鎧裝電纜珠江電纜YJV32
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)材料的剖析以及收集到的材料標(biāo)明,單芯鋼絲鎧裝電纜結(jié)構(gòu)規(guī)劃、選材和運(yùn)轉(zhuǎn)合理性等許多問題逐步引起人們的注重。單芯鋼絲鎧裝電纜的鎧裝損耗越來越引起人們的注重，國(guó)內(nèi)選用單芯鋼絲鎧裝電纜給多處工程帶來費(fèi)事和經(jīng)濟(jì)損失。用戶注重的敏感性及注重程度遠(yuǎn)大于電纜制作廠對(duì)這一問題的考慮。材料[1]中對(duì)這一問題進(jìn)行了論說并排舉了國(guó)內(nèi)敷設(shè)單芯鋼絲鎧裝電纜線路狀況。并提出國(guó)內(nèi)單芯電纜鋼絲鎧裝選用隔磁結(jié)構(gòu)是與世不同的“怪”產(chǎn)品。應(yīng)該與國(guó)外接軌，撤銷銅絲隔磁結(jié)構(gòu)。
60年代中期敷設(shè)了上海過黃浦江電纜，選用意大利比瑞利的220kV充油鉛套PE護(hù)套鋁合金絲鎧裝,廠方選用非磁性鎧裝，消除鋼絲的磁損耗.能進(jìn)步運(yùn)送容量。國(guó)外也有選用硬銅合金絲鎧裝（原文作者以為選用非磁性鎧裝是一種誤導(dǎo)）。60年代后期南京和安慶110KV充油單芯海纜工程曾想象出產(chǎn)非磁性鎧裝，因國(guó)內(nèi)沒有鋁合金絲產(chǎn)品，就改用銅絲隔磁規(guī)劃。在鋼絲鎧裝中心均勻分布3到4根銅絲是單芯電纜外不構(gòu)成閉合磁路。自從那時(shí)起至今國(guó)產(chǎn)超高壓?jiǎn)涡竞＠|悉數(shù)選用隔磁結(jié)構(gòu)鎧裝。（這是否起源于我國(guó)有待于考證-摘錄者自言）。
珠江電纜
文章又羅列幾個(gè)引入工程，1987年廣東虎門220KV充油鉛套PE護(hù)套鋼絲鎧裝PLP外護(hù)層海纜。由日本住友供貨。選用φ8 mm鍍鋅鋼絲45根。為了進(jìn)步運(yùn)送容量，在鉛套與PE護(hù)套間有24根扁平導(dǎo)線共240mm2?；亓鲗?dǎo)體的效果是下降金屬套阻抗，以下降護(hù)套損耗進(jìn)步運(yùn)送容量。1989年廈門集美至高崎跨海峽海纜，220Kv1×630mm2銅芯充油鉛套HDPE護(hù)層鋼絲鎧裝PLP外護(hù)層海纜。由法國(guó)阿爾卡特供貨。選用Φ7.6mm鍍鋅鋼絲41根。1998年北京供電局敷設(shè)在湖里的水底電纜，15kV 1×300mm2銅芯XLPE鉛套鋼絲鎧裝PE外護(hù)層電纜。由法國(guó)阿爾卡特供貨。鎧裝選用φ7 mm鍍鋅鋼絲23根。廠商以為鋼絲外表鍍鋅，其擺放不對(duì)錯(cuò)常嚴(yán)密，鋼絲間被外護(hù)層的防腐劑（如瀝青）所填充，不會(huì)構(gòu)成閉合的磁回路，不會(huì)發(fā)生額定的護(hù)套損耗。
文章說國(guó)產(chǎn)單芯溝通海底電纜鋼絲鎧裝的結(jié)構(gòu)自60年代開端至今一向選用隔磁鋼絲結(jié)構(gòu)規(guī)劃。而一切國(guó)外進(jìn)口的單芯溝通海底電纜的鋼絲全選用鍍鋅鋼絲規(guī)劃，制作廠以為從理論和實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)記錄上看沒有必要采納隔磁規(guī)劃。為了使我國(guó)海纜的結(jié)構(gòu)與國(guó)外產(chǎn)品類似，文章作者的觀念是撤銷隔磁結(jié)構(gòu)。不僅是海纜，110kV XLPE電纜等都應(yīng)該作相應(yīng)的修正。
