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中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)10-0013-02
1 概述
光纤复合低压电缆(OpticalFiberCompositeLow-VoltageCable,简称OPLC)是一种同时具有电能传输与光通信传输的复合电缆,通过电缆绝缘单线与光单元的不同组合,实现了智能电表到户,配合无源光网络技术,承载用电信息采集、智能用电双向交互、多网融合等业务。
随着国家电网“三网融合”工程项目的不断推进。将通过实施电力光纤等智能电网工程,使电网与电信网、广播电视网、互联网等进行有机融合。
2 光纤复合低压电缆的主要特性和用途
2.1 产品特点
OPLC是将电力电缆和光缆通过工艺的手段结合在一起,其最大的特点是融合了光纤通信和电力传输的功能,速度快、传输容量大、衰减小,具有优良的传输性能、优异的机械性能和电气性能。
OPLC是在通信接入网中将光纤随低压电力线进行集成敷设,融合了光纤通信与电力传输的功能,集光纤和电力输配电缆于一身,避免二次布线,节约大量的金属、管道、塑料等资源,可有效降低施工、网络建设等费用,是目前性价比最高的“最后一公里”接入方案。
OPLC产品具有多路光纤,除了电网光通信自身需求外,还能分别为电信和广电运营商提供用户通路,相互独立、互不干扰。其衰减系数在使用波长为1310nm时,衰减系数不大于0.36dB/km;使用波长为1550nm时,衰减系数不大于0.22dB/km。
2.2 主要用途
本产品适用于额定电压0.6/1kV及以下线路中,供输配电能与光通信之用,可以广泛应用在智能社区、智能建筑、智能交通、智能家庭等各个领域。
3 光纤复合低压电缆的结构与设计
OPLC是将光单元和电力电缆绝缘线芯通过工艺的手段绞合成缆在一起的过程,电缆的导体和绝缘的优劣等对性能的影响是很严重的,而光单元的传输特性主要是衰减特性,它直接影响光单元的中继距离和传输容量,光单元的使用寿命与其机械性能密切相关。光单元的衰减包括弯曲损耗,微弯损耗和吸收损耗所产生的衰减。弯曲损耗是因为光纤弯曲产生的损耗,光纤的弯曲曲率半径小到一定程度时纤芯内光射线不能满足全内反射条件,使光功率由传输模式转为辐射模式而造成损耗;而微弯损耗是在光纤复合低压电缆成缆过程中,光单元中的轴线发生随机的微小变化,由此而引起的损耗称之为微弯损耗;光纤的衰减是衰减系数来表示的。另外,温度对光单元的衰减有一定的影响。
目前,OPLC电缆结构形式主要有三大类:
一类是光单元位于绝缘单线中心,并进行成缆绞合绕包,这时,光单元位置于多个绝缘单线的中间,优点是节省了成缆时的光纤冗长,缺点是在产品敷设运行过程中,不利于光单元的散热和弯曲,影响光单元的使用寿命和增大了光单元衰减性能。
另一类是光单元位于绝缘单线的外侧,优点是光单元散热性能好,节约了部分填充材料,并且在弯曲的过程中,光纤衰减系数最小。
最后一类是光单元位于护套的内侧,优点是散热性能优越,但易影响成品的外观与不圆度。产品表示过程中,主要是绝缘材料、护套材料选用不用,而表示类型不同,适用的场合也不相同。
光单元的组合结构形式主要有五种:非金属层绞全干式、非金属中心管全干式、非金属层绞油膏填充式、非金属中心管油膏填充式和蝶形光单元。目前,由于受到加工技术、生产设备的限制,在实际应用中光纤复合低压电缆的光纤单元形式主要是其中的两种:非金属中心管全干式光单元和非金属中心管油膏填充式光单元。
