探討多根單芯電纜并聯(lián)使用后的一些問(wèn)題

電纜實(shí)際并聯(lián)使用過(guò)程中以單芯電纜并聯(lián)較多，單芯電纜實(shí)際并聯(lián)使用過(guò)程中可能會(huì)由于敷設(shè)方式的影響，其實(shí)際的載流量不一定能夠滿足實(shí)際負(fù)荷的需要，實(shí)際使用中可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。實(shí)際上，當(dāng)6根電纜毫無(wú)間隙的并列碼放在空氣中敷設(shè)后其實(shí)際再流量只能達(dá)到理論載流量的60%左右，如果再加上電纜的負(fù)荷按理論上進(jìn)行選擇，沒(méi)有按照實(shí)際敷設(shè)情況進(jìn)行校正。很可能造成電纜在實(shí)際通電過(guò)程中上處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，造成電纜通電運(yùn)行產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。因此在電纜的并聯(lián)敷設(shè)過(guò)程中其實(shí)際載流量不是簡(jiǎn)單的存在"1+1=2"的關(guān)系，很可能出現(xiàn)"1+1=1.5"甚至出現(xiàn)"1+1=1"的現(xiàn)象,造成電纜實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象?，F(xiàn)在我們舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如容量為570KW,額定電流為1140A左右的三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載,采用兩根YJV-0.6/1KV-1*300的電纜并聯(lián)進(jìn)行供電,按理論設(shè)計(jì)計(jì)算給定值, YJV-0.6/1KV-1*300單根電纜在空氣中敷設(shè)起理論計(jì)算載流量約為750A,兩根電纜的理論并聯(lián)載流量可達(dá)1500A左右,*可以滿足設(shè)備的實(shí)際使用需要。我們現(xiàn)在假設(shè)有32根電纜全部集中在一個(gè)在橋架上并排堆積隨意碼放敷設(shè),而上述并聯(lián)供電的兩根YJV-0.6/1KV-1*300也位于其中 。查閱相關(guān)材料發(fā)現(xiàn),當(dāng)電纜在空氣中6根毫無(wú)間隙堆積碼放后電纜的實(shí)際載流量將下降到理論計(jì)算給定值的60%。那么原來(lái)的電纜的實(shí)際載流量為1500×60%=900A,每根電纜分配到的實(shí)際載流量為450A左右, 與理論計(jì)算載流量750A相差近300A，這樣電纜在實(shí)際使用過(guò)程就存在嚴(yán)重過(guò)載發(fā)熱現(xiàn)象。

　　而且實(shí)際敷設(shè)電纜的根數(shù)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于6根,那么實(shí)際電纜的再流量可能可能比900A還要小。如何解決這個(gè)問(wèn)題,有些人提出再并聯(lián)一根YJV-0.6/1KV-1*120電纜以減少其余兩根電纜的分配的電流,現(xiàn)在我們從理論上先假設(shè)計(jì)算一下,三根電纜并聯(lián)后,負(fù)荷電流的實(shí)際分配情況，假設(shè)3根并聯(lián)使用的電纜長(zhǎng)度都為1公里，敷設(shè)溫度全部按20℃計(jì)算。而且假定并聯(lián)的1公里兩根YJV-0.6/1KV-1*300電纜導(dǎo)體電阻**。實(shí)際上由于制造工藝上的問(wèn)題不可能達(dá)到*的*，導(dǎo)體電阻還是有微小的差別。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程我們忽略上述影響。20℃銅導(dǎo)體zuì大直流電阻銅芯300mm2為0.0601Ω/km,120 mm2為0.153Ω/km, 1140A的電流的實(shí)際分配計(jì)算120 mm2截面分配電流為(0.0601*0.0601/0.153*0.0601+0.153*0.0601+0.0601*0.0601)=187A,剩余300 mm2截面的上分配的電流為953A,而每一根300 mm2的電纜上實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流為477A左右,這樣的情況下電纜的實(shí)際通電依然存在過(guò)載現(xiàn)象。而電纜120的實(shí)際災(zāi)流量在這種情況下的載流量為435*60%=261A，仍然有很大的余量但電流的分配規(guī)律卻不會(huì)將電流分配到120截面的電纜上去，實(shí)際上原來(lái)的問(wèn)題依然沒(méi)有得到解決。而且我們的假設(shè)只有電纜為6根的情況，也不符合我們的既定的要求。設(shè)想再加一根300 mm2截面的電纜，其實(shí)際載流量的分配規(guī)律為1140*1/3=380A，因此在實(shí)際的并聯(lián)電纜過(guò)程中要對(duì)所家電纜的截面必須進(jìn)行計(jì)算嚴(yán)正后，才能進(jìn)行并聯(lián)使用，否則及時(shí)加了電纜可能也不能解決問(wèn)題，zuì好的情況是采用加相同規(guī)格的電纜，而且保證長(zhǎng)度相同，這樣保證電流的分配基本均勻。實(shí)際上在現(xiàn)場(chǎng)安裝全部完成以后再進(jìn)行一次現(xiàn)場(chǎng)電纜的重新安裝和返工，在一般情況下是很難實(shí)現(xiàn)的。因此電纜先期的正規(guī)設(shè)計(jì)和敷設(shè)安裝工作至關(guān)重要，后期所采取的方式往往只是一種補(bǔ)救措施，很難從根本上 解決問(wèn)題。