以上是國(guó)內(nèi)外高壓和超高壓電纜用于水下敷設(shè)時(shí)單芯鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)方面的狀況。關(guān)于35kV及以下電纜因?yàn)閲?guó)家規(guī)范中規(guī)則選用銅絲隔磁結(jié)構(gòu)，所以各個(gè)制作廠根本都是按規(guī)范制作。規(guī)劃部分和運(yùn)用部分也選用此類電纜。出問題的大有其在。
鎮(zhèn)海煉化第二熱電站1＃發(fā)電機(jī)組至變壓器選用的是8.7/10kV1×500mm2 YJV32 φ3.15鍍鋅鋼絲鎧裝，并用4根銅絲隔磁。電纜焚毀的除了成束敷設(shè)方面的原因外，鋼絲是構(gòu)成電纜焚毀的原因之一。
某電站選用1×400mm2 YJV32 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜15根，每相5跟并聯(lián)。（先不剖析其挑選電纜類型是否合理。）試運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)載流才能遠(yuǎn)小于規(guī)劃的載流才能。用戶提出是否是鋼絲鎧裝損耗太大的原因。故提出要做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。鎧裝電纜珠江電纜YJV32本文便是針對(duì)該工程對(duì)單芯鋼絲鎧裝電纜進(jìn)行了載流量實(shí)驗(yàn)。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)來說話。要點(diǎn)從鎧裝原料和運(yùn)轉(zhuǎn)方面來討論為往后電纜結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃供應(yīng)材料。
2.實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)材料
2．1 實(shí)驗(yàn)與核算材料
模仿某電纜線路工程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。8.7/15 kV 1×400 mm2 YJV32 交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯鋼絲鎧裝電纜。其試樣結(jié)構(gòu)尺度列于表2-1。
注: 導(dǎo)體屏蔽層厚度為0.8 mm.絕緣屏蔽層厚度為0.6 mm.銅帶厚度0.2mm。包帶厚度0.2mm。
鋼絲直徑φ2.5mm 4根等直徑的銅絲均勻分隔作為隔磁。
空氣中敷設(shè)，不同的擺放辦法下載流量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)列于表2-2中。
注：* 依據(jù)丈量外表的部位不同，溫度相差較大。
** s – 相鄰電纜軸心之距離。 De – 電纜外徑
依照IEC 60287規(guī)范依據(jù)試樣尺度對(duì)單芯鋼絲鎧裝電纜進(jìn)行了載流量核算，核算結(jié)果列于表2-3。
注：* 工作溫度下的導(dǎo)體的溝通電阻（Ω/m） .
