高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘工艺目前就全球范围内常用的两种生产工艺业内人士都较为熟悉,即VCV(立式)交联生产工艺与CCV(悬链式)交联生产工艺。 早在上世纪八十年代,国外电缆制造业的科技人员利用CCV交联电缆生产线生产高压交联电力电缆,当时遇到的问题是由于XLPE绝缘材料在熔融状态下产生“下坠”而造成绝缘偏心超标,以致于人们想到了采用立式的方法(垂直的从上向下挤包XLPE绝缘料)以避免绝缘的偏心,于是产生了VCV立式交联生产工艺。
电线电缆绝缘和护套用塑料主要为PVC、PE、XLPE等。对原材料处理的最基本要求有以下几点:1)去除塑料中过量的水分或潮气。2)去除固体杂质。3)均匀混入某种塑料和配合剂。1.干燥塑料中含有水分或塑料受潮,不仅会影响挤出过程的正常进行,还会影响产品的质量。因为水分在挤出过程中受热转变为水蒸气,在成品塑料层中产生许多气泡,它不仅会影响绝缘和护套的机械性能,更为严重的是它将降低绝缘耐电强度,所以绝缘应严格控制其含水量。2.去除固体杂质为保证电线电缆产品的电气绝缘性能,必须对原材料中的机械杂质进行严格控制。为此,除对电缆料生产厂提出较高的要求外,还应搞好生产环境的卫生,避免在生产中混入新的杂质,在机头处装过滤网滤除已混入的杂质,对于要求较高的产品,挤出机应安装真空密闭料斗,并在机头前装有线芯去污装置。3.混合配合剂鉴于目前电缆料的供应情况,某些批量小,特殊要求的塑料,要常在电缆厂加工,较完善的办法是,在捏合机上进行混合,然后在塑化挤出机上进行塑化造粒。对于要求不高的产品也可以在装有搅拌器的加料斗内进行。
在国家自然科学基金连续资助下,中国科学技术大学瞿保钧教授的研究组将聚乙烯本体光交联基础研究成果运用到聚乙烯绝缘电缆材料的加工技术中。他们与焦作铁路电缆工厂密切结合,开发一项具有我国自主知识产权和国际领先水平的技术创新成果,从而为我国电线电缆行业的交联技术改造和产品升级换代开拓了一条新途径,可望产生较大的社会、经济效益。 交联聚乙烯材料广泛应用于电线电缆、热收缩材料、热水管和泡沫材料等领域。通常工业上采用的聚乙烯交联方法主要有高能辐射交联(gamma;射线、电子束、中子束等)和化学交联(过氧化物法和硅烷法)。高能辐射交联的主要缺点是投资巨大、工艺控制复杂,且需庞大的专用厂房。紫外光交联法则工艺设备简单,投资少;易于操作,维护方便;能源利用率高,对环境无污染;运转成本低,安全防护要求不苛刻;光辐射损伤小,机械性能和电性能优良等优点。但由于紫外光本身的穿透能力差和聚乙烯的光引发交联反应速度低两大主要障碍,数十年来这种交联法一直不能在工业应用上获得太大进展。 自1988年起,在国家自然科学基金两个面上项目资助下,中国科学技术大学瞿保钧教授主持的研究组对紫外光交联技术进行了大量、系统的研究,获得了一系列具有创新性基础研究成果,并经过必要的应用性试制工作,解决了聚乙烯本体光交联法在电缆工业中的应用障碍。其主要成果的创新点如下: 1. 对聚乙烯光引发交联机理有新的认识。首次在高温条件下检测和鉴定了聚乙烯光引发交联产生的大分子自由基中间体,为发展光引发交联理论和阐明光引发剂夺氢机理提供了有力的实验证据,为筛选聚乙烯强化交联的光引发体系提供了理论指导。 2. 发现了聚乙烯光引发交联点的微观结构,并定量测定了光引发交联点H-和Y-两种类型微观结构的数目,为阐明光交联点的化学本质和形成机理作出了重要贡献,从而受到了国际同行的高度评价。 3. 聚乙烯本体光引发交联研究取得新突破,使原先的光引发速率和交联厚度提高了一个数量级以上。在适当的条件下,仅用10秒甚至更短时间的紫外光辐照,就可使3mm厚聚乙烯样品发生均匀交联,达到实际工业应用所需的70%以上的交联度,为光交联聚乙烯新材料和新技术在工业上应用奠定了基础。 在取得上述重要理论成果的基础上,1997年该研究组又获得国家自然科学基金较大强度助,研究开发出了光交联聚乙烯电线电缆工业实用的新技术,并通过产学研合作,设计和研制了工业应用光交联电缆设备,完善了一整套光交联电缆新工艺流程,从而在国际上率先建立了首条光交联聚乙烯电缆生产线。同时,与之协作的铁道部所属企业,得到了铁道部“九五”技改项目的支持,成功地研制并批量生产了光交联电缆新产品,实现了光交联聚乙烯绝缘电缆新技术在工业应用上的重大突破。该项成果通过了中国科学院、铁道部联合主持的光交联电缆新技术新产品鉴定会,受到国内专家高度评价:“紫外光辐照交联聚乙烯绝缘电缆新技术是一项我国自主开发,具有自主知识产权的重要技术创新成果,为交联电缆生产开拓了一个新途径,处于国际领先水平”。期间,这项新技术先后申请了四项专利,其中光交联设备已获二项实用新形专利。紫外光辐照方法生产的交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的电气性能和物理化学性能。经国家电线电缆质量监督检验中心和电力工业部电气设备质量检验测试中心试验,其各项技术指标均达到或超过了国家规定的技术标准。热老化性能尤为优良,导体长期额定工作温度可达120℃以上。采用紫外光辐照方法生产的交联聚乙烯绝缘电缆还具有优良的性能价格比和很强的市场竞争力,其制造成本比传统的交联方法低三分之一。
1环境温湿度
PVC电缆料配方设计要点(1)对于一般护套级PVC电缆料.增塑剂用量为 0~60PHR,稳定剂6~8PHR,润滑剂1.5~2PHR,填充剂10~20PHR:增塑效率差的增塑剂,用量应多些;填充料用量大时.增塑剂、润滑剂用量可大些;使用非活性填充剂时.增塑剂、润滑剂用量宜大些;护套级电缆料一般要加入5PHR左右的耐寒增塑剂;