　　而且在多芯電纜的并聯(lián)使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，鎧狀電纜并聯(lián)要將每根電纜的的主線芯A，B，C三相錯(cuò)開對(duì)應(yīng)并聯(lián)使用，不能將鎧狀多芯電纜的所有線新并接在一相上當(dāng)單芯電纜使用，如果這樣做，會(huì)在電纜的鎧狀鋼帶中產(chǎn)生渦流效應(yīng)，造成電纜的發(fā)熱，產(chǎn)生熱擊穿故障。這雖然是一個(gè)很簡(jiǎn)單的電學(xué)原理，但在筆者多次走訪用戶的過(guò)程中有時(shí)還是有用戶提出類似的問(wèn)題和做法。在三相四線制不平衡照明負(fù)載中，我們負(fù)載的接線和分配方式要盡可能保證負(fù)載的分配均勻，盡可能保證三相電流平衡，否則可能會(huì)由于三相電流的嚴(yán)重不平衡造成在鎧狀鋼帶中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，造成電纜的發(fā)熱。

屏蔽計(jì)算機(jī)電纜-DJYVP-10*3*0.75　　電纜的并聯(lián)使用對(duì)于各線路端部接線鼻子的松緊程度也要引起注意，因?yàn)槭褂貌⒙?lián)電纜的負(fù)載的容量一般都比較大，其每公里的導(dǎo)體電阻都在0以下，如果在線路的任何一端一旦出現(xiàn)線鼻子松動(dòng)和接觸不良現(xiàn)象，都會(huì)成倍增加線路的導(dǎo)體電阻，造成電流分配不均甚至旁路現(xiàn)象，這樣就會(huì)造成并聯(lián)的個(gè)別電纜產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，引發(fā)故障。

　　同時(shí)可能電纜的實(shí)際線路的導(dǎo)體電阻并不可能**，因此相同型號(hào)規(guī)格的電纜在對(duì)電流的分配也不可能是平均分配，可能在電流的實(shí)際分配過(guò)程中可能還存在一定的差異。

　　因此在多根單芯電纜的實(shí)際并聯(lián)使用過(guò)程中要根據(jù)其實(shí)際敷設(shè)情況進(jìn)行校正，否則可能造成電纜并聯(lián)使用過(guò)程產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，影響電纜的正常使用。

電纜故障的性質(zhì)與分類

1. 以故障材料特征分類

可分為串聯(lián)故障、并聯(lián)故障及復(fù)合故障三類。

（1）串聯(lián)故障

串聯(lián)故障（金屬材料缺陷）是指電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體（包括鉛、鋁外皮）斷開的故障。它是廣義的電纜開路故障。因纜芯的連續(xù)性受到破壞，形成斷線或不*斷線。不*斷線尤其不容易發(fā)現(xiàn)。串聯(lián)故障具體可分為：一點(diǎn)開斷、多點(diǎn)開斷、一相斷線、多相斷線等。