** 鎧裝鋼絲損耗（依據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)鎧裝損耗核算值核算而得）。
平面擺放，電纜中心距離為2根電纜外徑(De)。
2．2 現(xiàn)場(chǎng)材料
某工程現(xiàn)場(chǎng)電纜擺放如圖2-1所示。測(cè)驗(yàn)材料經(jīng)過收拾匯總?cè)缦?。依?jù)＃1～＃2機(jī)組電流分配數(shù)據(jù)核算出電纜線芯和外表的溫度列于表2-4和表2-5。核算線芯溫度和外表溫度所選用的參數(shù)如下：
依據(jù)丈量電流而核算出線芯溫度和外表溫度。鎧裝電纜珠江電纜YJV32選用的參數(shù)是YJV32電纜的核算參數(shù)值(如溝通電阻和熱阻)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)(如鋼絲損耗等)。
圖 2-1 電纜擺放示意圖
表 2-4 ＃1機(jī)組 31 MW 1800 A
* 每一線路由三根單芯電纜呈三角形擺放，互相之間有一空隙。
* 因?yàn)樽杩挂痣娏鞣峙洳痪?br />
* 每一線路由三根單芯電纜呈三角形擺放，互相之間有一空隙。
* 因?yàn)樽杩挂痣娏鞣峙洳痪?br />
3.1 載流量下降
首要討論單芯鋼絲鎧裝電纜在相同工作溫度和相同環(huán)境條件下為什么載流量要比非鎧裝電纜載流量要小得多？其間首要原因是鎧裝鋼絲損耗太大。在三角形擺放狀況下鋼絲的磁滯和渦流損耗是線芯損耗的3倍多。平面擺放是線芯損耗的2倍多。鎧裝電纜珠江電纜YJV32即使是別離敷設(shè)（電纜中心之距離大于2倍的電纜外徑），鋼絲損耗也是線芯損耗的2倍多。載流量對(duì)錯(cuò)鋼絲鎧裝單芯電纜載流量的57%（互相觸摸三角形擺放）和64%（空隙為1個(gè)電纜外徑平面擺放）。從熱阻方面考慮，有于鋼絲電纜比同截面的非鋼絲鎧裝電纜外徑大得多（大約1.2倍）?？諝庵蟹笤O(shè)時(shí)其外部熱阻要比非鋼絲鎧裝電纜小（大約是0.80%）。盡管鋼絲鎧裝多了內(nèi)襯層熱阻，其添加肯定值與外部熱阻的減小簡(jiǎn)直相抵消。所以說鎧裝損耗在這兒起著肯定效果。這是載流量下降的首要原因。
3.2 鎧裝損耗
單芯電纜鋼絲鎧裝損耗為什么這么大？鎧裝電纜珠江電纜YJV32其損耗原因首要是磁滯和渦流損耗起決定性效果。這些損耗都與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，而磁場(chǎng)強(qiáng)度又與線芯電流有關(guān)。當(dāng)鋼絲單點(diǎn)互連時(shí)，鎧裝不存在環(huán)流損耗。電纜是相當(dāng)于無限長(zhǎng)直導(dǎo)線，其線芯電流在本電纜鋼絲中的電場(chǎng)遠(yuǎn)大于其它相鄰電纜電流在該鋼絲中的電場(chǎng)，以為鋼絲損耗首要是本電纜線芯電流引起的。三根單芯呈三角形擺放運(yùn)轉(zhuǎn)于三相體系和三根單芯呈三角形擺放串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)于單相體系中，依據(jù)表2-2 實(shí)驗(yàn)材料（單相）和現(xiàn)場(chǎng)的丈量材料（三相）反映到載流才能和溫度兩個(gè)參數(shù)來剖析在三角形擺放時(shí)兩者的鋼絲鎧裝損耗是挨近的。這僅僅是就該組數(shù)據(jù)而言。因?qū)嶒?yàn)條件約束無法進(jìn)行三相體系實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過表3-1的核算溫度參數(shù)至少能夠闡明電纜呈三角形擺放時(shí)單相的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（載流量）與三相體系下在現(xiàn)場(chǎng)擺放辦法下的丈量電流是附近的。
注：① 實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)電纜都呈三角形擺放，但現(xiàn)場(chǎng)的三角形中有一膠木條離隔。
② 核算值（依據(jù)電流和熱阻核算）。