近几年来由于经济发展较为迅猛,电力负荷也随之大幅增长。为了适应经济的发展,提高供电能力,某热电公司新上了一批电力项目,并且一些新建工程选用了单芯电力电缆。但在1997年前后单芯电力电缆出了几次故障,使人们对单芯电力电缆的应用产生了疑问。因此,清楚分析事故原因,正确认识单芯电缆,将会对目前及今后电力的飞速发展起到有益作用。 1 事故简例 老城东变电所主变额定容量31.5 MVA,额定电流1734 A。当时10.5 kV侧负荷小,选用了YJV32-8.7/15-1times;240 mm2型电缆每相用两根电缆并联,电缆敷设从主变10.5 kV构架至配电室,以电缆沟为主,但在构架附近,由于电缆备用长度大于10 m,采用分相盘成圆圈后埋入地下,屏蔽两端接地。 1997年夏季,发生系统事故。经查找在电缆埋入地下部分损坏,而当时负荷电流仅约600~800 A。老城东变电所35 kV出线构架至终端杆之间用电缆连接,电缆为YJLV32-26/35-1times;240 mm2,电缆直埋,备用长度分相盘卷后埋入。屏蔽两端接地。1996年夏季,系统单相接地,经检查,此电缆一终端根部有20 cm长已经焦糊,而铠装的接地线焊接不良。西热电厂35 kV出线刀闸至架空线路端杆用YJLV32-26/35-1times;185 mm2电缆连接。安装情况和上述相同。1997年夏季,发生系统事故,经检查事故原因同上。 2 事故原因分析 上述事例可以概括为:从使用的电缆型号YJV32、YJLV32可以看出电缆是交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套细钢丝铠装铜芯或铝芯电力电缆。电缆埋入土中,分散敷设,预留量分相缠绕在一起。屏蔽两端接地。为分析方便,先看本市(含农场)气象条件:极端最高气温+43.1 ℃,极端最低气温-42.8 ℃,历年平均蒸发量:1550.6 mm,年均降水338.2 mm,而6~9月份降雨仅为蒸发量的17%。YJV32、YJLV32型单芯电缆,其钢丝护套编织中夹有4根铜丝。铜丝的作用是对钢丝进行隔离,使钢丝形不成磁环路。经实验证明,其作用很有限。而采用钢丝铠装电缆会比非铠装电缆载流量减小30%~40%。小截面的减小幅度大,大截面减小幅度小,对于240 mm2截面而言,减小量是40%。 由于本地区降水严重不足。土壤是非常干燥的,在电缆载流量计算时,土壤热阻系数应取3.0 Km/W,而一般资料中提供的载流量是以土壤热阻系统以1.0 Km/W为条件的,这样,土壤热阻系数为 3.0 Km/W比 1.0 Km/W载流量约降低 20%~25%。埋入土中的单芯电缆采取三角形排列时,且三相无间隙紧密接触,载流量大;平面排列时,电缆间距为电缆直径的2倍时,截流量小,后者比前者降低23%~26%。但在空气中水平排列则相反,大于三角形排列,载流量提高 20%~30%,这种逆反现象不可忽视。以前所述,我们在土中是无序埋设的并不是采用有利的三角排列,不可避免的损失了载流量。 电缆屏蔽及铠装是一端接地还是两端接地也会影响载流量。其大小与电缆排列方式也有关,对三角形排列,一端接地和两端接地载流量变化不大,约为 3%左右,但对水平排列,两端接地就比一端接地载流量降低 13%。钢丝铠装接地线焊接不牢,接触电阻增大,在环流通过时,热量集中在某点上,使温度升高过热而损坏绝缘,也是值得考虑的。我区气温变化可由+43.1 ℃达到-42.8 ℃,如此大幅度变化无疑对电缆终端的材料及施工工艺都是极大的考验。由于施工方便和价格便宜的原因,目前极少使用安全性较好的预制式终端,而喜欢采用热缩、冷缩式终端。且生产厂家繁多,不免鱼龙混杂,有性能不佳的产品可能被使用。若该产品耐候性差,几经高低温度变化,失去了弹性及密封性,易吸入潮气,电缆发生水树老化的现象,绝缘遭到破坏,引发事故。为预防此类事故的发生,应使用正规厂家具有产品试验报告的合格产品。在变电所地形、地质较好的情形下,选用无钢带或无钢丝铠装就可满足要求。若采用加钢丝铠装单相电力电缆,在几种情况下,电缆载流量将降低 40%,因此,此处选用加钢丝铠装单相电力电缆不可取。 3 结论 为避免电缆事故,应严格按照《电力工程电缆设计规范》及《电缆线路施工及验收规范》要求进行设计及施工,并且吸收采用最新的科技成果是关键,现将其特别要点汇总如下。 在配电盘、柜、负荷电流特别大时,单芯电缆是可选的,甚至是必选的。一般情况下若使用三芯电缆,必然造成终端接线密集,难于保证电气安全间距,采用大截面单芯电缆可以改善此状况。另外,单芯电缆制造长度比三芯电缆长,长电缆线路敷设时可以减少事故率高的中间接头装置。 一般情况下无带铠装的必要。万一环境不良,需要增加压力及拉力的防护时,应选用经过非磁性的金属带、钢丝铠装。施工中注意三根单相电缆排列:空气中水平排列(有间距)优于三角排列(无间隙),而埋入土中时,情况正好相反。一个回路几根电缆并联连接敷设时,应长度尽量一致,避免支路分流不均。 本地区电缆设计时,土壤热阻系数应取3.0 Km/W。电缆护套材料应使用适应-20℃以下的要求,以聚乙烯护套为宜(YJY、YJLY)。使用正规厂家出品的试验鉴定合格电缆终端及连接附件。以适应本地大温差变化的需要。
分支电缆是一种新型的预制型建筑配电电缆,广泛应用于中高层建筑、大型厂房、文化场馆的电力配送,该产品根据各个具体建筑的结构特点和配电要求,将主干电缆、分支线电缆、分支连接体等三部分进行一体化设计制造,具有优良的技术经济指标,在工程经济性、技术先进性和安装便利性方面,比传统电缆和母线具有突出的优点。本文旨在简要介绍分支电缆结构、性能的基础上,重点分析介绍该产品在符合建筑电气的相关规范方面的技术先进性。 分支电缆的结构与性能 1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。由于现代文明的发展,都市的高层建筑越来越普及,在高层建筑配电系统电气设计中,供电可靠性、工程经济性和施工便利性越来越重要,采用普通电力电缆供电,三者的矛盾总难完全统一,只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法,在楼层配电设计中,通常采用的办法有三种: a、放射式,由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电,此法可靠性最好,却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井,造价高,经济性最差。b、链接法,由配电间引电缆至底层配电箱,再由底层逐层向上链接供电,此法经济性最佳,但由于层数越多,安全系统越低,安全系统数是逐级相乘,因此,可靠性最差。 c、分区树干式,把一座高层建筑划分成n个单元区,每个单元采用电缆从配电室供电,然后再分配至单元区内各个楼层。此法可靠性、经济性都比较好,经常被采用。 