我公司生产的光纤复合低压电缆,采用的结构形式为光单元位于绝缘单线的外侧,然后进行成缆绕包。在低压电网中,一般采用三相四线制进行输电传送,其产品结构设计已申报两项国家专利,专利分别为ZL-201020571319.7《光纤复合低压电缆》、ZL-201020571316.3《预制光纤复合低压电缆》。
4 产品制造过程中主要工艺探讨
OPLC电缆的制造工艺与常规硅烷交联聚乙烯电缆相同,并无特殊之处,具体过程不再赘述。但对光纤复合低压电缆来讲,制造过程中关键工序为:成缆绕包工序,如果生产过程中,控制不当,极易影响光单元的质量与性能。成缆绕包过程即是电力电缆和光缆通过工艺的手段将二者组合在一起的过程,生产过程中需要注意并解决以下两点问题:
4.1 避免光纤受压拉伸问题
光单元的主要材料是石英玻璃,在生产过程中如果受到较大的压力和拉力将会严重影响对光纤的性能。我公司主要是通过生产工艺技术控制与设备局部进行改造两个途径来解决光缆在成缆过程中受压和拉伸的问题,确保了产品的质量。
4.1.1 对光单元的结构进行了设计规定,减少了生产过程中光单元的各种损耗。
4.1.2 为了防止光纤单元在生产过程中受到较大的牵引拉力,我公司对成缆设备中的放线架进行了局部改进,将被动放线改为主动放线,并增加了2台11kW小型电动机。改进后放线装置主要组成部分:放线张力控制器(用于放线盘的驱动)、导辊支架、夹紧放松电机。在实际生产过程中,让光纤单元放线盘以适当的速度向前运动或放线架伴随着放线速度进行旋转,较好地解决了光单元受拉伸这一技术问题。
4.1.3 为了防止光纤单元在成缆绞合过程中受到较大的压力,通过对成缆压模内径的合理设计以及生产过程运用工艺技术手段严格控制电缆绝缘线芯和光缆的外径,较好地避免了光纤单元在成缆过程中引起的光纤衰减。
4.2 光单元和电力电缆的温度相兼容问题
光纤复合低压电缆敷设运行之后,一般使用年限均在30年以上,光单元与电力电缆长期工作温度相兼容性是非常重要的问题,因此,在成缆过程中选用散热性能好的非吸湿性填充物填充,并将光纤单元放置在绝缘单线的周边,减少对电缆绝缘线芯的接触,从而减少了温度对光纤的影响。
通过以上方法与措施,可有效避免光纤单元在生产过程中因受挤压、拉伸变形等因素所引发的附加衰减。
5 结语
本文主要对光纤复合低压电缆的结构、工艺以及实际制造过程关键点控制进行了探讨,由于电力电缆与光纤单元结构的多样性、复杂性。因此,在产品结构设计、光单元类型的选择、成缆过程中工艺技术的控制都需要进行适当的调整与改进,以便生产出性能优异的光纤复合低压电缆产品。
参考文献
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[5] 室内光缆系列(YD/T1258-2006)[S].
关键词:电力载波;扩频通信
中图分类号:TM732 文献标识码:B 文章编号:1674-3954(2013)21-0291-02
1 前言
电力载波技术是在电力系统有的通信技术。研究和应用目标是将来自多信息源的数据和信息加以智能化的合成,产生比单一传感器更精确、更完整、更可靠的描述和判决,它在军事和民用方面有着极为广泛的应用背景,是目前科技界的一个热门研究领域。电缆被盗是电力系统中最严重的灾害之一。最近几年电缆被盗事故发生频繁,给国家造成了重大的经济损失和安全隐患。为此提高低压配电电缆防盗报警系统的可靠性和及时性就非常重要。基于低压电力载波通信的电力电缆防盗系统虽然具有物理链路、易维护、易推广、易使用、低成本等优点,但是电力载波系统的通信受线路影响非常严重,导致其误报率非常大,严重地影响了报警系统价值的发挥。基于多传感器融合技术在信息处理中的优势,将其应用到电缆防盗报警系统中,为低压电力电缆的安全运行、提高电缆报警系统的可靠性和可维护性开辟一条新的途径。防盗报警系统由报警主站和线路探测终端组成。本文详细论述了系统设计思想、总体方案以及软硬件的实现,并提出了一些实际可行的抗干扰措施,进行了测试与分析。最后,对全文进行了总结和展望,提出了有待于进一步研究的方向。
