電力電纜技術論文
電力電纜技術論文
電線電纜是用于傳輸電力、傳輸信息和實現(xiàn)電磁能量轉換的一大類電工產(chǎn)品，在所有經(jīng)濟活動和社會生活中的不可或缺，學習啦小編為大家整理的電力電纜技術論文，希望你們喜歡。
電力電纜技術論文篇一
電力電纜應用
【摘要】隨著電力行業(yè)、能源行業(yè)的發(fā)展電線電纜越來越多的應用到生活的各個領域，可以說二十一世紀將是電線電纜的時代。本文就此主要對電纜的敷設方式、選型，故障排查，以及在施工中要注意的問題做一綜合闡述。
【關鍵詞】電纜;應用;敷設方式;選型;截面積
1.電纜的定義
電線電纜是指用于電力、通信及相關傳輸用途的材料。“電線”和“電纜”并沒有嚴格的界限。通常將芯數(shù)少、產(chǎn)品直徑小、結構簡單的產(chǎn)品稱為電線，沒有絕緣的稱為裸電線，其他的稱為電纜;導體截面積較大的(大于6平方毫米)稱為大電線，較小的(小于或等于6平方毫米)稱為小電線，絕緣電線又稱為布電線。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。
2.電線電纜在社會發(fā)展中的重要作用
2.1 電力電纜在社會生活中的作用
電線電纜是用于傳輸電力、傳輸信息和實現(xiàn)電磁能量轉換的一大類電工產(chǎn)品。在所有經(jīng)濟活動和社會生活中的不可或缺，凡有人群生活的地方，凡有生產(chǎn)、交通以及一切經(jīng)濟活動的場合，凡在宇宙空間、地下、海洋等一切需要探索、開發(fā)的所有活動中，以及任何一項科技開發(fā)創(chuàng)新項目的研制活動中，都離不開電力和電磁波的應用。而電能、電磁波的發(fā)生、傳輸及應用都必須采用電線電纜來作為連接、傳輸?shù)牟考蜃鳛橹鳈C的繞組材料。事實上，一切工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、建筑工程和設施、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和科研、軍工裝備或軍事設施、太空、海洋的探測以及社會生活(包括每一個家庭和人們的日常生活)都與電線電纜產(chǎn)品息息相關。
2.2 我國電線電纜的發(fā)展
我國的電纜工業(yè)是1949年新中國成立后，從無到有，突飛猛進地發(fā)展起來的。到目前為止，無論是工藝裝備水平還是產(chǎn)品技術水平都達到或接近世界先進水平。特別從用銅量(包括用鋁的折算值)和總產(chǎn)值來看，我國電纜工業(yè)的規(guī)模已處于世界前三名之內(nèi)。例如，2000年我國電纜工業(yè)總產(chǎn)值已達900億元，約占全國國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的1%，約占機電工業(yè)總產(chǎn)值的4%、電機電器工業(yè)的17%。在機電工業(yè)的135個行業(yè)中，產(chǎn)值規(guī)模僅次于汽車工業(yè)而名列第二。這些說明了電線電纜產(chǎn)品的在國民經(jīng)濟中占有相當大的比重。因此電力行業(yè)也應更加重視電線電纜的對企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要性。
圖1
3.電力電纜
在電力系統(tǒng)中采用的電線電纜產(chǎn)品主要有架空裸電線、匯流排(母線)、電力電纜(塑料線纜、油紙電纜、橡套線纜、架空絕緣電纜)、分支電纜(取代部分母線)、電磁線以及電力設備用電氣裝備電線電纜等。而我們通常所說的電纜的即是電力電纜。電力電纜的特點是在導體外擠(繞)包絕緣層，如：架空絕緣電纜，或幾芯絞合(對應電力系統(tǒng)的相線、零線和地線)，如二芯以上架空絕緣電纜，或再增加護套層，如塑料/橡套電線電纜。主要的工藝技術有拉制、絞合、絕緣擠出(繞包)、成纜、鎧裝、護層擠出等，各種產(chǎn)品的不同其工序的組合也有一定的區(qū)別。如圖1、2所示。
圖2
4.電力電纜的敷設方式、選型、截面積的選擇