d、干线电缆分支法,从配电室引出一根或数根主干电缆,每个楼层在干线电缆上接头分支,此法经济性最好,理论上也具有放射式配电相当的可靠性,但施工却是最麻烦的。更麻烦的是在主电缆上做楼层分支时,受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响,接头质量参差不齐,实际运行的可靠性并不令人满意,但这种方法却使人们想到把接头与电缆一同制造,由此诞生了新一代的建筑配电电缆mdash;分支电缆。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、主干电缆一同设计制造。是把上面第(4)种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成,使得接头可靠性大大提高,而且工艺一致性也带来了质量一致,达到确保运行可靠性的目的。 分支电缆较早出现于英国和日本,在技术标准方面,1980年,日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376(1980),随着技术的发展与进步,在1992年对该标准进行了修订,放宽了对产品结构材料方面的要求,提高了成品技术指标,目前,国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准基础。 请登陆:www.tede.cn 浏览更多信息 2、结构 分支电缆在结构上,分为单芯型和多芯绞合型两种,每根单芯分支电缆又可分为三部分:(1)主干电缆;(2)支线电缆;(3)分支连接头。 目前,因单芯型分支电缆结构简单,便于生产和施工,已获得大量应用。按照日本标准的规定,多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体,而不是传统概念多芯电缆的结构,多芯型分支电缆的每相导体外面都有单独的绝缘和护套,每根线芯有独立的分支连接头。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能。国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力,目前也已在推广应用中。 3、性能 分支电缆是一种新型的电力配送电缆,其关键性能有两项: 首先,一根具备良好品质的分支电缆,必须是性能优良的电力电缆,对于国内产品,其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706mdash;91标准—电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。第二,分支连接头的性能至关重要,这是分支电缆的关键性能。分支连接头把干线电缆与支线电缆的导体连为一体,并作绝缘防潮处理。从外观上看,无法知道内部接头质量,有两项重要的试验能够检测接头性能,即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言,分支连接头(含干线与支线导体)的拉断力应保持在连接前的80%以上,对电热循环试验而言,在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后,分支连接头的温升不高于25次循环时分支头温度8。决定分支连接头的机械与电气性能的关键在于分支连接头的材料和工艺。对广大用户而言,应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
1 问题的提出 通过试验和现场资料的分析以及搜集到的资料表明,单芯钢丝铠装电缆结构设计、选材和运行合理性等诸多问题逐渐引起人们的关注。单芯钢丝铠装电缆的铠装损耗越来越引起人们的关注,国内采用单芯钢丝铠装电缆给多处工程带来麻烦和经济损失。用户关注的敏感性及重视程度远大于电缆制造厂对这一问题的思考。资料[1]中对这一问题进行了论述并列举了国内敷设单芯钢丝铠装电缆线路情况。并提出国内单芯电缆钢丝铠装采用隔磁结构是与世不同的“怪”产品。应该与国外接轨,取消铜丝隔磁结构。 60年代中期敷设了上海过黄浦江电缆,选用意大利比瑞利的220kV充油铅套PE护套铝合金丝铠装,厂方采用非磁性铠装,消除钢丝的磁损耗.能提高输送容量。国外也有采用硬铜合金丝铠装(原文作者认为采用非磁性铠装是一种误导)。60年代后期南京和安庆110KV充油单芯海缆工程曾设想生产非磁性铠装,因国内没有铝合金丝产品,就改用铜丝隔磁设计。在钢丝铠装中间均匀分布3到4根铜丝是单芯电缆外不形成闭合磁路。自从那时起至今国产超高压单芯海缆全部采用隔磁结构铠装。(这是否起源于我国有待于考证-摘录者自言)。 文章又列举几个引进工程,1987年广东虎门220KV充油铅套PE护套钢丝铠装PLP外护层海缆。由日本住友供货。采用phi;8 mm镀锌钢丝45根。为了提高输送容量,在铅套与PE护套间有24根扁平导线共240mm2。回流导体的作用是降低金属套阻抗,以降低护套损耗提高输送容量。1989年厦门集美至高崎跨海峡海缆,220Kv1times;630mm2铜芯充油铅套HDPE护层钢丝铠装PLP外护层海缆。由法国阿尔卡特供货。采用Phi;7.6mm镀锌钢丝41根。1998年北京供电局敷设在湖里的水底电缆,15kV 1times;300mm2铜芯XLPE铅套钢丝铠装PE外护层电缆。由法国阿尔卡特供货。铠装采用phi;7 mm镀锌钢丝23根。厂商认为钢丝表面镀锌,其排列不是十分紧密,钢丝间被外护层的防腐剂(如沥青)所填充,不会形成闭合的磁回路,不会产生额外的护套损耗。 文章说国产单芯交流海底电缆钢丝铠装的结构自60年代开始至今一直采用隔磁钢丝结构设计。而所有国外进口的单芯交流海底电缆的钢丝全采用镀锌钢丝设计,制造厂认为从理论和实际运行记录上看没有必要采取隔磁设计。为了使我国海缆的结构与国外产品相似,文章作者的观点是取消隔磁结构。不仅是海缆,110kV XLPE电缆等都应该作相应的修改。 以上是国内外高压和超高压电缆用于水下敷设时单芯钢丝铠装结构方面的情况。对于35kV及以下电缆由于国家标准中规定采用铜丝隔磁结构,所以各个制造厂基本都是按标准制造。设计部门和使用部门也选用此类电缆。出问题的大有其在。 