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鄭州三纜:电缆安装中接地方式的分析

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鄭州三纜:电缆安装中接地方式的分析

發布日期:2019-08-06 作者: 點擊:

三芯電纜在安裝中一般都是采用兩端接地的方式,由于電纜工作中,通過三個線芯電流總體的和爲零,在電纜金屬屏蔽層兩端基本上沒有感應電壓。(一般爲35kV及以下電壓等級的電纜)。


而單芯電纜(一般爲35kV及以上電壓等級的電纜)一般不能采取兩端直接接地方式。原因是:當單芯電纜線芯通過電流時金屬屏蔽層會産生感應電流,電纜的兩端會産生感應電壓。感應電壓的大小同此線路的長短和經過的電流成正比,當電纜線路發生短路故障、遭受雷電沖擊或操作過電壓時,屏蔽上會形成很高的感應電壓。這些狀況有可能會危及到人身安全,或者擊穿電纜的外護套。

單芯電纜兩端直接接地,電纜的金屬屏蔽層還可能産生環流,據相關報導單芯電纜兩端接地産生的環流可達到電纜線芯正常輸送電流的30%--80%,這既降低了電纜的載流量、又浪費電能形成損耗,並加速了電纜絕緣老化,因此單芯電纜不應兩端接地。

电缆

高压单芯电缆线路安装时,应该按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程》的要求采取特殊的接地方式。 一般应按照具体线路选择不同的接地方式,常用的方式有:


1. 金属屏蔽层一端直接接地,另一端通过护层保护器接地;


2. 金属屏蔽层中点直接接地,两端通过护层保护器接地;


3. 金属屏蔽层一端直接接地,电缆中间护层交叉互联接地,另一端通过护层保护器接地;


4. 金属屏蔽层一端直接接地,若干个护层交叉互联接地,金属屏蔽层中点直接接地,若干个护层交叉互联接地,另一端金属屏蔽层直接接地。


5. 金属屏蔽层两端直接接地(仅适用于短电缆和小负载电缆)。


電纜主要由以下4部分組成。


導電線芯﹕用高電導率材料(銅或鋁)制成。根據敷設使用條件對電纜柔軟程度的要求﹐每根線心可能由單根導線或多根導線絞合而成。


绝缘层﹕用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻﹐高的击穿电场强度﹐低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸﹑聚氯乙烯﹑聚乙烯 ﹑交联聚乙烯﹑橡皮等。电缆常以绝缘材料分类﹐例如油浸纸绝缘电缆﹑聚氯乙烯电缆﹑交联聚乙烯电缆等。


密封護套﹕保護絕緣線芯免受機械﹑水分﹑潮氣﹑化學物品﹑光等的損傷。對于容易吸收潮氣的絕緣,大多采用的是鉛或者鋁進行擠壓密封護套。


铠裝層﹕用來保護內護套避免受到外力的機械損傷。一般采用鍍鋅鋼帶﹑鋼絲或銅帶﹑銅絲等作爲铠甲包繞在護套外。铠裝層同時起電場屏蔽和防止外界電磁波幹擾的作用。爲了防止铠裝層的鋼帶或者鋼絲受到外界環境的腐蝕,一般在他們外層采用塗瀝青或者浸泡黃麻層或者用力擠壓外護套材料的方式進行防護。


電纜按其用途可分爲電力電纜﹑通信電纜和控制電纜等。如果讓其與架空線想對比,電纜的優點是線芯之間比較緊密,占地空間小,可以直埋地下,不受周圍環境汙染影響﹐送電可靠性高﹐對人身安全和周圍環境幹擾小。但是施工困難、費用高以及後期維護比較麻煩。因此,電纜大多用在空間或者地面環境比較擁擠的地方。比如在需要跨江河湖海的地方大多使用地下電纜,避免了大跨度高空架線。在防空中通信幹擾的地方或者環境美觀、禁止有其他暴露物的場合可采用電纜地埋的方式。