4.1 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(xiàn)有建筑物的密度電纜線路長度、敷設條數(shù)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(shù)和反復開挖路面的現(xiàn)象，但初期投資巨大，建筑材料耗資金，在國內(nèi)，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(jīng)濟型的敷設方式，直埋電纜是最經(jīng)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(jù)工程條件、環(huán)境特點、電纜型號和數(shù)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(jīng)濟合理的原則確定。
4.2 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(lián)聚乙烯電纜等。根據(jù)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(chǎn)技術和生產(chǎn)工藝的不斷提高，交聯(lián)聚乙烯電纜已成為使用最廣的電纜產(chǎn)品。在電纜選型時，應根據(jù)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。
4.3 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(jù)負荷預測結果，發(fā)展規(guī)劃，選擇合適的截面積，使電力電纜滿足最大工作電流下的纜芯溫度要求和電壓降要求，最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(wǎng)改造技術導則》和《城市電力網(wǎng)規(guī)劃導則》要求。
在三相四線制低壓電網(wǎng)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(wǎng)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。
5.電力電纜的可靠運行
要保證電力電纜的可靠運行，首先是在施工時的注意事項以絕后患，其次是在線路出現(xiàn)故障時及時有效、快速的維護減少損失。
電力電纜施工中注意的問題：
(1)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(xiàn)象發(fā)生。
(2)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(nèi)部受到機械損傷，而機械損傷致使電纜絕緣強度下降，直到出現(xiàn)故障。尤其在電纜頭制作時，三根電纜頭長度一致，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，電纜頭根部可能會受損放電。如若在設備的連接處，適當縮短中相電纜頭連接長度，使三相電纜頭均不受外力，則運行效果良好。由此可見，電纜施工過程中，要盡可能減少電纜受到的扭力，在電纜轉彎和預留電纜時，讓電纜處于自然彎曲，杜絕內(nèi)部機械損傷現(xiàn)象。
(3)電纜防潮問題
運行經(jīng)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良，潮氣侵入而造成絕緣強度下降。而中、低壓電力電纜網(wǎng)多采用樹枝狀供電方式，電纜終端頭數(shù)量較多。因此做好電纜終端頭和中間接頭的堵漏密封是保證電纜安全可靠運行的重要措施之一。
(4)中、低壓電力電纜接地問題
在公用中、低壓電力電纜網(wǎng)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。在中、低壓電纜網(wǎng)中，所有電纜接頭處均應設置接地極(網(wǎng))，并使金屬護層可靠接地。
6.結束語
在全球化經(jīng)濟發(fā)展浪潮下，高樓大廈鱗次櫛比，電力用戶的猛增等等。要求我們應用的電纜負荷量更大，跨度更長，承受高溫高壓等惡劣環(huán)境。因此超高壓、大長度、大截面、多樣化和高可靠性是當今電力電纜技術發(fā)展趨勢。
參考文獻
[1]電線電纜手冊[S].
[2]電線電纜安裝手冊[S].
作者簡介：王景超(1986-)，男，河北平泉人，現(xiàn)供職于冀東油田供電公司。
電力電纜技術論文篇二
電力電纜故障探測