镇海炼化第二热电站1#发电机组至变压器采用的是8.7/10kV1times;500mm2 YJV32 phi;3.15镀锌钢丝铠装,并用4根铜丝隔磁。电缆烧毁的除了成束敷设方面的原因外,钢丝是造成电缆烧毁的原因之一。 某电站采用1times;400mm2 YJV32 交联聚乙烯绝缘电缆15根,每相5跟并联。(先不分析其选择电缆型号是否合理。)试运行后发现载流能力远小于设计的载流能力。用户提出是否是钢丝铠装损耗太大的缘故。故提出要做试验进行验证。本文就是针对该工程对单芯钢丝铠装电缆进行了载流量试验。用试验数据和现场测试数据来说话。重点从铠装材质和运行方面来探讨为今后电缆结构合理设计提供资料。2.试验和现场测试资料 2.1 试验与计算资料 模拟某电缆线路工程进行试验。8.7/15 kV 1times;400 mm2 YJV32 交联聚乙烯绝缘单芯钢丝铠装电缆。其试样结构尺寸列于表2-1。 注: 导体屏蔽层厚度为0.8 mm.绝缘屏蔽层厚度为0.6 mm.铜带厚度0.2mm。包带厚度0.2mm。 钢丝直径phi;2.5mm 4根等直径的铜丝均匀分开作为隔磁。 空气中敷设,不同的排列方式下载流量试验数据及相关参数列于表2-2中。 注:* 根据测量表面的部位不同,温度相差较大。 ** s ndash; 相邻电缆轴心之间距。 De ndash; 电缆外径 按照IEC 60287标准根据试样尺寸对单芯钢丝铠装电缆进行了载流量计算,计算结果列于表2-3。 注:* 工作温度下的导体的交流电阻(Omega;/m) . ** 铠装钢丝损耗(根据试验时铠装损耗推算值计算而得)。 平面排列,电缆中心间距为2根电缆外径(De)。 2.2 现场资料 某工程现场电缆排列如图2-1所示。测试资料经过整理汇总如下。根据#1~#2机组电流分配数据计算出电缆线芯和表面的温度列于表2-4和表2-5。计算线芯温度和表面温度所采用的参数如下: 根据测量电流而推算出线芯温度和表面温度。采用的参数是YJV32电缆的计算参数值(如交流电阻和热阻)和试验参数(如钢丝损耗等)。 图 2-1 电缆排列示意图 表 2-4 #1机组 31 MW 1800 A * 每一线路由三根单芯电缆呈三角形排列,彼此之间有一间隙。 * 由于阻抗引起电流分配不均。 * 每一线路由三根单芯电缆呈三角形排列,彼此之间有一间隙。 * 由于阻抗引起电流分配不均。 3.1 载流量下降 首先探讨单芯钢丝铠装电缆在相同工作温度和相同环境条件下为什么载流量要比非铠装电缆载流量要小得多?其中主要原因是铠装钢丝损耗太大。在三角形排列情况下钢丝的磁滞和涡流损耗是线芯损耗的3倍多。平面排列是线芯损耗的2倍多。即使是分离敷设(电缆中心之间距大于2倍的电缆外径),钢丝损耗也是线芯损耗的2倍多。载流量是非钢丝铠装单芯电缆载流量的57%(相互接触三角形排列)和64%(间隙为1个电缆外径平面排列)。从热阻方面考虑,有于钢丝电缆比同截面的非钢丝铠装电缆外径大得多(大约1.2倍)。空气中敷设时其外部热阻要比非钢丝铠装电缆小(大约是0.80%)。虽然钢丝铠装多了内衬层热阻,其增加绝对值与外部热阻的减小几乎相抵消。所以说铠装损耗在这里起着绝对作用。这是载流量降低的主要原因。 3.2 铠装损耗 单芯电缆钢丝铠装损耗为什么这么大?其损耗原因主要是磁滞和涡流损耗起决定性作用。这些损耗都与磁场强度有关,而磁场强度又与线芯电流有关。当钢丝单点互连时,铠装不存在环流损耗。电缆是相当于无限长直导线,其线芯电流在本电缆钢丝中的电场远大于其它相邻电缆电流在该钢丝中的电场,认为钢丝损耗主要是本电缆线芯电流引起的。三根单芯呈三角形排列运行于三相系统和三根单芯呈三角形排列串联运行于单相系统中,根据表2-2 试验资料(单相)和现场的测量资料(三相)反映到载流能力和温度两个参数来分析在三角形排列时两者的钢丝铠装损耗是接近的。这仅仅是就该组数据而言。因试验条件限制无法进行三相系统试验。通过表3-1的计算温度参数至少可以说明电缆呈三角形排列时单相的试验数据(载流量)与三相系统下在现场排列方式下的测量电流是相近的。 注:① 试验与现场电缆都呈三角形排列,但现场的三角形中有一胶木条隔开。 ② 计算值(根据电流和热阻计算)。 ③ 为便于比较已将表2-2的试验数据已换算到环境温度38.5℃时的等效值。 ④ 三角形电缆组的表面温度随部位的不同相差很大,表中数据仅供参考。 3.3 隔磁是伪概念 通过实验和现场资料表明,单芯钢丝铠装其隔磁结构是不起作用的。钢丝是磁性材料,铜丝是非磁性材料,在导体中有交变电流通过时,在钢丝部位由于有铜丝插入可能引起磁力线崎变,但不能中断。交变电磁场在钢丝中由于磁化强度总是要落后于磁场强度的变化(磁滞现象),铁磁体反复磁化时磁体分子的位相不断地改变,分子振荡加剧,要发热,温度增高。使分子振动加剧的能量是由维持磁化场电流的电源所供给的。在交变磁场中钢丝中也产生应电流,这种应电流在钢丝体内自己闭合形成涡流。由于电阻很小,涡流强度可以很大,是钢丝放出大量热量。其热能也是源于维持磁化场电流的电源所供给的。通过实验和现场测量表明这种隔磁结构是个伪概念。从定量计算比较复杂,IEC 60287 标准中仅对电缆间隔10m的海底敷设单芯钢丝铠装电缆提出铠装损耗与线芯损耗相等的计算方法。在没有计算方法之前最好通过试验解决单芯钢丝铠装电缆载流能力。对于正在考虑的问题,采用试验方法解决是符合IEC标准的解决问题的原则的。幸好上海电缆研究所在60年代就建造了电缆载流量试验基地,现在已改建成符合国家级要求的试验室。有一整套载流量测试设备。除了一般性电缆外,还为特殊电缆热性能试验服务。 结论 通过上述分析至少可以取得两点收获: 1 单芯钢丝铠装电缆载流量远远小于同截面非铠装单芯电缆,千万不能按非铠装电缆选择载流量(可以说100%厂家提供的载流量都是错误的)。 2 钢丝铠装损耗远远大于线芯损耗,隔磁结构实际上是虚设的,不起作用。隔磁是一个伪概念。 综上所述,对单芯钢丝铠装电缆而言由于铠装磁损耗造成了载流量减小。这是单芯钢丝铠装电缆致命的缺点。但是单芯钢丝铠装电缆又有其能承受拉力和强大的外来机械力的作用,实际上也是不可缺少的产品。如江河湖海敷设的海底电缆。因此,建议采用: 1单芯电缆非磁性铠装(如不锈钢丝、铜合金或铝合金丝),这绝不是误导。 2 一定要选择钢丝者采用镀锌钢丝,并涂以防腐层,钢丝之间彼此隔开。资料[1]说国外厂家认为可以到隔磁作用。但笔者认为这与采用铜丝隔磁作用没有多大区别。可以做个试验来验证一下。不在这里加以评论。 3 除江河湖海水底及承受巨大拉力特殊情况外,通常情况下不易选用单芯钢丝铠装电缆,如隧道、托架等不承受拉力和或可以预料的外来机械力不是很大时。 另外,建议修改电缆标准其中的单芯钢丝铠装电缆采用铜丝隔磁结构改为采用非磁性材质作为铠装丝。