2 目前常用的电缆防盗方法
2.1 电流检测型的电缆防盗方案
通过检测电缆回路中是否有电流的存在来判断电力线缆的完整性。如果检测到电缆回路中有电流,则说明电缆完整;如果检测到电缆回路中的电流为零,则说明某段电缆发生故障或者被盗。该防盗防警系统不适用于电力系统,如:公路隧道鼓风机和远程遥控电力设备等的电力电缆。另外值得我们关注的是,在电力主电缆上一般都会并接有多路分支,只有当所有分支电缆全部都被盗剪时,电缆回路的电流才会为零,如果是局部电缆被盗剪,电缆回路的电流依然不为零,所以该防盗报警方案存在着严重的漏报现象。
2.2 电容探测法
该防盗系统的原理是利用一对空置的电缆,将其终端短接,始终与报警器的多谐振荡保持连接,当电缆回路正常的情况下,振荡器没有信号输出,报警器不会发生报警。当电缆被盗时,空置电缆就成了一个电容,而且容量的大小与空置电缆被剪的位置有关。因此电缆被盗的位置不同,振荡器所输出的信号的频率也不相同,对输出的方波脉冲进行计算就可以确定被盗的位置。
2.3 电力载波通讯法
电力载波通讯是在电力线缆上加载载波信号,一旦电缆被盗,信弓的传输就会中断,探测终端接收不信号,报警主机就会发出报警信号。因为该方案是在电力线缆上传输载波信号,所以不需要另外架设专线。与其他线路检测技术相比,电力载波具有安装简便、侦测方法隐蔽、不受电缆是否带电以及不受外界环境影响等特点。
3 关键技术及其方案
3.1 提高报警的准确性
(1)为了提高系统的容错性能,把报警定时器的定时时间设定为发完3次载波的时间,这样尽管是某一次通信失败,只要不是3次通信连续失败,都不会产生误报。
(2)优化载波发送和接收终端的供电方案
为了避免由于停电而造成防盗报警系统的错报和漏报现象,发送和接收终端都应接上备用电源,在正常情况下以电力线进行供电,一旦停电,供电线路自动切换到备用电源。
3.2 对报警地点进行定位
对接收终端进行编码,赋予每个接收终端一个地址,如第1个终端到第n个终端处于正常状态,而第n+1个及以后的终端都于处于不正常状态下,则可以推断出报警地点在n~n+1之间。在实际应用中,两个终端之间的距离一般设为1000m,对于对供电要求不高的线路,这个断点误差范围还是可以接受的。
3.3 对干扰的克服
低压电力线的设计并不是为了用作通信的信道,只有在正确了解电力线载波信道的特性的基础上,与通信技术进行比较,并分析电力线防盗系统对通信技术的需求特点,这样才能找到一种适合用于让载波信号在电力电缆上进行传输的调制方式。低压电力线传输特性中的重要参数是输入阻抗,对输入阻抗进行研究,对于增强网络的输入功率以及提高发送机的效率都具有重大意义。低压电力电缆的输入阻抗与传输信号的频率有着密切的关系。当电力线上没有荷载时,电力线就相当于一根传输线,在分布电容和分布电感的影响下,输入阻抗会随着传输信号的频率的增大而减小,这样显然不符合实际的需求。
干扰是利用电力电缆进行通信的主要障碍,干扰可以分为人为干扰和非人为干扰。人为的干扰是由接在电力电缆上的用电设备所产生的,这种干扰对利用电力线进行通信的影响非常严重。非人为干扰是指一些自然现象(如:雷电)对电力线产生的干扰。所以,电力电缆上干扰并不是简单的可加性高期性白噪声。