【摘要】隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高和電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電能已經(jīng)成為人們生產(chǎn)和生活中一種必不可少的能源。而隨著人們對城市環(huán)境和美觀程度的要求越來越高，柱上設備和配電架空線路已經(jīng)不能夠滿足人們對城市電網(wǎng)系統(tǒng)美觀性的要求。電力電纜的產(chǎn)生能夠在保證人們的用電需求的同時，保持環(huán)境的整潔，在現(xiàn)代的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。然而，要保證電力電纜能夠有效運行，必須采取有效的措施對電力電纜故障進行及時的探測。本文將總結電力電纜故障的探測方式，為實際電力電纜故障探測提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】電力電纜;故障;探測
隨著我國經(jīng)濟的逐漸發(fā)展和城市電網(wǎng)的逐漸完善，電力電纜在我國的工礦企業(yè)、事業(yè)單位等企業(yè)得到的重要的應用。在電力電纜的應用過程中，電纜的質量和狀態(tài)會在很大程度上影響電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的運行。一些電網(wǎng)的設計不符合規(guī)范、電纜的質量存在缺陷或者電纜在工作的過程中過熱的原因以導致電纜出現(xiàn)故障，而在電纜出現(xiàn)故障時，及時準確的對故障進行探測和定位能夠減少電網(wǎng)故障而引起的重大經(jīng)濟損失。
1.常見電力電纜故障
電力電纜從鋪設安裝到運行維護的整個過程，電力電纜故障具有不同的特點，所以，在進行電力電纜故障探測的過程中，應把握不同階段電纜故障的特點，從而能夠及時準確找到電力電纜的故障。
1.1電力電纜安裝環(huán)節(jié)易出現(xiàn)問題
在電纜鋪設的過程中，由于選址不當?shù)葐栴}，導致電纜旁邊的土壤影響電纜，從而使電纜產(chǎn)生位移，電纜附件的安全性得不到保障。在鋪設排管的過程中，由于橫向約束的影響，導致電纜易出現(xiàn)彎曲變形等問題，電纜的金屬保護套產(chǎn)生疲勞應變，產(chǎn)生安全隱患。在進行地溝敷設的過程中，一些鋪設工作不能夠牢固固定電纜，一出現(xiàn)斜面的滑落問題。此外，在斜井敷設電纜過程中，不能夠準確衡量井位的跨度，使電纜在使用的過程中受到自身重力或者熱機械力的影響，在很大程度上減少電纜的壽命。電纜故障或者壽命受到影響除了受到電纜敷設不當?shù)挠绊懼猓€受到外力因素的影響，其中最易受到機械損傷。機械損傷主要是由于在電纜鋪設完成之后，進行道路綠化、園林建設或者建筑施工等，導致電纜鋪設的標示樁被破壞或者丟失，從而使電纜受到外力的破壞造成故障。
1.2電纜運行維護過程中易出現(xiàn)問題
電力電纜系統(tǒng)在運行的過程中，由于自身性質特點和敷設過程中的敷設方式問題;在運行過程中外界環(huán)境的影響導致電纜運行出現(xiàn)故障問題。其中電纜運行過程中易出現(xiàn)的故障主要分為絕緣性問題和接頭問題。其中絕緣性問題產(chǎn)生主要是由于電纜的材料性質和鋪設問題引起的。我國目前電纜鋪設采用的主要的絕緣材料為橡皮絕緣材料、塑料絕緣材料、氣體絕緣材料以及油浸紙絕緣材料。在鋪設的過程中可能因為造型不當、制作不良或者使用的過程中長期過載、靠近熱源等多種原因，導致電纜易受到化學腐蝕和受潮，導致電纜在運行的過程中會時常出現(xiàn)絕緣、老化或者受潮等問題，造成電纜故障。關于接頭問題主要是因為電纜鋪設的密封失效、連接不良、封鉛漏水或者在運行過程中長期過負荷運行等原因造成的。電纜接頭的故障主要表現(xiàn)為電纜的終端頭或者中間接頭處發(fā)生爆炸。
2.電纜故障探測的傳統(tǒng)方法
2.1電纜故障測距的傳統(tǒng)方法
目前我國關于電纜故障測距的傳統(tǒng)方法主要有測量電阻電橋法、低壓脈沖反射法、脈沖電壓取樣法、脈沖電流取樣法和二次脈沖法五種。其中，測量電阻電橋法在被稱之為經(jīng)典方法。這種方法能夠有效地測量短路和低阻故障。進行故障探測的主要原理是利用電橋平衡，對應的橋臂電阻的乘積相等，電阻與電纜長度成正比的。測量電阻電橋法具有操作簡單方便、測量精度高的優(yōu)點。但是也具有測試局限性較高的缺點。在測量100千歐以下的短路或者接地電阻進行相間短路、單相接地、二相接地或者三相短路等故障的測量的測試誤差能夠保持在0.3%-0.5%之間。而當電阻的超過100千歐時，電橋的回路電流很小，導致一般電橋不能夠準確測量和判斷電橋的平衡。