高压煤矿用阻燃电缆技术关键可归纳为:1)带预扭的笼绞机和盘绞机;2)应采用超光滑内、外半导电屏蔽料;3)应采用超净绝缘料,并具有相应的杂质检测装置;4)有超净料的自动下料装置(消除环境污染);5)具有导体预热装置(提高产量并改变热机械应力);6)控温精度高且螺杆压力大的挤出机(要求挤出温度低为80℃,温控精度高达plusmn;1℃,螺杆压力大于200MPa);7)采用具有高效滤网装置的三层共挤设备(可过滤大于0.03mm的杂质)
在拉丝领域,人们普遍使用滑动式水箱拉丝机,也就是卷筒与钢丝线速度存在差距,这样钢丝才能在与卷筒的接触面打滑,从而产生滑动摩擦力,这个力量带动钢丝在每个模具前后实现拉拔。 首先是拉丝生产的效率问题,参照钢丝生产效率的计算,最关键的是机器的利用率,出线的大小,以及最快收线速度。如果按每小时多少公斤来计算生产效率,那么生产效率=收线速度*铜包钢截面积*铜包钢密度*机器利用率。机器利用率是指24小时内机器实际全速运行的时间,如果通过统计,在假设100%利用率的前提下得出利用率误差的最大和最小值,或者做分类统计,那么我们可以得到平均误差,从而确定拉丝生产的效率评估。 其次是拉丝的机理问题,参照有关复合线材的滑动拉拔过程,我们知道金属塑性变形一般是通过位错在滑移面上的运动来实现的,多晶体变形时还要通过各晶粒的协调来进行。由于晶界的复杂性和不均匀性、原始晶体颗粒的不均匀性等原因,塑性变形在金属内部也不会绝对均匀,这种变形的不均匀性会对铜包钢线的后续变形产生影响。 在冷变形时,金属会产生应变强化效应,由于铜层的应变硬化指数比钢芯的大,因此在拉拔过程中,铜层的应变强化比较明显(俗话说变硬变得快),即继续变形所需增加的应力更高,因此在铜包钢的拉拔过程中,铜层才不至于在较大的应力作用下遭到破坏,同时由于应变强化的存在,随变形量的加大,变形也会逐渐趋于均匀。韩国科技工作者通过研究发现,工作区角度,总变形量都会导致铜层比例的不同变化,这与应变强化是有直接关系的,在我公司常规生产中,通过分析统计发现,铜层变化几乎可以忽略。 再次是模具的工作问题,学习模具供应商样本提供的切面图可以知道,模具内部结构主要分六个区域,入口区,润滑区,压缩区,定径区,安全角,出口区,最关键的是压缩区的屈服挤压的应力以及定径区的摩擦力。经过模具时的拉拔应力与铜包钢本身的屈服应力,压缩比,工作区角度,材料摩擦系数以及后拉应力决定。而铜包钢本身的屈服应力同样是依据加法原理,由铜的屈服应力、钢的屈服应力按贡献比例累加得到。 最后是通过设备上的塔轮工作,完成拉拔。前面已经讲到,滑动拉丝的根本是依靠滑动摩擦,也就是说铜包钢在塔轮上的运动速度要小于塔轮的转动线速度,这样在进线端始终是松弛状态(后拉力为0),反之进线端甭紧则会加大反拉力,从而加大前拉力,容易导致断线。具体计算过程参加宣天鹏有关滑动拉丝基本条件的论文,最终得到的结果是:通过拉丝模线材的延伸系数应大于相邻塔轮的梯度,表示为mu;/epsilon;>1,这样线材在拉拔过程时而紧绕在塔轮上同步前进,时而松开打滑,当然这就会对塔轮表面产生磨损,增加功率损耗。 塔轮转动的线速度与线材在拉拔时候的速度的比值,我们称为滑动系数;塔轮转动的线速度与线材在拉拔时候的速度的差为绝对滑动量;绝对滑动量与塔轮转动的线速度的比值,我们称为滑动率;累积的滑动系数是各道次滑动系数的连乘,累积滑动率为1-1/累积滑动系数。 资料显示,滑动系数一般在1.02-1.10之间,铜包钢与模具有着良好的润滑作用,与塔轮的相对磨损也小,所以有学者建议滑动系数取在1.01-1.04之内。我们倾向于1.02。 实际拉拔的过程,因为每道次都预设了滑动,那么离成品模越远的道次,塔轮与铜包钢线之间的滑动就越大,塔轮表面磨损也就越严重,这种滑动的不均匀性会缩短塔轮的使用寿命,因此要考虑一个累积滑动效应,它是从成品模开始向进线方向以连乘方式传播和累积,道次越前,打滑越大,磨损越严重,同时道次越前,线径越粗,拉拔负荷越大,功率损耗也越大,线材与塔轮之间损伤也越严重,导致塔轮磨出沟槽,或者在拉拔时线材抛起带动模具晃动,线材受力不均匀,出现竹节状或断开。 配模一般采用等滑动率法,距离出口处1/3处保持1.04-1.05滑动率,从距离出口处1/3处向进口处,依次逐渐降低滑动率,最后降到1.01,箭头图表示为: 1.01mdash;1.01mdash;1.01mdash;1.02mdash;1.03mdash;1.04mdash;1.04mdash;1.04mdash;1.05 在配模时,与伸长相对应的有一个减面率的概念,也就是面积减少的比例。比如从1.1拉到1.02,面积比例是1.1*1.1:1.02*1.02=1.163,进线是1.1,出线是1.02,但是时间流量是一致的,面积的变化的同时是长度的变化,进线面积是出线面积的1.163倍,那么出线的长度就是进线长度的1.163倍,16.3%就是伸长率,而减面率是14.02%,准确的配法是伸长率,有时候也参考减面率来配,因为减面率以进线为比较基础,伸长率以出线为比较基础,所以减面率必然比伸长率大,打滑系数就更大。各道次伸长的分布规律一般是第一道低一些,这是因为线坯的接头强度较低,线材弯曲不直,表面粗糙,粗细不匀等,所以预留安全系数要大一些。第二、三道可以取高一些,因为经过第一道拉拔后,各种影响安全系数的因素大大下降,同时金属的变形硬化程度也很小,这时可以充分利用金属的塑性,而在以后的各道次中,伸长可以逐道递减,这是因为变形硬化程度增 加,线径减小,金属塑性下降,其内部缺陷和外界条件对安全系数的影响也逐渐增加。 我们的普通拉丝机的塔轮梯度(又称塔极比)大约是10-12%之间,加上滑动率,一般将配比定为13-15%之间,依据相邻模具的出线口径大小,我们可以直接算出减面率或者伸长率,或者反过来,已知道某道模具的大小,已知需要的伸长率,可以推算上一道次模具的大小。值得一提的是,在拉拔软线时,一定要注册出线模的局部压缩不能太大,否则定速轮张力过大会将软线拉伤,导致线径缩小,延伸下降。