随着负荷电流变化及环境温度变化,電力電纜会发生热伸缩,其中因线芯的热胀冷缩而产生非常大的热机械力,电缆线芯截面越大,所产生的热机械力就越大;同时线芯和金属护套还会因热胀冷缩的多次循环,而产生蠕变。由于热伸缩对電力電纜运行构成很大的威胁,会造成运行电缆位移、滑落,甚至损坏电缆及附件。因此在大截面电缆因为热胀冷缩造成的热伸缩上面要格外重视。


各種敷設方式下電纜熱伸縮對安全運行帶來的威脅有:


(1〕直埋敷設時,電纜因受到周邊土壤的限制,整根電纜無法産生位移,于是線芯將在熱機械力的作用下在線路的兩個末端産生很大的推力,引起末端位移,從而對電纜附件的安全構成極大威脅。


(2)徘管敷設時,電纜因不受到橫向約束,在熱機械力的作用下電纜將産生彎曲變形;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,彎曲變形反複出現,使電纜金屬護套産生疲勞應變。


(3)隧道敷設時,電纜一般均放在支架上,不作剛性固定,故電纜的熱伸縮較大,在斜面敷設時易出現滑落現象;在電纜的彎曲處易出現嚴重位移;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,還會反複出現彎曲變形,使電纜金屬護套産生疲勞應變。

(4)在電纜井中安裝時,電纜自身的重量和熱機械力會使電纜有可能發生金屬外護套出現過分的應變,從而縮短電纜的使用壽命。


(5)橋梁敷設時,若電纜敷設在橋內排管中,則存在與排管敷設相同的問題;若電纜敷設在橋的箱梁中,則存在與隧道敷設相同的問題,除外敷設在橋梁上的電纜還會受到橋梁伸縮、振動的影響,從而加速電纜金屬護套的損壞。


應從電纜及附件的設計、生産,電纜線路設計,施工等幾方面采取相應的對策:


(1)電纜及附件。爲減少大截面電纜的熱伸縮,電纜線芯宜采用分裂導線,不僅能減小線芯的損耗,而且單位面積上産生的熱機械力亦比其他形式導線要小。因此電纜附件的制作必須要能保障能夠承受電纜的熱機械力。


(2)電纜金屬護套目前有鋁護套和鋁合金護套兩種,它們的性能有較大區別:鋁護套與鋁合金護套相比可提高電纜的運行性能,故除防腐要求特別高的工程,一般電纜金屬護套以選擇鋁護套爲宜。


(3)直埋敷設的電纜在臨近終端處,如變電站電纜層內,可作蛇形敷設,以吸收變形,減小末端推力:在支架處應作剛性固定,以防止終端因電纜位移而損壞。


(4)排管敷設大截面電纜時,爲阻止電纜産生彎曲變形可向敷有電纜的排管內填充膨潤土。爲了防止電纜時間長會有熱脹冷縮出現位移現象,可在工井的管道出口位置進行擾性固定,在電纜兩端的接頭處必須進行剛性固定,以便于保護電纜接頭的安全性。


(5)隧道內電纜可蛇形敷設,以吸收由熱機械力帶來的變形,在斜面敷設時電纜需固定,接頭兩側電纜亦需作剛性固定,以保護電纜接頭的安全。


(6)豎井內的大截面電纜可借助夾頭作蛇形敷設,並在豎井頂端做懸挂式固定,以吸收由熱機械力帶來的變形。


(7)橋梁敷設的電纜必須選用鋁護套,以降低橋梁振動對電纜金屬護套造成的疲勞應變,敷設方式可參照排管或隧道,需要注意的是,在考慮電纜熱伸縮的同時,還需考慮橋梁的伸縮,在橋梁伸縮縫處、上下橋梁處必須采取撓性固定,或選用能使電纜伸縮自如的排架。


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