分为亚乙基降冰片烯三元乙丙橡胶(ENB-EPDM)、双环戊二烯三元乙丙橡胶(DCPD-EPDM)和1,4-己二烯三元乙丙橡胶(HD-EPDM)等三类,其在过氧化物的硫化体系中硫化速度依次是DCPD-EPDM、ENB-EPDM、HD-EPDM。

三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良耐老化性能(可在105℃的工作温度下正常使用)、耐臭氧和耐候性,具有卓越的绝缘性能(体积电阻率可达1015Ω・cm以上)以及较好的化学稳定性,而且在-50℃的低温下仍具有良好的动态特性,是公认的优质绝缘材料。在我国的线缆行业中也被广泛使用。

三元乙丙橡胶硫化体系在电线电缆行业中普遍采用过氧化物类,因为硫化胶具有优越的耐热性能和较低的压缩变形,高温下硫化速度快,且无硫化还原现象,颜色稳定,不污染,胶料贮存时无焦烧危险,对铜无腐蚀,而过氧化二异丙苯(DCP)因其价格低廉、中等的硫化速度、较高的交联率和良好的焦烧安全而首选为EPDM的硫化剂,但其在酸性或还原性物质的影响下,会产生离子型分解,降低了过氧化物的利用率,这些离子型分解物,还进一步加速聚合物的降解,因此在选择材料时,必须要考虑其酸碱性。

三元乙丙胶的种类很多,而且没有统一的牌号,因此选用三元乙丙橡胶时,必须要求厂家或供应商提供必要的技术参数,如门尼粘度、第三单体种类及含量、乙烯含量等。据我们的经验,一般门尼粘度在40~55,第三单体为ENB,含量为5%左右,这类三元乙丙胶做电线电缆比较理想。门尼粘度低的加工性能好但混炼胶强度小,可适当并用门尼粘度高的乙丙胶;门尼粘度高的因其炼胶加工及挤出性能差建议不要单独使用。第三单体ENB含量高的,硫化速度快,但其耐热性能有所下降;而含量低的硫化速度慢,易出现欠硫现象。

氯化聚乙烯(CPE、CM)是聚乙烯通过氯取代反应而制成的无规生成物,有优良的阻燃性和耐油性,较高的物理机械性能,良好的耐热老化、耐臭氧、耐气候性能,优异的工艺加工性能等,在护套材料中已被广泛地、良好地使用。

国家标准GB/T5013-2008已取消天然/丁苯橡胶作橡套电缆的绝缘胶,如单独使用三元乙丙胶来做绝缘胶,成本会很高,市场难以接受。而氯化聚乙烯价格较低,且与三元乙丙胶可使用同一硫化体系,因此在绝缘材料中因其与乙丙橡胶有良好的相容性也越来越被广泛地运用,但因其电性能和低温性能相对较差,因此不适合单独做绝缘橡皮的骨架材料,最好是与三元乙丙橡胶并用,同时能降低生产成本。

一、应用

EPDM及CM(CPE)在YZW(YZ)、H07RN-F(H05RR-F、H05RN-F)等产品中的使用。产品技术指标参见相应产品标准。

在EI4、SE3、EM2三种材料中最难达到的性能是EI4型橡皮中的空气弹老化项目、SE3(EM2)中的低温卷绕项目,所以在进行配方设计时首先从这两个项目着手。

(一)材料的选择及配方确定

(二)加工方式及工艺的确定

1. 绝缘橡皮(EI4)的工艺流程:配料――密炼――开炼――过滤(薄通)――加硫――出片――挤出。

2. 护套橡皮(SE3、EM2)的工艺流程:配料――密炼(含加硫)――开炼――出片――挤出。

3. 各工序工艺参数的确定

(1)密炼

由于三元乙丙橡胶缺乏粘着性,不易包辊。一般混炼采用密炼机,容量要比天然丁苯胶要略高些,温度也要高些,这样有利于三元乙丙橡胶塑化和配合剂的分散均匀。密炼机一般为55L比较合适,密炼室温度控制在85~100℃。