1、产品种类 1.1、铜芯无铅化聚氯乙烯绝缘环保电缆1.2、铜芯无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘环保电缆1.3、铜芯无卤低烟阻燃交联型聚烯烃绝缘环保电缆2、生产工艺特点2.1、原材料进厂检验本三种类型的环保电缆所用材料分别为无铅化70℃PVC绝缘料、热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料以及辐照交联型低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料。A 无铅化70℃PVC绝缘或护套料,此种材料进厂需对其内所含六种重金属(铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚)含量进行检测,所用设备为ROHS测试仪,测试数据均符合欧盟ROHS法令《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》中的规定,具体见下表1,本种材料的机械、物理、电气性能均符合GB/T8815-2002《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》标准中的规定。
聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础,加入各种配合剂混合而成的。其机械性能优越、耐化学腐蚀、不延燃、耐气候性好、电绝缘性能好、容易加工、成本低,因此是电线电缆绝缘和护套用的好材料。
一、前言 氟塑料是对各种含氟聚合物的总称。是指含有氟原子的单体自聚或者与其他不含氟的材料共聚而成的聚合物。由于氟塑料有着优异的电气性能,热稳定性能和机械物理性能,因此适合用作电线电缆。为了便于大家能进一步对氟塑料电缆有所了解,对今后的工作有所帮助,现将氟塑料电缆及其市场应用情况作简略介绍。二、氟塑料电缆的特点 相对于常见的聚乙烯聚氯乙烯电缆而言,氟塑料电缆有着如下突出的特点: 1、耐高温 氟塑料有着超乎寻常的热稳定性,使得氟塑料电缆能适应150~200度的高温环境,而常见的聚乙烯、聚氯乙烯电缆只适用于70~90度的工作环境。另外,在同等截面导体的条件下,氟塑料电缆可以传输更大的许用电流,这就大大提高了电缆的使用范围,由于这种独特的性能,氟塑料电缆常用于飞机、舰艇、高温炉以及电子设备的内部布线、引接线等。 2、阻燃性好 氟塑料的氧指数高,燃烧时火焰扩散范围小,产生的烟雾量少。用其制作的电缆适合对阻燃性要求严格的地方,例如计算机网络、地铁、车辆、高层建筑等公共场合,一旦发生火灾,人们可以有一定的时间疏离,而不被浓烟熏倒,争取到宝贵的救援时间。 3、电气性能优异 相对于聚乙烯而言,氟塑料的介电常数更低,因此,与同结构的同轴电缆相比较,氟塑料电缆的衰减更小,更适合于高频信号传输,当今电缆的使用频率越来越高已经成为潮流,同时又由于氟塑料能耐高温,所以常用作传输通信设备的内部接线、无线发射馈线与发射机之间的跳线和视频音频线。此外,氟塑料电缆的介电强度、绝缘电阻好,适合作重要仪表仪器的控制电缆。 4、机械化学性能完美 氟塑料的化学键能高,具有高度的稳定性,几乎不受温度变化的影响,有着优良的耐气候老化性能和机械强度;而且不受各种酸、碱和有机溶剂物影响,因此适用于环境气候变化大、有腐蚀性场合,如石化、炼油、油井仪器控制等。 5、利于焊接连线 在电子仪器中,有不少接线是采用焊接方法进行连接,由于一般塑料的熔融温度低,在高温时容易融化,需要熟练的焊接技术,而有些焊点必须要有一定的焊接时间,这也成为氟塑料电缆受到欢迎的原因,如通信设备和电子仪器的内部接线。 6、氟塑料原料的价格高、电缆生产难度大,因此生产成本高,销售价格自然也高,这也限制了产品的应用,然而,也正因为如此,使得竞争厂家少,需要使用氟塑料电缆的客户也就不会过于的计较价格因素了。三、氟塑料电缆的种类和用途 有多种氟塑料可用作电缆绝缘。根据目前市场情况,常见的氟塑料电缆是氟-46(FEP)电缆。氟-46是聚全氟乙丙烯的简称,又称为FEP,是一种性能优异的氟塑料,最高连续工作温度可达200度,短时间使用温度可达260度,氧指数大于95 ,几乎不燃,而且介电常数小,介质损耗角正切低,电性能在相当宽的温度变化范围内几乎没有变化,而且它可以用类似聚乙烯挤出的方法来制作电缆,所以深受各方面的欢迎。 氟塑料电缆可以制成实芯绝缘两种形式,其中物理发泡氟塑料电缆在国外已有生产和使用,在国内尚在研制过程中,平时我们所说的氟塑料电缆通常指实芯氟塑料电缆。 氟塑料电缆有三种常见形式:单芯电缆、同轴电缆、多芯电缆 1、单芯电缆 或者称作高温电线,其结构是内导体为单根或多股铜线(镀锡铜线),导体外径为0.4~2.0MM,绝缘为氟塑料,绝缘层厚度在0.3~0.5MM,常用作航空导线、电子和电气设备布线以及特殊场合的照明线。 2、同轴电缆 内导体为单根或多股铜引(镀锡铜银铜线),直径为1.25~1.6MM,有三种绝缘形式:A、氟塑料绝缘,厚度为0.5~0.7MM,B、氟塑料发泡绝缘,厚度为2.5~3.0MM,C、氟塑料与聚乙烯组合绝缘,即内层用氟塑料绝缘,外层用聚乙烯绝缘,其中氟塑料的厚度为0.04~0.07MM。值得一提的是,氟塑料与聚乙烯组合绝缘的同轴电缆综合了产品的使用性能和材料成本的优点,值得大力推广。这类电缆常用作射频电缆和电子设备的连接线。 3、多芯电缆 将单芯电线或同轴电缆绞合在一起,便于为多芯电缆。其中有对绞的,也有非对绞的,分别用作工业计算机控制和自动化仪表仪器控制,对于特殊场合的五类、超五类电缆,数据传输、音频视频传输等,也采用这种氟塑料电缆。 应该指明的是,氟塑料电缆有不同的护套形式,通常在高温工作环境和特殊环境采用氟塑料护套,在只对电气性能有要求而环境温度一般时,则可用低烟卤阻燃PVC护套,这样可以大大降低生产成本,提高产品的市场竞争力。四、市场运作方向 对于本厂市场信息而言,氟塑料电缆是现有产品的延伸。由于这种电缆优异的高频介电性能和耐热阻燃性能,它可用于计算机局域网络和射频信号传输,我们可以在同客户的接触中,了解客户是否有这方面的需求。