为了研究低压电力电缆的干扰特性,要在不同的地域进行大量的实验,如:工业区、城市以及乡村。现在把干扰噪声的主要来源归为四大类:①电源电路和可控硅电路产生的50Hz或60Hz倍频谐波;②由于负载与电网不同步而产生的一种具有平滑功率谱的干扰,如:电动机所产生的干扰;③电器开启或关闭时所产生的单脉冲噪声干扰;④非同步周期的噪声干扰,如:电视机的行扫频率。脉冲干扰对通信系统的影响非常重大,脉冲噪声产生突发性干扰会引起瞬间的高误码率。
为了克服以上干扰,保证载波信号传输的准确性,可以采取以下措施:
3.3.1 利用扩频技术
电力载波通信的实现方式主要有三种:窄带通信、幅度调制以及扩频通信。幅度调制技术是最早使用的数字通信技术,这种技术是通过对载波的幅度进行调制来传输信号,这种通信方式最不可靠,特别是在四周充满了噪声的低压电力电缆上,很难保证通信高速和可靠地进行,所以很少在实际中应用。
扩频通信技术是利用与传输数据的无关码来扩展被传输信号的频谱,使所占有的带宽远远超过传送数据所需要的最小带宽,在接收终端利用相同的无关码对接收信号进行同步处理,以恢复数据。扩频通信的优点是:可抗频率选择性衰落、抗干扰能力强以及频谱利用率高、容量大。
3.3.2 提高接收的门坎
在保证降低传输衰落和提高信号幅度的基础上,适当调低接收的灵敏度。
4 防盗系统的基本结构
4.1 载波的发送、中继以及接收电路
电力载波技术是在电力电缆上利用1.6~30MHz的频带范围进行信号的传输。在发射端对信号进行调制和线路耦合,然后在电力电缆上进行传输。而在接收终端就先进行耦合和滤波,将电力线上调制信号滤出来,再进行解调,把调制信号还原成原信号,然后送至单片对其进行处理。同时,通过中断模块把调制信号发送至下一个接收模块。载波发送与接收的结构原理图如图2所示。
4.2 报警器部分
在电力线的末端定时向报警主机发送载波信号,主机的单稳态定时电路定时接收信号,然后重新复位,不输出高电平,系统据此判断电力线完整,不会发出报警请求;如果在单稳态定时电路在翻转时没有接收到信号,则输出高电平,报警主机发出报警信号。
当被监测的电力线被盗时,报警主机便通过数据线向双音多频拨号器传送同步脉冲信号,此时双音多频拨号器便输出双音多频信号,该拨脉冲就是工作员预先设置的电话号码。同时在报警主机内接上GSM模块便可以传送无线电信号将警情以电话或短信的方式传送至相关工作人员的手机上。
5 结束语
随着电力载波技术的迅速发展,基于此技术开发电力线防盗系统可以大大降低电力线的防盗费用,所以基于电力载波的电力线缆防盗报警系统具有很大发展前景,电力载波技术的电力线防盗报警系统会为电力系统管理部门提供更为高效的防盗手段。
参考文献
关键词:低压电缆线路故障保护措施
Abstract: with the development and progress, cable line in our country have been widely used. But in the use of power cable of time but did not pay much attention to low voltage cable line of effective protection, make low voltage cable line often destroyed. In this paper, the low voltage cable line protection some research and discussion, and puts forward some feasible Suggestions.