为使材料分散均匀,混炼时,先把除油料外的所有配料投入密炼机内搅拌2~3分钟,不放上顶栓,然后将油料投入,再放下上顶栓混炼。混炼时间4~6分钟,以成胶块为准,成胶2分钟后排胶,胶料温度以105~120℃为宜。考虑到加工的安全性,建议硫化剂在开炼机上加入。

(2) 开炼

开炼机选φ450与密炼机匹配。辊轮温度控制在40~60℃。

用于滤胶的,开炼机辊间距8~10mm,打两个横包,然后将辊间距调到3~5mm,打卷,进行过滤。

用于辗页片的,开炼机辊间距5~7mm,打两个横包和两个纵包,然后将辊间距调到1~2mm,打两个三角包,然后打卷送至辗页机出片。

(3)过滤

滤胶机选择φ150或φ200型挤橡机,螺杆长径比为6∶1~8∶1。滤网规格为40目+80目+40目,机身温度为50~70℃,机头温度控制在70~80℃。

绝缘胶一定要过滤;护套胶可不过滤。

(4)加硫

加硫在φ450开炼机上进行,辊轮温度控制在40~60℃之间。

加硫时,辊间距在5~7mm,待料被全部吃完,打两个横包和两个纵包,然后将辊间距调到1~2mm,打两个三角包,将辊间距调至1mm以下,薄通两次,使加硫料分散均匀。最后打卷送到辗页机出片。

(5)出片

辗页机采用φ160型,两辊温度控制在50~90℃。出片厚度绝缘胶不超过1mm,护套胶不超过2mm。橡皮隔离可使用滑石粉或者肥皂水。

(6)挤出

各种类型的挤出机都可以正常生产氯化聚乙烯和三元乙丙橡胶制成的混合胶料,但在电线电缆行业中以长径比为14∶1~16∶1、压缩比为1.45~1.65的最佳,若主机再配上恒温装置,可使挤出表面致密、圆整、平滑,挤出外径稳定一致。

挤出时机身温度控制在40~70℃,机头温度在75~90℃,正硫化时间在190℃时约需要1分钟,温度每升高10℃,硫化速度提高一倍。可根据自己公司的实际情况确定气压与生产速度。

[ 参 考 文 献 ]

低压电缆篇6

随着城市的发展,配电网电缆化程度不断提高,对地区供电局电缆运行维护水平提出了更高的要求。由于大部分配电网电缆是采取直埋敷设方式,因此电缆故障的处理较复杂。如何在最短的时间内对电缆故障进行定位与修复,是供电部门保证供电可靠性、提升客户服务水平的重要课题。

二、配电网电缆结构

电力电缆的种类很多,目前配电网广泛使用的是交联聚乙烯绝缘电力电缆,它们的结构如图1:

图1(A)10kV交联聚乙烯绝缘电缆结构图

图1(B)低压交联聚乙烯绝缘电缆(四芯)结构图

三、配电网电缆故障类型

在实际运用中,配电网电缆故障类型主要是根据故障点绝缘电阻值来区分,从而选取不同的方法。一般可分为零阻故障、低阻故障、高阻故障等。零阻故障即绝缘电阻值为或者接近零欧姆的故障,低阻故障与高阻故障的界定值在不同的国家和地方有不同的标准,一般取1K欧姆。绝缘电阻在1K欧姆以上的称为高阻故障,1K欧姆以下的为低阻故障。高阻故障往往比零阻与低阻故障更难查找定位。

四、配电网电缆故障检测方法

查找电缆故障常用的方法有电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电流法等。

(1)电桥法

电桥法主要是利用电桥平衡原理,包括电阻电桥法和电容电桥法,常用的是电阻电桥法。电阻电桥是利用电阻的与大小与电缆的长度成正比的原理,测出故障相电缆的端部与故障点之间的电阻大小, 并将其与无故障相对比, 从而确定故障点与端部的距离。利用电阻电桥法查找电缆故障,简单、方便,准确度高,但是也有其局限性,只适用于单相或者两相接地的低阻故障(一定要有完好相,且只能有一个故障点),如遇到高阻或者断路(即无限大绝缘电阻),电桥电阻很小,一般无法测出。