（2）并聯(lián)故障

并聯(lián)故障（絕緣材料缺陷）是指導(dǎo)體對(duì)外皮或?qū)w之間的絕緣水平下降，不能承受正常運(yùn)行電壓而發(fā)生的短路故障。它是廣義的電纜短路故障。這類故障由于纜芯之間或纜芯對(duì)外皮間的絕緣破壞而形成短路、接地、閃絡(luò)擊穿等現(xiàn)象，在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)頻率較高。并聯(lián)故障具體可分為：一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。

（3）復(fù)合故障

復(fù)合故障（絕緣材料、金屬材料都出現(xiàn)了缺陷）是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現(xiàn)故障。它包括一相斷線并接地、兩相斷線并接地、兩相短路并接地等。

2. 以故障點(diǎn)絕緣特征分類

根據(jù)電纜故障點(diǎn)絕緣電阻Rf與擊穿間隙G的情況，電纜故障又可分為開路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡(luò)故障四大類。該分類法為現(xiàn)場(chǎng)電纜故障zuì基本的分類方法，特別有利于探測(cè)方法的選擇。

其中，間隙擊穿電壓UG的大小取決于故障點(diǎn)放電通道（即擊穿間隙）的距離G，絕緣電阻Rf 的大小取決于故障點(diǎn)電纜介質(zhì)碳化程度，分布電容 Cf 的大小取決于故障點(diǎn)受潮程度。

（1）開路故障

電纜金屬部分的連續(xù)性受到破壞，形成斷線，且故障點(diǎn)的絕緣材料也受到不同程度的破壞?，F(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf 為無(wú)窮大（∞），但在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電擊穿；檢查芯線導(dǎo)通情況，有斷點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)一般以一相或二相斷線并接地的形式出現(xiàn)。

（2）低阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障?，F(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf小于10Z0（Z0為電纜的波阻抗，一般取10～40Ω之間）?，F(xiàn)場(chǎng)一般低壓動(dòng)力電纜和控制電纜出現(xiàn)低阻故障的幾率較高。

（3）高阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障?，F(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf 大于10Z0，在直流高壓脈沖試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電擊穿。高阻故障是高壓動(dòng)力電纜（6KV或10KV電力電纜）出現(xiàn)幾率zuì高的電纜故障，可達(dá)總故障的80%以上。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)時(shí)，筆者一般取Rf =3KΩ為劃分高阻與低阻故障的界線。因?yàn)?/span>Rf =3KΩ時(shí)，恰好能得到回線法電橋jīng確測(cè)量所必需的10～50mA的測(cè)量電流。

屏蔽計(jì)算機(jī)電纜-DJYVP-10*3*0.75（4）閃絡(luò)故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)閃絡(luò)故障。現(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf為無(wú)窮大（∞），但在直流耐壓或高壓脈沖試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)性電擊穿。閃絡(luò)性故障比較難測(cè)，特別是新敷設(shè)的電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)出現(xiàn)閃絡(luò)故障時(shí)。現(xiàn)場(chǎng)一般使用直流閃絡(luò)法進(jìn)行探測(cè)。

3. 以故障觸發(fā)原因及故障點(diǎn)特征分類

根據(jù)電力電纜在運(yùn)行或預(yù)防性試驗(yàn)中，電纜、電纜頭及中間盒出現(xiàn)不同特點(diǎn)的絕緣破壞，還可分為放炮故障、擊穿故障和運(yùn)行故障三類。