Keywords: low voltage cables line fault protection measures
中图分类号:TM773 文献标识码:A文章编号:
近几年我国经济得到了快速发展,电力市场的需求也在不断增大,为了解决这一供求矛盾,科研人员都把目光投在了高压电缆的应用和推广,从而忽视了对已经普遍使用的低压电缆线路的有效保护。在实际生活中低压电缆的数量要远超于高压电缆的数量,其已经广泛用于企事业单位以及住宅小区等地。所以对低压电缆线路进行有效的保护是当今亟待解决的问题。
一、 低压电缆线路的故障
低压电缆线路的故障只存在短路、开路以及短路这三种情况。低压电缆线路的绝缘性能要求比较低,且其在运行过程中电流比较大,在电路出现故障之后会有明显的特征,其具体分类如下:
1、整条低压电缆线路被烧断或者其中的某一处被烧断,这一类故障会造成配电柜上的电流继电器动作,故障处的电缆损坏十分严重。
2、电缆只有一相断路,电流继电器动作,故障点损害比较轻但是故障表露的比较明显。故障有可能是由于此相电流过大或低压电缆的质量所造成的。
3、电缆的各相都发生短路,这类故障都造成配电柜上的电流继电器以及电压继电器都动作,同时低压电缆发生故障的位置也十分严重。低压电缆内部发生短路,在外表上是没有明显的痕迹的,这一类故障通常是由于其质量问题造成的,而且这类故障相对比较少见。
二、低压电缆线路故障的检测
根据“冲闪法”的设计原理设计出的低压电缆故障测试仪能够解决很多电缆故障,其检测方法主要有以下三个步骤:
1、首先使用测距仪来测量距离。首先要判断低压电缆线路故障是高阻、低阻还是接地,按照不同的条件使用不同的测试方式。如果故障时接地的,就可以直接使用测距仪的低压脉冲方法来测量距离;若是高阻故障,那么就需要使用高压冲击放电法进行距离测量。
2、查找路径。在查找路径的时候,要给低压电缆加一个信号,然后在使用接收机来接收信号,顺着有信号的路线走一遍,就可以确定电缆的路径。如果路径清楚,就可以省略这一步骤。
3、按照测量出来的距离进行精确定位。其主要根据是打火放点所产生的声音,在从定点仪听到声音最大的位置,就是故障的位置所在。
每个行业使用的电缆等级、接线配电方式、使用环境以及绝缘要求都不同,不同的电缆故障的特点也有不同之处。所以在实际操作中,要具体问题具体分析,使用合适的电缆故障测试仪来进行测试。
三、 低压电缆线路的保护措施
1、低压电缆接头的保护。其故障多事是电缆的中间以及终端接头故障,这类故障大多是由接头的密封不良导致潮气侵入造成电缆绝缘性能下降,低压电缆网多数使用树枝状供电方式,其接头数量较多,所以对其接头的堵漏封关是一项重要的保护措施。其方法是在电缆或者皮线在架空线路上塔头引下线的时候,在胶接的时候,要使用绝缘胶布裹好搭接处,在接线处折一个弯头,防止由于没有裹好绝缘胶带导致雨水进入电缆线路中。
2、适当地增大低压电缆的截面,保证中性线的负载能力。居住区的低压电网通常采用三相四线制,在低压电缆网中有一根线芯称为中性线,其主要作用是通过三相交流电的不平衡电流。在低压电缆网中的不平衡电流过大的时候,低压电缆中性线会因为截面太小导致严重过载。所以要适当地调大低压电缆的截面,使用四芯截面的低压电缆,这样在三相负荷不平衡的情况下,中性线有足够的通过不平衡电流的能力。
3、要建立低压电缆线路的定期巡检制度。为了掌握低压电缆电力设备的健康情况,及时地发现和解决缺陷,预防故障的发生,使其安全运行得到有效的保证,建立和完善低压电缆线路巡查和维护制度有着十分重要的意义。对有人值班的配电室,要根据值班巡视的规定来执行,对于无人值班的配电室,每周都要巡视一次。尤其是在重要节日、农忙季节以及恶劣天气的时候,一定要组织人员进行特殊巡视。在发生故障的时候,一定要立即对其故障巡视,查找故障原因,及时地进行处理。在必要的时候可以组织夜间巡视,对巡视结果要做好记录。
结束语:
低压电缆线路在我国的应用十分广泛,保证低压电缆线路正常运行对我们生产生活十分重要。所以对低压电缆线路的保护有着十分重要的意义,我们在使用低压电缆线路的时候,一定要重视对其的保护,避免造成重大的损失。
参考文献:
[1] 陈明辉,何祥针,周胜,王大刚,王志强,文福拴. 中低压铜芯电缆经济电流密度的更新与分析[J]. 电力科学与技术学报, 2009,(01) .
关键词:小区;供配电系统;设计
Abstract: in this paper, the residential electrical design of power supply and distribution system has carried on the simple analysis and elaboration.