(2)低压脉冲反射法

低压脉冲反射法主要是利用雷达的原理,因此也叫雷达法。其原理是在电缆端注入低压脉冲,脉冲沿电缆路径传播,因故障点处波阻抗会发生变化,当低压脉冲遇到阻抗变化时,就会在这一点处发生反射,此时利用脉冲反射仪等设备计算时间即可算出反射点的距离。

电缆的波阻抗与电缆本身的结构、绝缘介质及导体材料有关,而与电缆的长度无关,一段很短的完好的电缆,它的波阻抗也是处处相等的。

低压脉冲由于在传播的过程中会产生衰减,信号弱,电压低,当故障点电阻值大于一定值时,会导致反射脉冲幅值太低,一般只适用于低阻故障。

(3)脉冲电流法

电缆的高阻故障和闪络性故障由于故障点电阻较大,低压脉冲在故障点没有明显的反射,故不能用低压脉冲法。脉冲电流法是将电缆故障点用高电压击穿,使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号,通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法分为直流高压闪络(简称直闪法)与冲击高压闪络(简称冲闪法)两种。其中,冲闪法的应用最广泛,大部分电缆高阻故障测试都可以采用冲闪法, 与低压脉冲法不同的是冲闪法脉冲信号是故障点放电产生的, 而低压脉冲法的脉冲信号是由测试仪器发射出来的。

直流闪络法是专门用于测量闪络性故障的,即故障点电阻极高的故障。在用高压试验设备把

电压加到一定时, 绝缘瞬间被击穿可看作短路, 电压下降后绝缘又恢复。一般在预防性试验中出现的电缆故障多属于该类故障。

在故障点电阻不是很高的高阻故障,因泄漏电流较大,故障点不能形成闪络,所以不能运用直闪法,这时就要运用冲闪法了。其原理是向故障点发射一个高压脉冲, 只要脉冲有足够的能量, 能够使故障点发生闪络,从而使故障点形成短路状态。高压脉冲主要通过电容来产生。

(4)各种方法比较

电桥法属于阻抗测距法。低压脉冲反射法和脉冲电流法则属于行波测距法,两者都是通过脉冲信号在故障点和测量点间往返一次的时间测距。不同点在于低压脉冲反射法是主动向电缆发射探测电压脉冲,后者是被动记录故障击穿产生的瞬间脉冲电流信号。信号的记录与处理显示可以由同一套设备完成,因此,同一脉冲反射仪可以实现两种功能。

(5)其他方法

随着科技的进步,电缆故障的检测技术也在不断发展,笔者所在地区使用的电缆故障检测车,是德国SebaKMT公司生产的,其中有一项该公司的专利技术,叫三次脉冲法,它是利用燃弧反射的方法来检测电缆故障点。具体过程是先在低压模式下用一个专门的脉冲发生器产生一个1500V或者350V的测试脉冲,得到参考波形,然后在高压模式下用高压0-16kV/32kV冲击,击穿故障点,中压4kV冲击稳定和延长燃弧,最后再发射一个低压的1500V或者350V,得到一个故障波形。系统会自动将参考波形与故障波形相叠加,从而得到测量波形。该技术先进,在实践中证明,检测电缆故障简便,效果良好。

五、配电网电缆故障处理流程

电缆故障的处理主要包括掌握电缆和故障信息、故障类型判断、故障预定位、路径测寻、故障精确定点、电缆识别、修复后测试等7个流程。具体如图2。

六、配电网电缆故障定位方法

定位是电缆故障处理的重要环节,做好电缆故障点定位就能快速处理故障。其包括预定位和精确定点,常用的方法如下表1:

表1 常见电缆故障类型定位方法

故障类型 预定位 精确定点

低阻故障 低压脉冲反射法、电桥法 声磁时间差法

高阻故障 脉冲电流法、三次脉冲法 声磁时间差法

图2 配电网电缆故障处理流程

七、典型案例

故障背景:2013年09月23日,10kV上市线F10全线跳闸,经城区局配电二班抢修人员排查后确定故障电缆为F10老调度楼侧环网柜H1-K3开关至文昌幼儿园公变段高压电缆。

处理情况:

(1)用测得该故障A相绝缘电阻为1.2MΩ,B、C相无穷大,属单相高阻故障。

(2)用SebaKMT公司的Centrix-1电缆故障检测车选择三次脉冲法进行故障点预定位,得到如图3的波形图。系统自动判断电缆故障位置为108米处。

图3 三次脉冲法得到的波形

(3)为再次确认故障位置,选用脉冲电流法进行验证,得到如图4的波形图。因为该车自带电缆长度约90米,因此计算故障点的位置为430/2-90=125米处。

图4 脉冲电流法得到的波形

(4)粗定位置确认后,用冲击放电进行精确定点。在离电缆端100-130米范围间利用声磁时间差法进行精确定点,最终在离电缆端113米处找到故障点。开挖后,检查故障点为电缆中间接头击穿,从而造成线路全线跳闸,如图5。

图5 开挖后找到的电缆故障点

(5)修复电缆,对电缆进行试验,确认无问题,解除安全措施,恢复送电。

八、结语

电缆故障的检测是一门复杂的学科,作为一名电力工作人员,理解电缆故障检测方法的原理,就能够更好地查找故障,快速处理故障,保障用户快速恢复用电,从而提高供电可靠性。在如今电缆化越来越高的今天,加快电缆故障检测队伍的建议,显得尤为重要。

参考文献:

[1]苏燕民. 基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析.广东科技,2010.

[2]温文超. 10kV电力电缆故障的类型和测寻方法.技术与管理.

[3] 甘在华, 龙娓莉. 常用电缆故障测寻方法适用性探讨.供用电,2009.

作者简介

低压电缆篇7

[关键词]电力电缆 故障查找 故障定位 方法

中图分类号:TM75 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)29-0124-01

随着城市建设的要求,电力电缆以其安全可靠、隐蔽性好等优点在城市电网建设中得到了越来越广泛的应用。但是,由于电缆大多埋于地下,与架空线路相比,故障查找比较困难。如何准确迅速地查寻电缆故障,迅速恢复供电、减少停电时间,降低负荷损失,是当今供电企业关注的重点问题。长期以来人们在实践中总结了许多故障查找的方法,一些新的方法也在不断地被探索和应用。本文针对故障性质、测寻原理方法及实际运用进行探讨。

一、电缆故障发生的原因

导致电缆发生故障的原因是多方面的,主要原因分为以下几种:

(1)机械损伤。电缆敷设安装时造成机械损伤或敷设后在电缆线路上施工造成的外力破坏而直接引起故障。

(2)设计和制做工艺不符合标准。

(3)电缆路径在有腐蚀性物质的地区附近,造成电缆的铠装和外护套被腐蚀。

(4)电缆的制造缺陷。

(5)长期过负荷运行。由于过负荷运行,电缆的温升过高,导致热击穿。

(6)绝缘受潮。主要发生在电缆中间接头或终端接头上,由于接头制作工艺不符合要求,造成水蒸气或其他杂质进入绝缘,造成局部场强过大而最终导致击穿。

二、电力电缆故障分类

1、跟据电缆故障点的绝缘电阻分类

(1)开路(断路)故障:凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电阻的绝缘电阻值相同,但电压不能馈至用户端的故障(低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波同相)。

(2)低阻(短路)故障:凡是电缆故障点的绝缘电阻小于该电缆的特性阻抗,甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波反相)。

(3)高阻故障:电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均称为高阻故障(低压脉冲测试时故障无反射)。

2、跟据电缆故障发生的方式分类

(1)击穿故障

电缆在做预防性试验时,由于较高电压的作用,使电缆绝缘薄弱处被击穿。多为相对地的高阻故障。

(2)行击穿故障

这种故障是电缆运行在工作电压时所发生的故障,一般多为相间或相对地的故障。

3、跟据电缆故障发生的部位分类

(1)本体故障

由于外力破坏、物理化学性腐蚀、过负荷运行、自然老化等造成的电缆本体故障。

(2)接头故障

电缆中间接头、终端头等发生的故障。大多故障都为此类故障。

三、电缆故障点预定位方法及其比较

1、电桥法

电桥法是利用直流电阻与其长度成正比的关系,适用于短路故障及接地。但此方法有一定局限性,当三相低阻故障时,由于没有完好的相做比较,无法测试。如果是高阻故障,可以采用高压烧穿故障点,使得高阻故障变为低阻故障再测量。