③ 為便于比較已將表2-2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已換算到環(huán)境溫度38.5℃時(shí)的等效值。
④ 三角形電纜組的外表溫度隨部位的不同相差很大，表中數(shù)據(jù)僅供參考。
3.3 隔磁是偽概念
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)材料標(biāo)明，單芯鋼絲鎧裝其隔磁結(jié)構(gòu)是不起效果的。鋼絲是磁性材料，銅絲對(duì)錯(cuò)磁性材料，在導(dǎo)體中有交變電流經(jīng)過期，在鋼絲部位因?yàn)橛秀~絲刺進(jìn)或許引起磁力線崎變，但不能中止。交變電磁場(chǎng)在鋼絲中因?yàn)榇呕瘡?qiáng)度總是要落后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的改動(dòng)(磁滯現(xiàn)象)，鐵磁體重復(fù)磁化時(shí)磁體分子的位相不斷地改動(dòng)，分子振蕩加重，要發(fā)熱，溫度增高。使分子振蕩加重的能量是由保持磁化場(chǎng)電流的電源所供應(yīng)的。在交變磁場(chǎng)中鋼絲中也發(fā)生應(yīng)電流，這種應(yīng)電流在鋼絲體內(nèi)自己閉合構(gòu)成渦流。因?yàn)殡娮韬苄。瑴u流強(qiáng)度能夠很大，是鋼絲放出很多熱量。其熱能也是源于保持磁化場(chǎng)電流的電源所供應(yīng)的。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)丈量標(biāo)明這種隔磁結(jié)構(gòu)是個(gè)偽概念。從定量核算比較復(fù)雜，IEC 60287 規(guī)范中僅對(duì)電纜距離10m的海底敷設(shè)單芯鋼絲鎧裝電纜提出鎧裝損耗與線芯損耗持平的核算辦法。在沒有核算辦法之前最好經(jīng)過實(shí)驗(yàn)處理單芯鋼絲鎧裝電纜載流才能。關(guān)于正在考慮的問題，選用實(shí)驗(yàn)辦法處理是契合IEC規(guī)范的處理問題的準(zhǔn)則的。幸虧上海電纜研討地點(diǎn)60年代就制作了電纜載流量實(shí)驗(yàn)基地，現(xiàn)在已改建成契合國(guó)家級(jí)要求的實(shí)驗(yàn)室。有一整套載流量測(cè)驗(yàn)設(shè)備。除了一般性電纜外，還為特別電纜熱功能實(shí)驗(yàn)服務(wù)。
定論
經(jīng)過上述剖析至少能夠獲得兩點(diǎn)收成：
1）單芯鋼絲鎧裝電纜載流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同截面非鎧裝單芯電纜，鎧裝電纜珠江電纜YJV32千萬不能按非鎧裝電纜挑選載流量（能夠說100%廠家供應(yīng)的載流量都是過錯(cuò)的）。
2）鋼絲鎧裝損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線芯損耗，隔磁結(jié)構(gòu)實(shí)踐上是虛設(shè)的，不起效果。隔磁是一個(gè)偽概念。
綜上所述，對(duì)單芯鋼絲鎧裝電纜而言因?yàn)殒z裝磁損耗構(gòu)成了載流量減小。這是單芯鋼絲鎧裝電纜喪命的缺陷?？墒菃涡句摻z鎧裝電纜又有其能接受拉力和強(qiáng)壯的外來機(jī)械力的效果，實(shí)踐上也是不行短少的產(chǎn)品。如江河湖海敷設(shè)的海底電纜。因而，主張選用：
1）單芯電纜非磁性鎧裝（如不銹鋼絲、銅合金或鋁合金絲），這絕不是誤導(dǎo)。
2）一定要挑選鋼絲者選用鍍鋅鋼絲，并涂以防腐層，鋼絲之間互相離隔。材料[1]說國(guó)外廠家以為能夠到隔磁效果。但筆者以為這與選用銅絲隔磁效果沒有多大差異。能夠做個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。不在這兒加以談?wù)摗?br />
3）除江河湖海水底及接受巨大拉力特別狀況外，鎧裝電纜珠江電纜YJV32通常狀況下不易選用單芯鋼絲鎧裝電纜，如地道、托架等不接受拉力和或能夠意料的外來機(jī)械力不是很大時(shí)。
別的，主張修正電纜規(guī)范其間的單芯鋼絲鎧裝電纜選用銅絲隔磁結(jié)構(gòu)改為選用非磁性原料作為鎧裝絲。 |