（1）放炮故障

在工礦企業(yè)，運(yùn)行中的電力電纜，由于種種原因，絕緣出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，產(chǎn)生跳閘的事故。稱為電纜放炮。這類故障的特點(diǎn)是：電纜故障點(diǎn)多數(shù)有鉛包或銅皮破裂，外部有不同程度的變形；電纜故障性質(zhì)常表現(xiàn)為兩相短路接地或兩相斷線并接地，其接地電阻一般較小，解剖故障點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)電弧擊穿的碳化點(diǎn)或樹狀放電碳道與裂痕。電纜放炮故障，其故障特征明顯，大多數(shù)情況下，運(yùn)行值班人員都能提供放炮大致位置。所以，這類故障除少數(shù)較復(fù)雜的情況需測(cè)距外，一般只要用萬(wàn)用表測(cè)定故障的具體性質(zhì)（單相接地、短路接地、斷線接地等），可用聲測(cè)法直接定點(diǎn)，簡(jiǎn)單明了。

（2）擊穿故障

實(shí)際工作中，因預(yù)防性試驗(yàn)而觸發(fā)的電纜絕緣破壞事件，習(xí)慣稱為電纜擊穿。該類故障均發(fā)生在直流實(shí)驗(yàn)電壓下，其絕緣破壞為電擊穿，接地點(diǎn)一般鉛包或銅皮完好，外部無(wú)明顯變形（機(jī)械創(chuàng)傷除外）。電纜擊穿故障多為單純性接地故障，其接地故障較高，解剖故障點(diǎn)，絕緣材料沒(méi)有碳化點(diǎn)，但通過(guò)儀器可發(fā)現(xiàn)碳孔和水樹枝老化結(jié)構(gòu)。對(duì)電纜擊穿故障，特別是一些高阻接地性電纜擊穿故障，其測(cè)試難點(diǎn)在測(cè)距。由于該類故障較為隱蔽，測(cè)試參數(shù)復(fù)雜多變，缺少規(guī)律性，所以能否迅速發(fā)現(xiàn)電纜故障點(diǎn)，測(cè)距是關(guān)鍵。"高壓回線法"、"電錘法"均具有探測(cè)該類故障zuì有效的方法。

（3）運(yùn)行故障

它是指工廠電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，電纜饋出線、電機(jī)、變壓器的電纜引線，其高壓二次回路出現(xiàn)電壓波動(dòng)或發(fā)現(xiàn)接地信號(hào)（有接地保護(hù)的電力元件出現(xiàn)接地跳閘），排除其他電力元件故障的可能性而確定的電纜故障。這類故障的zuì大特點(diǎn)就是不明確。電纜運(yùn)行故障的形式就是電纜放炮（如兩點(diǎn)接地引發(fā)的相間短路）；另一部分運(yùn)行故障在做停點(diǎn)檢查時(shí)，由于耐壓通不過(guò)而發(fā)展成電纜擊穿故障（如電纜老化、絕緣缺陷等）；還有一部分電纜運(yùn)行故障是由于電纜引出線安裝位置不當(dāng)（如電纜相間或?qū)Φ鼐嚯x不夠、電纜頭臟污或電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)水等），這些故障主要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單處理即可；zuì不明確的是那些瞬時(shí)接地、產(chǎn)生不穩(wěn)定閃絡(luò)的電纜運(yùn)行故障。該類故障在電纜停電后，絕緣電阻測(cè)量和直流耐壓實(shí)驗(yàn)有相當(dāng)部分可以通過(guò)，再把電纜投入系統(tǒng)后，也能正常運(yùn)行一段時(shí)間；剩下的就是單相接地電纜故障，它們約占電纜運(yùn)行故障的40%，這種接地故障一般外部也沒(méi)有明顯變形，接地電阻也不太高（一般幾十至幾百歐）。解剖故障點(diǎn)有細(xì)微的碳化點(diǎn)。

電纜運(yùn)行接地故障原因有兩種：其一，由于電纜運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，絕緣層出現(xiàn)自然老化；其二，電纜在腐蝕環(huán)境中，電纜護(hù)套被迅速破壞，腐蝕性氣體侵入絕緣層使其劣化。電纜絕緣層不管出現(xiàn)老化還是劣化，其擊穿電壓都會(huì)下降，zuì終導(dǎo)致額定工頻電壓下的電擊穿，從而產(chǎn)生電纜接地故障。這類故障可用"低壓回線法"探測(cè)；用"電錘法"探測(cè)，效果也較好。