2、低压脉冲反射法

该方法主要用于开路、接地或低阻故障查找,并可以测量电缆的长度。当电缆发生低阻故障时,故障点的等效阻抗为故障电阻与电缆特性阻抗的并联,故障电阻越小,反射波形越明显。由于测试端的等效阻抗大于电缆的特性阻抗,因此在测试端产生同极性反射脉冲;而在低阻或接地故障,由于故障电阻比电缆特性阻抗小,因此入射脉冲产生反极性脉冲传输到测试端,接收到的反极性脉冲的下降沿就对应故障点的反射波形。

当电缆发生开路故障时,故障等效阻抗为故障电阻与电缆特性阻抗的串联,开路可以认为是故障电阻无穷大,入射脉冲形成全反射,在测试端产生同极性反射脉冲,接收到同极性脉冲的上升沿对应故障点的反射波形。

3、直流高压闪络法

直流高压闪络法简称直闪法,用于检测高阻闪络故障,当把电压升到一定值时产生闪络击穿。根据取样脉冲的不同,分为电压取样直闪法和电流取样直闪法。

直闪法获得的波形简单,易于操作。但有些故障点在多次闪络放电后,导致故障点电阻下降,以致不能再用该法测试,所以在测试中要注意保存可用的波形。由于不一定每次测试都能得到故障波形,所以在试验时要注意电压是否有突然下降、直流泄露电流是否有突然增大等现象。

4、冲击高压闪络法

冲击高压闪络法用于直闪法不易测得的泄漏性高阻故障,同时也可以对闪络性高阻故障进行测试。对于泄漏性高阻故障,若采用直闪法,由于泄漏电流较大,高压试验设备的内阻分得相当一部粉电压,而电缆上施加的电压会很小,因此故障点很难形成闪络,也就得不到故障波形。冲闪法与直闪法的接线基本相同,也有脉冲电压和脉冲电流2种取样方法,不同的是在电容与电缆之间串入一球间隙。

当电容上电压达到一定数值时,球间隙被击穿,电容会对电缆放电,得到故障波形,相当于把电源电压突然加到电缆上。但是由于直闪法波形相对简单,容易获得较准确的结果,应尽量使用直闪法测试。

5、二次脉冲法

二次脉冲法适用于闪络和高阻故障。低压脉冲电压一般为20~160 V,当故障点接地电阻小于5倍电缆波阻抗时,可认为故障电缆相对于低压脉冲是开路。二次脉冲法对故障电缆先释放一个足以使故障点发生闪络的高压脉冲,同时释放第2个低压脉冲,在故障点的电弧未熄灭时,故障点相对于低压脉冲是短路。

因此接到的低压脉冲的反射波形相当于一个线芯对地完全短路的波形。将释放高压脉冲时与未释放高压脉冲时所得到的低压脉冲波形进行叠加,两个波形会有一个发散点,这个点就是故障点的反射波形点。

四、电力电缆故障点精确定位方法

1、声测法

声测法是判断电缆故障位置的主要方法之一,多用于进行高阻、闪络性故障的测试。使用的设备与冲闪法相同,对于直接烧穿电缆护层的故障,可直接听到故障点的放电声;对于未烧穿的故障,可采用声电转换器将震动波转为电信号,然后进行放大处理,听测出最响点的位置即位故障点位置。

2、声磁同步法

在故障点实际测试中,噪声干扰会影响声测法判别的准确度。但故障点放电时,除产生产生声响还会产生高频电磁波。通过同时接收声波和电磁波方法判断故障点,即是声磁同步法,它是对声测法的改进。

3、音频感应法

当电缆发生短路故障时,由于电缆故障点电阻等于零,放电间隙被短路,如用声测法和声磁同步法测试,故障点放电声音微弱,无法定位。而音频感应法采用 lkHz左右的音频电流,在地面上用音频线圈探头接收电磁场信号,并将之送入放大器,再将信号送入耳机进行听测。

五、结论

电力电缆发生故障后,应迅速判定故障类型,可采取上述方法查找故障,精准定位故障点,提高抢修速度,减少电网异常方式运行时间,避免负荷损失。

在实际工作中,电缆的事故种类和事故原因是多种多样的。准确判断故障性质并迅速找到故障点及时处理故障,对保证安全生产进行有着重大意义。

参考文献

[1] 于景丰,赵峰.电力电缆实用技术[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

低压电缆篇8

关键词:电力推进船;变频电缆;敷设工艺

中图分类号:U 671.8 文献标识码:A

Abstract: By studying the variable-frequency cable laying process, this paper proposes a variable-frequency cable laying process for compact compartments of electrically propelled ship.