Keywords: residential area; Power supply and distribution system; design
中图分类号:U223.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一.设计说明
1.1 住宅小区基本情况
该住宅小区占地面积约73000平方米,共有建筑27座,其中高层住宅楼6座、多层住宅楼10座、写字楼4座,此外还有小区物业、泵房、热力交换站及车棚、地下车库等公共用电设施。
1.2 设计范围
按照市区供电部10kV及以下配电网络设计的规定,对于住宅小区配电工程,设计范围为:高压侧从市区公用10kV配电线路起,在接引10kV电源处设置明显断开点,低压侧至小区内各建筑低压用电计量装置上表位。
1.3 设计原则
随着我国城镇化建设的加速,各地的开发小区悄然兴起,以满足城市人口急剧膨胀的需求。小区的特点是占地面积大、人口集中。在供配电设计中,必须根据小区实际特点,采用多种供配电形式和方法以满足使用功能的要求,做到整体布局合理,给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时,还要做到环境的美化,使整个小区的配电合理、适用、经济。
住宅小区的供电方案主要有:柱上变压器配电、独立配电室配电、箱式变电站配电三种。其中,柱上变压器配电方案投资小,但对小区环境影响较大,不易深入负荷中心。独立配电室配电方案需要一定面积的土建占地,增大了建设投资,对于本设计所选择的小区来说并不适宜。箱式变电站配电方案的特点是,体积小、占地小、外形美观,高压侧采用电缆引入,箱变位置可以随意选择,使得低压配电部分更加合理,提高了供电可靠性。因此,本设计考虑将住宅小区的主要供电模式定位为箱式变电站配电工程。
1.4 环境条件
1.当地年最高温度+40 C°,年最低温度-30 C°,年平均温度+10 C°。
2.覆冰-5mm,最大风速30m/S。
3.当地海拔高度800米。
2. 住宅小区负荷计算
2.1 供配电系统概述
随着国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展,各地新建中高档住宅小区越来越多。准确计算出住宅小区的用电负荷,合理选择配变电设施,才能既满足小区居民现在及将来的用电需要,又能合理降低工程造价、节省投资。供配电系统设计要彻执行国家的技术经济政策,做到保障人身安全,供电可靠,技术先进和经济合理。另外,供配电系统的还必须做统筹兼顾,按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件,合理确定设计方案。
2.2 负荷分级及供电要求
2.2.1 负荷分级的相关规范:
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定:
1.符合下列情况之一时,应为一级负荷:
(1)中断供电将造成人身伤亡时。 (2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
(3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。
在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷。2.符合下列情况之一时,应为二级负荷:
(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。
(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
3.不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 。
2.2.2 本工程的负荷情况:
按我国有关规范规定,凡多层住宅用电均按三级负荷供电,而小区的配套设施如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》(GBJ 16-87)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98)、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50057-97)设置相应的消防设施,且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级,即宜两路供电或地区供电条件困难时,二级负荷可由一路专用10 kV架空线路或电缆供电。本工程包含高层普通住宅、多层住宅、商铺、车库等,属于规范规定的二级负荷。
2.3 电源及高压供配电系统
本小区位于城市主城区,高压电源由附近10kV配网线路接引。近年来,为保证供电质量和供电可靠性,某些小区高压部分采用双电源的供电模式,但对于本设计中的小区来说,参考《城市电力网规划设计导则》有关规定,并不符合规定中重要用户的标准,因此,只允许接入一路高压电源。如有需要,可对电梯、消防设施自备应急电源,但应急电源与工作电源之间必须采取措施,防止并列运行对10kV供电网络造成反送电事故。应急电源的设置需经供电部门审查同意后方能接入。