按照美国的安全要求,采用PE或PVC绝缘的电缆安装于室内压通风层时,必须穿入金属管内敷设,而氟塑料电缆则可以直接安装,从而具有美观、安全、布线灵活等各种优点,这点可以在高档办公场所大显身手。属于这些产品有配电线、电话线、数据传输线等等。显然,电梯、火警控制电缆,更适合配用氟塑料电缆。 邮电部在1997年已制定了《数字局用射频同轴电缆》标准,该标准规定的电缆就是用氟塑料与聚乙烯组合绝缘,用作传输数字局内的布线,用于传输电话、数据、电视等通信业务或采用类似技术的其它通信设备中,因此,通信设备厂家和电子设备厂家是我们市场工作的重点。 除了用作高温导线、油井测井电缆外,氟塑料电缆已在工业自动化控制中得到越来越多的应用,在冶金、石化、电站等高温环境,用氟塑料电缆是种很好的选择。 此外,氟塑料电缆因其阻燃且燃烧时烟量少,可以广泛用于高层建筑、地下商场、隧道、宾馆、医院内的一般布线。 可见,氟塑料电线电缆的市场是广阔的,相信在大家的共同努力下,能发掘出更多的市场亮点。
检验按相关标准的理解是:通过运用观察和判断,适当的结合测量,试验所进行的综合性评价。检验的目的本文作者认为是满足客户对产品质量的期望值,任何一个过程策划都应该是围绕客户而进行的。在质量管理体系中应用过程方法时,强调四个方面的重要性,1.理解和满足要求,2.需要从增值的角度考虑过程,3.获得过程绩效和有效性的结果,4.在客观测量的基础上,持续改进过程。可见过程控制是多么重要。特别对于电线电缆制造过程控制,发现问题越及时越好,因为制造流程是叠加的,到成品发现再处理,解决难度相当大,也会给企业造成不必要的损失。 电线电缆生产过程质量检验是按照生产计划单,工艺指导书和操作规程的要求进行验证检验的,检验的形式多种多样,本文着重阐述按生产过程分类的产品过程检验,即首件检验,巡回检验,完工检验。一.首件检验 首件检验应该是十分重要的,因为在开始时能够发现问题,解决问题,制定预防措施,防止批量不合格,起到十分关键的作用。例某工人早上开挤出机,加温的温度达到了,就开始生产。那么这时就属于首件检验,检验挤塑机温度是不是已经达到规定温度,可从排出的料的光泽度,有无胶粒,不塑化颗粒等,若有,说明保温时间不够,此时开机,势必会造成质量问题的产生。当发现不合品时,应加以分析,制定预防措施。对于首件检验,可导入自检、互检、专检,那么对于上述三种检验,我认为自检就是操作工检验比专检发现隐患的几率高,车间生产机台多,不可能每台开机专检都在,这时,自检应发挥其岗位的重要性,这也是避免不合品流入下道工序的关口。但往往事实相反,检验都依赖于专检人员身上,这也是一种观念的不良,质量是需要全员参与的,不是那个人的义务,是大家的责任,质量的提高是建立在对标准的理解程度和应用的灵活性的基础之上,每个人都能是质检员,转变观念,问题就会迎刃而解。 二、巡回检验 巡回检验是质检员对车间过程的全数检验,认为可对重要工序,材料加强频率的检验,问题的发生都在一瞬间。实例:甲工人在做绞线正常生产时,检验员测量导体外径发现外径缩小,那么这时检验员应该对工艺规程等熟记在心,发挥的时刻到了。外径变小,造成电阻超标,就应该让工人停下来,检查是由于单丝直径小,还是设备造成的,因为首件检验符合要求。找出原因,进行分类统计,改进。所以还是要督促操作人员熟悉工艺规定,检查执行情况,如果巡回检验不及时,也会造成批量不合格。三、完工检验 完工检验是对一件半成品结束的一种检验形式,验证其是不是符合要求规定,例:机台生产一盘10千伏架空线,那么完工检验,首先要看端头导体根数,绝缘厚度、最薄点、平均厚度,光洁度。通过测量加目测来分析质量的情况。 质量是一个永恒的话题,作为质量人员,我们要考虑的是如何改进,通过运用全面质量管理方法,不断提高企业自身独特的质量控制方法。质量意识,需要全体员工的执行,重视全员参与。加强过程控制,不断达到客户满意,实现企业健康向上发展的目标。
铜单线生产是各电缆生产厂家都相当关心的问题,因为拉丝的质量和效率直接影响着厂家后道工序的进程,对线缆的质量更是起到举足轻重的作用,下面就本人在生产中的亲身体验来谈谈中拉丝机在生产中经常遇到的几个问题。一、 产品的外径偏差的精确控制 由于铜线拉丝设备的不间断生产,拉丝的速度也会逐渐地与退火不同步,这就会使拉丝时由于牵引速度的时快时慢而使线径出现间断的、不规则的变化。该现象产生的原因有以下几点: 1. 储线轮上的张力的不稳定。生产车间使用气压的地方可能较多,这会造成拉丝机气泵的气压时大时小,这也就使储线器的张力不是恒定的,而由于收线的速度是不变的,这就使拉丝所受的拉力也非恒值,由此可造成单丝外径偏差无法精确控制。 2. 铜线在退火轮上的颤动。这使得铜线在时松时紧的状态下进行退火,退火的电流密度时大时小,而铜线在较高速度下的强度是比较低的,因此容易造成铜线在退火轮上打火,使铜线的表面由于火花的作用而线径不均匀。 3. 由于主电机齿轮箱的长期使用而造成的磨损。这能使拉丝的定速轮速度与牵引速度以及收线速度不相匹配,从而形成单丝的拉细。 解决方法:对储线器进行很好的润滑,避免其在高速运转时对线造成反向的磨擦力进而使线拉细;调整好线的张力,使拉丝的行程始终紧贴于退火轮;保证退火轮钢圈的完好,避免因钢圈的表面缺陷而使退火电流不稳定。根据拉丝机的实际情况重新对拉丝机进行配模:根据拉丝原理来调整,使退火轮转速/定速轮转速=前滑系数times;定速轮直径/退火轮直径,其中定速轮和退火轮的直径是已知的,定速轮和退火轮的转速也可以测出,由此可得到前滑系数,由滑差系数即可对本拉丝机进行重新配模,这样配出的模具才能满足要求。二、 拉丝机拉出的单丝表面时有不同程度的氧化。该问题的产生可能有以下原因: 1. 密封室中冷却水的温度过高,超过了40℃,这样密封室对单丝就起不到所要求的冷却效果,造成单丝在退火后温度仍然很高,高温下遇到空气中的氧气而氧化。 2. 密封室中的冷却液的皂化液含量不够,这就会使单丝与各导轮的磨擦力增加,进而使单丝温度再度上升,造成单丝表面氧化。 3. 密封室中冷却水的水压及水量不够,使单丝不能够达到满意的冷却效果。 解决方法:经常检查冷却循环水的设备是否运转正常,冷却效果是否正常;在密封室中隔一定的时间就加入能够提高皂化液浓度的物质,这样可以改变冷却水中皂化液的含量,保证单丝能够在导轮上正常运转;定期检查循环水的水压是否正常,在生产时不断根据水压的变化来改变进入密封室中的冷却水的压力及水量。