Key words: Electrically propelled ship; Variable-frequency cable; Cable laying process

1 前言

当今,电力推进技术得到了迅猛发展,电力推进系统在半潜船、钻井平台和大型游轮等船舶上得到广泛应用。电力推进系统由发电机组发出电能,通过变频装置控制推进电机,推进电机通过轴系带动螺旋桨,从而实现船舶推进。

为降低与其他设备和电缆间的电磁干扰,应对变频电缆敷设进行规划,达到相关工艺技术要求。本文对采用电力推进的某海洋石油工程船建造过程中变频电缆敷设进行研究探讨,提出一种紧凑舱室内的变频电缆敷设工艺,并对施工难点提出了解决方案。

2 电力推进系统简介

本船电力推进系统主要由以下部分组成:发电机组、主配电板、推进变压器、变频器、推进电机、螺旋桨等。电力推进系统的各单元的组成,如图1所示。

推进电机至变频器之间的电力电缆选用变频电缆,敷设前规划好电缆路径,变频电缆与常规电缆分开敷设,达到降低电缆间的电磁干扰的目的。

3 变频电缆选择

变频器运行过程中会产生基波和高次谐波,基波和高次谐波通过电缆进行传输,会对附近系统、设备及电缆产生电磁干扰,形成电磁波环境污染,因此选用的电缆能应对其进行尽可能的屏蔽,降低对外干扰。从变频器到电机之间的电力电缆应选用带屏蔽结构的电缆并且尽量降低敷设长度,这样可降低电磁辐射和漏电流;变频电缆具备良好的抗干扰和低辐射性能,能有效屏蔽自身传输电流基波和高次谐波对外部设备的影响,同时能抑制外部电磁辐射对自身的干扰。在安装工艺上,变频器的进线和出线按照厂家提出的安装要求进行,选用电磁兼容密封,进一步降低电磁干扰。

根据以上原则,对变频器的专用连接电缆作以下选型:外包绝缘材料方面,可采用硬质乙丙橡胶和交联聚乙烯,能承受较高电压等级的电力负载;导体结构方面,变频电缆的导体一般采用符合IEC60228[1]要求的5类软铜丝绞合导体,可较好地满足变频电缆的敷设空间较小、弯曲半径小的特性;芯线结构方面,变频电缆主要有3芯、3+E芯和3+3E芯三种结构,在理想的三相电力系统中,3+3E芯型为对称结构,可使三个绝缘接地线芯的相位一次滞后120°,形成一个对称平衡的状态,有效降低线芯间高次谐波对变频电缆的影响;屏蔽材料方面,复合型的金属屏蔽可有效屏蔽电磁波,避免电离现象对电力系统的影响。

本船的推进用电源电压为AC690 V,故变频电缆须采用1.8/3 kV等级,结合上述要求,本船变频电缆型号选用1.8/3 kV TFOI-EMC,规格为3×120+3×25 mm2如图2所示。

4 变频电缆敷设工艺

推进电机的变频电缆和电机变频器内部均存在分布式寄生电容,因为变频器PWM输出电压波形为非线性的,可以分解为基波和高次谐波,通过变频器内部及变频电缆的寄生电容产生基频和高频的电磁波,对其附近的设备和电缆产生电磁干扰。

考虑以上因素,变频电缆的敷设工艺应注意以下几点:

(1)与变频器连接的变频电缆,应单独敷设在专门的电缆托架上,专用托架与其它电缆托架分开,并保持至少200 mm的间距;变频电缆应与其他低压电缆尽可能远距离分开敷设,如果和控制电缆相交,交角要成90°直角(见图3);变频电缆敷设时需注意电缆的保护层、屏蔽层的保护,不能出现破损表面;

