電力工程中電纜敷設知識

供電系統(tǒng)運行質量、ān全性和可靠性不僅與電線電纜本身質量有關，還與電纜附件和線路的施工質量有關。

1.電纜的敷設方式

電纜的敷設方式有以下幾種:直埋敷設、穿管敷設、淺槽敷設、電纜溝敷設、電纜隧道敷設、架空敷設幾種方式都有優(yōu)缺點,一般要考慮城市發(fā)展規(guī)劃,現有建筑物的密度電纜線路長度敷設條數及其周圍環(huán)境的影響等。從技術上比較,電纜隧道方式和電纜溝敷設方式便于電纜的施工、維護和檢修。在一些發(fā)達國家城市中,城市規(guī)劃建設時,已考慮公用隧道。實踐證明公用隧道運行效果良好,大大降低了重復投資次數和反復開挖路面的現象,但初期投資巨大,建筑材料耗資金,在國內,由于各種因素的限制,這種敷設方式是極少的。相比而言,直埋敷設和淺槽敷設則是屬于經濟型的敷設方式,直埋電纜是zuì經濟而廣泛系用電敷設方式,它運用于郊區(qū)和車輛通行不太頻繁的地方。但不利于電纜的維護和檢修,一旦遇到電纜故障,即使使用測試儀測出故障點,也要重新挖開電纜溝,極不方便。因此電纜敷設方式的選擇,要結合實際情況,根據工程條件、環(huán)境特點、電纜型號和數量等因素,用發(fā)展的眼光,按照滿足運行可靠性、便于維護的要求和技術經濟合理的原則確定。

MHYVRP屏蔽監(jiān)控電纜2.電纜的選型

常用的電力電纜有油浸電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、交聯聚乙烯電纜等,根據使用場合的不同,又延伸為不同種類的特種電纜。目前,隨著生產技術和生產工藝的不斷提高,交聯聚乙烯電纜已成為使用zuì廣的電纜產品,在電纜選型時,應根據使用的不同環(huán)境和條件,結合具體情況進行選擇,盡量減少穿越各種管邊鐵路,公路和通訊電纜;如采用直埋和淺槽敷設方式時,應考慮使用加鋼鎧的電纜。

3.電纜截面積的選擇

電纜截面積的選擇,關系到投資多少、線路的損耗和電壓質量、電纜的使用壽命等。如選用截面積偏小,會導致電壓質量下降、線路損耗過大,則會使初期投資太高。因此應根據負荷預測結果,發(fā)展規(guī)劃,選擇合適的截面積,使電力電纜滿足zuì大工作電流下的纜芯溫度要求和電壓降要求,zuì大短路電流作用下的熱穩(wěn)定要求。由于負荷預測工作難度性高、準確性較低,因此,選擇電纜截面積時,還要滿足《城市中低壓配電網改造技術導則》和《城市電力網規(guī)劃導則》要求。

在三相四線制低壓電網選用電力電纜時,還要考慮零線截面積的選擇,在公用低壓網絡中,由于受用戶因素影響較大,三相負荷平衡難以控制,為改善電壓質量,降低線損,零線截面積應與相線截面積相同。

4.關于電纜網絡及電纜網絡自動化

隨著電力電纜在配電網中的不斷推廣與使用,配電網可分為電纜網絡和架空網絡(含架空、電纜混合網絡)?！蛾P于<城市中低壓配電網改造技術導則>的實施情況及補充意見》也對電纜配電網絡自動化提出了具體要求。因此,在配電網區(qū)域網絡采用電纜網絡時,應按照配電自動化的要求,采用新技術、新設備,有條件的要考慮自動化試點工作,條件不成熟的也要在配套設備選型時,考慮有充分余地,為實現自動化方案打下基礎。

5.電力電纜施工中應注意的問題

1)、是大電流電力電纜引發(fā)的渦流問題

電力電纜在施工中,有采用鋼支架的,有采用鋼質保護管的,有采用電纜卡與架空敷設的,凡是在電力電纜周圍形成鋼(鐵)性閉合回路的,均有可能形成渦流,特別是在大電流電力電纜系統(tǒng)中,渦流更大。在電力電纜施工時,必須采取措施,使電纜周圍不能形成鋼(鐵)性閉合回路,防止電纜引起渦流現象發(fā)生。