小区南侧即为10kV高压架空线路,可直接在就近砼杆上引一路10kV电源,组立附杆1基,使用绝缘导线从线路主杆接引至附杆,再从附杆敷设高压电力电缆至小区内高压设备。
2.4 负荷计算
2.4.1 住宅小区住户照明用电负荷计算方法:
简单测算住宅小区住户照明用电负荷的方法可以有两种:
1.单位指标法
单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)即: Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)
式中Pei——单位用电指标,如:W/户(不同户型的用电指标不同),由于地区用电水平差异,各地区应根据当地实际情况取用
Ni——单位数量,如户数(对应不同面积户型的户数)
应用以上方法计算负荷应乘以同时系数,即实际最大负荷(PM)。 PM=Pjs×η
式中η——同时系数,η值按照住户数量多寡不同取不同的数值:一般情况下,用户数量在25~100户时取0.6;用户数量在101~200户时取0.5;用户数量在200户以上时取0.35
2.单位面积法
按单位面积法计算负荷,在一定的面积区有一个标准,面积越大的区其负荷密度越小,其表达式为:PM=Ped×S×η
式中PM——实际最大负荷,kW S——小区总面积,m2
Ped——单位面积计算负荷,W/m2η——同时系数,取值范围同上
2.4.2 其它负荷计算方法:
根据以上两种方法求出照明及家用负荷后,还需考虑其它用电负荷。比如本小区还包括小区物业公司、泵房、热力交换站及车库、自行车棚等用电负荷;另外还有四座小高层,还应考虑电梯负荷;二次加压泵房负荷(供生活及消防用水),以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷,而其出现最大值的时段为每天19:00~22:00,因而在计算小区的最大负荷时以19:00~22:00时段的照明及家用电负荷为基础,然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为:
1.电梯:
PD=∑PDi×ηD。
式中PD——电梯实际最大总负荷,kW
PDi——单部电梯负荷,kW
ηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见表2-1)
表2-1 电梯同时系数一览表
2.二次加压水泵:PMS=∑PSi×NSi
式中PMS——二次加压水泵最大运行方式下(开泵最多的方式)的实际最大负荷
PSi——各类水泵的单台最大负荷
NSi——最大运行方式下各类水泵的台数
3.物业楼:
PWM=PWS×ηW
式中PWM——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷
PWS——物业楼设计最大负荷,kW
ηW——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数
4.路灯及公用照明:
按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL(kW)。
5.住宅小区的综合最大负荷
P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)
3. 住宅小区供配电措施
住宅小区供配电特点:住宅小区楼房林立,各栋楼房之间空间较大,供电面积较大,负荷点的离散性大,每台箱变供电范围有限,因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。
首先把开发小区根据单体建筑的布局和负荷容量进行分块,形成以箱变为中心的配电区域。每一台箱变置于区域的位置中心地带,向周边区采用电缆放射式配电(一般为6~10回路)。每一组区一般由5~8栋多层建筑组成。再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支线缆至各单元内配电箱。除高层楼房内配电箱及多层楼房单元内电表箱有电表位置外其它均需加装低压电表计量箱。配电模式示意如图3-1:
图3-1配电模式示意
3.1. 箱式变的台数与容量、类型的选择
3.1.1 变压器的容量选择
电源采用现场一级变压,10 kV变0.4 kV(户外箱式变电站)。住宅小区负荷点多而分散,箱变分布在负荷中心,减小一次投入,降低运行成本,提高用户的用电质量。从站变到箱变的10 kV用电缆连接,各个箱变的容量由各进户单栋楼房的区域计算总负荷选定。
3.1.2 变压器的类型选择
目前国内10kV以下配网主要采用的变压器类型有:油浸式配电变压器S9系列配电变压器,S11系列配电变压器,卷铁心配电变压器,非晶合金铁心变压器,浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。