(2)连接变频器与推进电机的电缆,如果是多根并联的方式,电缆拉敷和接线后,并联电缆的长度应相同,保证阻抗一致;

(3)变压器与变频器、变频器与电机之间的变频电缆铠装层/屏蔽层和接地线要求可靠接地(360°环形可靠接地),铠装层(屏蔽层)接地点是离开电缆连接处最近的接地铜排,电缆的两端铠装层/屏蔽层和接地线都要求可靠接地;

(4)禁止将过长的电缆盘成圈状放在变频机柜内,圈在一起将引起电缆发热和增加电磁辐射干扰;

(5)变频器、推进马达变频电缆的接地,应严格按照ROXTEC EMC模块安装指导进行。本船采用的变频电力电缆必须采取可靠接地措施,在电缆两端点做好内、外两层屏蔽的接地处理,所有电缆屏蔽层都要可靠接到PE点上,为避免变频器通过电缆对外干扰,接地电阻应不大于10 mΩ;

(6)推进变压器及推进变频器底部穿甲板电缆密封,采用DGM-NG型密封装置,在设备底部利用设备自带的模块式密封装置密封好后,再对设备底部甲板进行密封。

5 应用情况

某采用电力推进的海洋石油工程船,主电源采用AC6600V、50 Hz柴油发电机组,主推进变压器(6 600 V/690 V)、推进电机(交流690 V)布置在尾部,主机和烟囱位于首部,分前后主机舱,采用多股屏蔽电缆对推进电机进行供电,每台变频器到电机有20余根3×120 mm2的电缆;另一方面,该种船型的船体结构较为复杂,冗余设备多,舱室电缆通道的综合布置难度较大,对变频电缆敷设要求较高。

本船在变频电缆敷设规划时,根据工艺要求,主要考虑以下几个方面:电缆的分类敷设要求、电缆弯曲半径、电缆之间隔离、电缆的梁上开孔要满足规范要求。具体措施如下:

(1)变频电缆敷设长度尽可能一致。主变频器到电机的电缆长度至少10 m以上,同时满足电缆的弯曲半径为10倍电缆外径;变压器分别由前后机舱供电,经变频器再至推进电机,舱内的相关电缆应尽可能远离变频电缆布置位置,避免交叉布置;变频电缆敷设需考虑中压、低压电力、通信、控制等电缆的综合布置。

本船在两舷侧采用2 000×1 100 mm2的A60电缆通道(见图4),实现中压、低压、信号电缆分隔布置;尾部电机进出舱的两个水密舱盖位置避免在该位置布置电缆和设备,防止以后挡住电机出舱维修;

(2)为方便电缆布置,要求变频器、变压器等设备对称布置,变频器到推进变压器的16根3×70 mm2变频电缆由上平台下改到平台上(即变频器室地板夹层内),同时把变l器基座提高,解决设备进线及电缆弯曲半径的要求,减少了推进电机上方电缆较多的压力;另外,推进电机的变频电缆从底部敷设,采用电缆槽安装保护;详见图5及图6。

(3)合理规划走线,确保大电缆有足够的弯曲空间,电缆的内外屏蔽层都要可靠接地,电缆连接到端子前要有一定的长度余量,电缆的重量不能加到母线排和接线端子上,拧紧螺栓时不能踩踏母线排;

(4)外接电缆由配电板底部进线,进线处用MCT密封,中压电缆端头采用专用的冷缩套管进行处理,选用EMC(电磁兼容式密封件)密封,控制电磁干扰。

6 结束语

变频电缆是电力推进系统的重要组成部分,合理敷设变频电缆,可以有效降低对附近低压控制设备的电磁干扰,确保设备正常工作。通过对某电力推进海工船的施工设计,总结出变频电缆的敷设工艺,经实船验证取得了预期效果,为后续建造的同类型电力推进船提供了较好的借鉴。

参考文献

[1]王兆安,杨军,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社,2002.

[2]孙诗南.船舶电力系统研究与设计[M].国防工业出版社,1990

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