2)、是電力電纜的轉彎引起的機械性損傷問題

由于電力電纜外徑較大,運輸、敷設較為困難,電力電纜對轉彎半徑的要求也比較嚴格。電力電纜在施工中,如果轉彎角度過大,可能使導體內部受到機械損傷,而機械損傷因被電纜絕緣強度下降,直到出現故障,施工中發(fā)現一次電纜頭故障,在電纜頭制作時,三根電纜頭長度*,與設備連接時由于受地形限制,中相電纜頭偏長而成為拱形,電纜頭根部受損放電。后采取措施,在設備的連接,適當縮短中相電纜頭連接長度,使三相電纜頭均不受外力,實踐證明運行效果良好。由此可見,電纜施工過程中,要盡可能減少電纜受到的扭力,在電纜轉彎和裕留電纜時,讓電纜處于自然彎曲,杜絕內部機械損傷現象。

3)、是電力纜防潮問題

運行經驗表明,中、低壓電力電纜故障大部分為電纜中間接頭和終端頭故障,而中間接頭和終端頭故障則大部分是因密封不liáng,潮氣侵入而造成絕緣強度下降,而中、低壓電力電纜網多采用樹枝狀供電方式,電纜終端頭數量較多,因此把好電纜終端頭和中間接頭堵漏密封關是保證電纜ān全可靠運行的重要措施之一。

4)、是中、低壓電力電纜接地問題

在公用中、低壓電力電纜網上,由于三相負荷不是相等的,因此,如果采用有金屬護層的電纜,必須考慮金屬護層的接地問題,并保證在金屬護層的任一點非接地處的正常感應電壓不得大于100V。我們認為,在中、低壓電纜網中,所有電纜接頭處均應設置接地極(網),并使金屬護層可靠接地。

橡套電纜中銅絲發(fā)黑的多種原因

銅絲發(fā)黑的原因是多種因素造成的，不僅僅是橡皮的配方問題，還與銅絲本身所處的狀態(tài)、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結構、護套橡膠配方、生產環(huán)境等諸多因素有關。

    1橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑的原因分析

　　1.1銅絲本身的原因在廿世紀五十到六十年代，國內大多數廠家均使用普通銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，生產方法都是銅錠加熱后經多道壓延后制得黑色銅桿，經過大、中、小拉將銅桿制成比較細的銅絲。因為銅本身不是無氧銅，在加工過程中銅絲表面難免出現氧化。到了廿世紀八十年代，國內引進了無氧銅桿的*生產技術，以及國內自行開發(fā)的無氧銅桿生產技術，使整個電線電纜行業(yè)均用上了無氧銅桿，這無疑是改善了銅絲的發(fā)黑問題。但由于對銅桿的加工，特別是韌煉工藝的掌握以及加工好的銅線芯存放的條件不好，使銅線芯本身已有輕微的氧化，這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。

　　1.2橡膠配方的原因廿世紀五十年代，橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠并用配方。由于絕緣橡皮直接與銅線接觸，所以就不能直接使用硫磺作硫化劑，即使用很少的硫磺也會使銅線發(fā)黑。必須使用一些能夠分解出游離硫的化合物，如前面提到過的促進劑TMTD、硫化劑VA-7，同時還要配合一些硫化促進劑來提高硫化速度和硫化程度，確保絕緣橡皮的物理機械性能和電氣性能。但從絕緣橡皮的彈性、強力和yǒng久變形看，都不如加有硫磺的橡皮（如果不考慮銅絲發(fā)黑的話）。幾十年的實踐已經證實TMTD無法解決銅絲的發(fā)黑問題。另外，絕緣橡皮要有各種顏色，紅、藍、黃、綠、黑是基本顏色，這些顏色的出現也會促使橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的主要填充劑是輕質碳酸鈣和*，由于價格的關系，有些廠家為了降低成本，用價格特別便宜的碳酸鈣和*，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質多，所以物理機械性能比較差，電性能不好，還容易造成銅絲發(fā)黑。還有的廠用活性超細碳酸鈣來提高絕緣橡皮的物理機械性能，而活性鈣多數是用硬脂酸來處理的，這種酸也是促使銅絲發(fā)黑的原因。硫化劑VA-7的使用，可以改善銅絲發(fā)黑，但由于硫化程度不夠，橡皮的yǒng久變形大，會造成橡皮發(fā)粘。特別是加入促進劑ZDC以后，提高了硫化速度，為了防止焦燒，還要加入促進劑DM來延緩焦燒時間。從促進劑ZDC的結構看，是在TETD結構中兩個相連接的硫中間接上一個金屬鋅，結構式為： S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-Zn-S-C-N＜ H5C2 H5C2 與TETD結構式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-S-C-N＜ H5C2 H5C2 十分接近，在配方中還無法避開和秋蘭姆相似的結構銅絲發(fā)黑可能時間略長一點，但沒有從根本上解決。