三、 拉丝生产中经常会出现频繁的断丝现象。出现此种情况主要有以下几个因素造成: 1. 拉丝模在不间断的生产中会由于正常磨损而使拉丝模的定径区变大。 2. 由于各种杆材的质量问题。在生产过程中,杆材不规则地出现质量缺陷,这就使单丝在拉丝变形中被各种无法预测的张力拉断。此情况在杆材好时较少出现。 3. 由于生产中退火电流的不恒定,电流忽然偏高,单丝在退火过程中被拉断或是被突变的强电流熔断。 解决方法:在生产前,要对欲生产的铜杆做充分的自检,及时发现铜杆的质量缺陷,根据不同情况及时找到相应对策,或降低拉丝速度,或将此段有缺陷的剔除。生产中不断地观察拉丝的退火电流是否正常,尤其在刚刚启动的时候,特别要注意退火电流的变化,要根据线速的变化来调节退火电流的大小,进而使退火电流慢慢地随着线速的增加而变大,保证设备的正常运行。 相信只要在实际生产中着重对以上几点进行控制,铜拉丝产品的质量和生产效率都会有不同程度的提高,才能更好、更快的为下道工序生产提供强有力的生产保障。
近几年来由于经济发展较为迅猛,电力负荷也随之大幅增长。为了适应经济的发展,提高供电能力,某热电公司新上了一批电力项目,并且一些新建工程选用了单芯电力电缆。但在1997年前后单芯电力电缆出了几次故障,使人们对单芯电力电缆的应用产生了疑问。因此,清楚分析事故原因,正确认识单芯电缆,将会对目前及今后电力的飞速发展起到有益作用。 1 事故简例 老城东变电所主变额定容量31.5 MVA,额定电流1734 A。当时10.5 kV侧负荷小,选用了YJV32-8.7/15-1times;240 mm2型电缆每相用两根电缆并联,电缆敷设从主变10.5 kV构架至配电室,以电缆沟为主,但在构架附近,由于电缆备用长度大于10 m,采用分相盘成圆圈后埋入地下,屏蔽两端接地。 1997年夏季,发生系统事故。经查找在电缆埋入地下部分损坏,而当时负荷电流仅约600~800 A。老城东变电所35 kV出线构架至终端杆之间用电缆连接,电缆为YJLV32-26/35-1times;240 mm2,电缆直埋,备用长度分相盘卷后埋入。屏蔽两端接地。1996年夏季,系统单相接地,经检查,此电缆一终端根部有20 cm长已经焦糊,而铠装的接地线焊接不良。西热电厂35 kV出线刀闸至架空线路端杆用YJLV32-26/35-1times;185 mm2电缆连接。安装情况和上述相同。1997年夏季,发生系统事故,经检查事故原因同上。 2 事故原因分析 上述事例可以概括为:从使用的电缆型号YJV32、YJLV32可以看出电缆是交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套细钢丝铠装铜芯或铝芯电力电缆。电缆埋入土中,分散敷设,预留量分相缠绕在一起。屏蔽两端接地。为分析方便,先看本市(含农场)气象条件:极端最高气温+43.1 ℃,极端最低气温-42.8 ℃,历年平均蒸发量:1550.6 mm,年均降水338.2 mm,而6~9月份降雨仅为蒸发量的17%。YJV32、YJLV32型单芯电缆,其钢丝护套编织中夹有4根铜丝。铜丝的作用是对钢丝进行隔离,使钢丝形不成磁环路。经实验证明,其作用很有限。而采用钢丝铠装电缆会比非铠装电缆载流量减小30%~40%。小截面的减小幅度大,大截面减小幅度小,对于240 mm2截面而言,减小量是40%。 由于本地区降水严重不足。土壤是非常干燥的,在电缆载流量计算时,土壤热阻系数应取3.0 Km/W,而一般资料中提供的载流量是以土壤热阻系统以1.0 Km/W为条件的,这样,土壤热阻系数为 3.0 Km/W比 1.0 Km/W载流量约降低 20%~25%。埋入土中的单芯电缆采取三角形排列时,且三相无间隙紧密接触,载流量大;平面排列时,电缆间距为电缆直径的2倍时,截流量小,后者比前者降低23%~26%。但在空气中水平排列则相反,大于三角形排列,载流量提高 20%~30%,这种逆反现象不可忽视。以前所述,我们在土中是无序埋设的并不是采用有利的三角排列,不可避免的损失了载流量。 电缆屏蔽及铠装是一端接地还是两端接地也会影响载流量。其大小与电缆排列方式也有关,对三角形排列,一端接地和两端接地载流量变化不大,约为 3%左右,但对水平排列,两端接地就比一端接地载流量降低 13%。钢丝铠装接地线焊接不牢,接触电阻增大,在环流通过时,热量集中在某点上,使温度升高过热而损坏绝缘,也是值得考虑的。我区气温变化可由+43.1 ℃达到-42.8 ℃,如此大幅度变化无疑对电缆终端的材料及施工工艺都是极大的考验。由于施工方便和价格便宜的原因,目前极少使用安全性较好的预制式终端,而喜欢采用热缩、冷缩式终端。且生产厂家繁多,不免鱼龙混杂,有性能不佳的产品可能被使用。若该产品耐候性差,几经高低温度变化,失去了弹性及密封性,易吸入潮气,电缆发生水树老化的现象,绝缘遭到破坏,引发事故。为预防此类事故的发生,应使用正规厂家具有产品试验报告的合格产品。在变电所地形、地质较好的情形下,选用无钢带或无钢丝铠装就可满足要求。若采用加钢丝铠装单相电力电缆,在几种情况下,电缆载流量将降低 40%,因此,此处选用加钢丝铠装单相电力电缆不可取。 3 结论 为避免电缆事故,应严格按照《电力工程电缆设计规范》及《电缆线路施工及验收规范》要求进行设计及施工,并且吸收采用最新的科技成果是关键,现将其特别要点汇总如下。 在配电盘、柜、负荷电流特别大时,单芯电缆是可选的,甚至是必选的。一般情况下若使用三芯电缆,必然造成终端接线密集,难于保证电气安全间距,采用大截面单芯电缆可以改善此状况。另外,单芯电缆制造长度比三芯电缆长,长电缆线路敷设时可以减少事故率高的中间接头装置。 一般情况下无带铠装的必要。万一环境不良,需要增加压力及拉力的防护时,应选用经过非磁性的金属带、钢丝铠装。施工中注意三根单相电缆排列:空气中水平排列(有间距)优于三角排列(无间隙),而埋入土中时,情况正好相反。一个回路几根电缆并联连接敷设时,应长度尽量一致,避免支路分流不均。 本地区电缆设计时,土壤热阻系数应取3.0 Km/W。电缆护套材料应使用适应-20℃以下的要求,以聚乙烯护套为宜(YJY、YJLY)。使用正规厂家出品的试验鉴定合格电缆终端及连接附件。以适应本地大温差变化的需要。