低壓脈沖法主要用于測量電纜的低阻和斷路故障。而電纜運行過程中低阻和斷路故障約占電纜運行故障的百分之十左右。除此之外，低壓脈沖法還用于測量電纜的長度，檢查電纜的斷路和短路點，以及測量電纜接頭和附件的位置和數(shù)量。低壓脈沖法故障探測的原理是將低壓脈沖在短時間內(nèi)沿著電纜進行傳送，當脈沖遇到中間接頭、終端頭、斷點或者短路點時，脈沖將會發(fā)生反射，之后使用脈沖之間的時間差來進行測量差距。而這種探測方式的局限性在于不能用于測量高阻性和閃絡性故障。脈沖電壓取樣方法主要包括直流高壓閃絡法和沖擊高壓閃絡法。這種方法主要用來測量閃絡性故障和高祖泄露。主要的探測原理是用直流或者高壓脈沖信號將電纜的故障擊穿，只夠記錄下測量點與故障點之間高壓脈沖的往返時間。脈沖電流取樣法的故障探測原理是采用高壓將故障點擊穿，在這個過程中，陡度較大的高壓直流電流遇到故障點之后會瞬間放電，同時伴隨著放電聲音、放電火花與放電脈沖波。該方法就是利用放電脈沖波在測量點與故障點之間往返時間的測量，從而計算出故障點的位置。二次脈沖法是采用高壓發(fā)生器沖擊閃絡技術，對故障點進行測量的一種方式。這種方式測量故障點的始端或者近始端的波形較為復雜，而且存在一定的盲區(qū)，導致測量誤差較大。
2.2電纜故障定點的傳統(tǒng)方法
電纜故障定點的傳統(tǒng)方法主要包括聲測法、聲磁同步法和音頻感應法三種。其中聲測法主要是利用在故障被擊穿時產(chǎn)生的放電聲音進行測量。聲磁同步法是結合直流高壓沖擊故障產(chǎn)生的脈沖磁場和放電聲音。當聲測定點中接收到的脈沖磁場即可認為是故障點發(fā)出。音頻感應法主要用于測量電阻小于10歐的低阻故障。
3.新型電纜故障探測方法
3.1新型電纜故障測距方法
結合計算機技術產(chǎn)生的新型電纜故障探測方式主要有：實時專家系統(tǒng)、因果網(wǎng)電纜故障定位和小波變換電纜故障定位等方法。其中實時專家系統(tǒng)是將利用計算機技術在電纜故障探測領域能夠使用人的思維來解決復雜的問題。為了能夠實現(xiàn)人類專家的思維，要有包含大量專家知識的數(shù)據(jù)庫，并采用一系列新的規(guī)則來維護數(shù)據(jù)庫的正常運行。因果網(wǎng)主要包括四類節(jié)點：征兆、狀態(tài)、假設和起始原因。其中狀態(tài)節(jié)點表示電網(wǎng)中某個節(jié)點的狀態(tài)。征兆節(jié)點是狀態(tài)節(jié)點的征兆。假設節(jié)點是系統(tǒng)對故障進行的診斷假設，起始原因節(jié)點表示的是使故障產(chǎn)生的最終原因。因果網(wǎng)能夠詳細地描述繼電器、開關和故障元件之間的關系，但并不涉及到部件的內(nèi)部細節(jié)，從而能夠更加直觀、簡潔地描述故障發(fā)生的原因。小波變換電纜故障探測方式是由數(shù)學知識分支來的故障探測方式，是電纜故障探測的先進算法，能夠有效應用于電纜故障的暫態(tài)信號分析中。
3.2新型電纜故障定點方法
新型的電纜故障定點方法主要包括：人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、全球定位系統(tǒng)的行波故障定位以及分布式光纖溫度傳感器。人工神經(jīng)網(wǎng)絡是模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡，通過將節(jié)點比作神經(jīng)元，之后進行神經(jīng)元之間輸入和輸出達到信號處理目的的一種方式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡主要用于故障模式的識別和故障的征兆的預測。全球定位系統(tǒng)的行波故障定位主要是為了彌補傳統(tǒng)阻抗算法對于阻抗接地、直流輸電線和多端電源線路故障探測不準確的問題。分布式光纖溫度傳感器是通過檢測電纜故障點的溫度變化來對電纜故障點進行定位的方法。該方法具有操作簡便，定位速度快以及不受電磁干擾等優(yōu)點。
4.總結
隨著科學技術的進步和人們對電力電纜要求的逐步提升，電纜故障的探測應結合先進的科學技術，從而能夠滿足人們的需求。
【參考文獻】
[1] 馬麗莉.試論電力電纜故障探測和定位方法[J].機電信息，2013，(33)：105-106.
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