　　2從電線電纜結構分析

　　2.1銅的催化老化是橡皮發(fā)粘的重要原因前蘇聯電纜科學研究院試驗證明：硫化過程中銅從與橡膠接觸處滲入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。*，微量銅對橡皮有*的破壞作用，也就是我們通常說的重金屬對橡膠的催化老化。在絕緣硫化過程中，秋蘭姆析出若干游離硫與銅反應，形成活性含銅基團： CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時，較弱的-S-S-鍵斷裂，形成活性含銅基：Cu-S-，它與橡膠作用，同時與氧作用，破壞橡膠的長鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國橡膠研究院研究發(fā)粘重現問題時也指出：如果橡膠中含有有害的金屬，如：銅、錳等重金屬鹽類，那么不管促進劑的種類，均會發(fā)生橡膠發(fā)粘現象。

　　2.2橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面的遷移前蘇聯科學家應用放射性同位素證實了電纜護套橡膠中硫擴散的可能性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的擴散系數約為10-6cm2/s。連續(xù)硫化的生產廠，硫化護套橡膠時，溫度在185-200℃之間，這個擴散的系數就更大。由于橡套游離硫的擴散，改變了秋蘭姆橡膠的結構，可能形成多硫鍵。這些多硫化合物通過化學分解和化合實現遷移，即"化學擴"。由于遷移的結果，不僅可改變絕緣橡皮的結構，降低其耐熱性，而且硫與銅表面反應，形成硫化銅和硫化亞銅，導致銅線發(fā)黑。反過來，硫化銅和硫化亞銅加速橡膠的老化，又導致發(fā)粘現象的發(fā)生。

MHYVRP屏蔽監(jiān)控電纜　　3加工工藝方面的原因

　　3.1橡料加工方面的原因在以天然膠和丁苯膠并用為基礎的絕緣配方中，天然膠需要通過塑煉來提高橡膠的可塑性。有些大廠為了產量，用密煉機塑煉，還要加入少量的化學增塑劑--促進劑M來提高塑性。如果塑煉溫度和生膠濾橡時的溫度控制不好，出現140℃以上的高溫，當生膠放到開煉機上緩慢通過滾筒，而上面的積膠由于受到熱氧和促進劑M的同時作用，會發(fā)現橡膠表面好象涂了一層油，實際上是橡膠分子在化學增塑劑的促進下斷鏈比較嚴重，產生了比較軟和粘的較小分子量橡膠。雖然后來與丁苯膠并用混煉出絕緣橡料，這些小分子量的天然膠被均勻地分散在膠料中，這些膠料擠包在銅絲上進行連續(xù)硫化后，當時可能看不出什么問題，但已經為橡膠粘銅絲埋下了一個隱患，也就是說，這些小分子量的天然膠將首先出現局部粘銅絲現象。絕緣橡皮加硫化劑和促進劑的工藝也十分重要。有些小廠在開煉機上加硫化劑，就是將裝有硫化劑的罐子，在滾筒的中部倒入，中間很多，而兩邊較少。當硫化劑吃入橡皮中，翻三角的次數較少，會使硫化劑在橡料中分布不均勻。這樣在擠包連續(xù)硫化時，含硫化劑比較多的地方很容易出現銅絲發(fā)黑現象，在發(fā)黑的地方時間一長，還會出現橡皮粘銅絲的現象。

　　3.2絕緣橡皮硫化方面的原因有些企業(yè)為了追求產量，連續(xù)硫化管只有60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa,而硫化速度要開到120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的停留時間只有30秒。橡皮本身是熱的不良導體，絕緣線芯表面溫度大于190℃，當溫度傳熱到與銅線接觸的里層橡皮時，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度接近時，硫化的橡皮電線芯已經出硫化管了。這樣里層橡皮溫度比較低，大約為170℃，停留只有幾秒鐘就出硫化管，進入冷卻和收線，絕緣橡皮就會硫化不足。為了達到足夠的硫化。促進劑TMTD的用量（作硫化劑用）高達3.4%，過量的硫化劑，在硫化過程中放出的游離硫也多，除供交聯橡膠分子外，還有多余的游離硫。這是促使銅線表面發(fā)黑的原因。

　　總之，解決銅線發(fā)黑的問題，難度仍然較大，從銅絲到橡皮的每一道工序都要認真對待，才能取得較好的效果。膠種選擇和硫化體系的采用仍是問題的關鍵所在。這個問題的解決需要經歷時間的考驗。