非晶合金铁心变压器是新一代的配网变压器,主要优点是空载损耗低,其空载损耗值与同容量S9型变压器相比,可降低75%,节能效果明显。但价格较高、材料依赖进口,且并未完全推广开来。普遍设计还是使用S9系列油浸式配电变压器。由于采用油变容量在800kVA及以上时需加装瓦斯保护装置,使箱变的设计变得复杂、不易操作,也增加了安全隐患。因此,通常变压器容量在800kVA及以上时选择构简单,维护方便,又有防火、难燃等特点的环氧树脂绝缘干式变压器,
综上所述,本工程所使用的四台变压器型号分别为S9-630kVA 10/0.4kV,SCB10-800kVA 10/0.4kV,SCB10-1000kVA 10/0.4kV两台。
3.1.3 箱式变及内部设备的类型选择
国内配网主要应用的箱式变有两类:美式箱变、欧式箱变。
美式箱变是高压开关与变压器共箱结构的小型化预装式变电站,它具有供电可靠、安装迅速、操作方便、造价低等优点,但共箱式箱变的变压器、柜体都不方便单独拆卸,不易检修。在实际应用中,主要用在建设空间不足、地域狭窄的位置。
欧式箱变为模块化结构布局,将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置三个不同的隔室内、通过电缆或母线来实现电气连接,所用高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。外形美观大方,内部操作空间较大,安装操作比较方便,易于后期检修维护,一般为商住小区配电工程的首选。本工程所选用的箱式变型号为:ZBW-12型
3.2 高、低压分线设备选择
3.2.1 高压电缆分支箱的选择
由上述内容可知,本小区共需安装箱式变四座,高压主进线为一路,因此高压电缆分支箱宜采用进线侧单开关型电缆分支箱。此类新型高压电缆分支箱为单元柜式,采用模块化复合绝缘柜,一体化充气SF6负荷开关,具有安全、易操作、进出线组合灵活的特点。因此本设计中高压电缆分支箱选用长度小、电缆排列清楚、三芯电缆接引不需交叉的欧式电缆分支箱。本设计高压电缆分支箱选择型号为:KDF-1K-1/5型
3.2.2低压电缆分支箱的选择
低压电缆分支箱采用DFW-0.4kV低压电缆分接箱,此类低压电缆分支箱的特点是:采用预制型电缆插器件,具有全绝缘、全密封、全防水、免维护、安全可靠。适合安装在住宅小区的环境中,位置通常选择安装在需要分支进线电缆的楼房侧面散水上,结构紧凑、体积较小,既不会影响住宅小区的美观环境,也不会影响小区内正常交通。
3.3. 高、低压电缆类型及截面型号选择
3.3.1 低压电缆配置原则
电缆路径的选择应符合下列要求:
1.应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害;
2.应便于敷设、维护;
3.应避开场地规划中的施工用地或建设用地;
4.应在满足安全条件下,使电缆路径最短。
在住宅小区配电工程中,电缆主要采用直埋式敷设方式,缆外皮至地面的深度不应小于0.7m,并应在电缆上下分别均匀铺设100mm厚的细砂或软土,并覆盖建筑用砖作为保护层。电缆路径穿越小区主干道等可能有机动车行经的道路时,需穿铸铁保护管敷设。
10kV降压变压器的供电半径通常设计值不大于500米,由箱变出线的低压主缆敷设至各用电建筑,有单元进线的则需在建筑物的外墙上明设低压电缆分支箱,与箱变的距离一般控制在30~200 m以内。低压电缆分支箱接箱至各栋电源箱的进户电缆控制在25~150 m以内,设计应考虑电缆路走捷径。
3.3.2 高压电缆的选择
高压电缆选用铝芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装氯乙烯护套电力电缆(YJLV22 6/10kV)。
交联聚乙烯绝缘电力电缆具有卓越的热—机械性能,优异的电气性能和耐化学腐蚀性能,还具有结构简单、重量轻、敷设不受落差限制等优点,是目前广泛用于城市电网、矿山和工厂的新颖电缆。交联聚乙烯绝缘电力电缆导体最高额定工作温度为90℃,比纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆均高,所以电缆的载流量也进一步提高。
3.3.3 高压电缆截面选择
依据3.1.2中变压器一次侧的额定电流,可以确定所要选的高压电缆截面型号:
630kVA变压器选用YJLV22-3×35高压电缆,800kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆,1000kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆,高压主进线选用YJLV22-3×150高压电缆。
3.3.4 低压电缆的选择
低压电力电缆采用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆(YJV22 0.6/1kV )。本工程中除自行车棚照明用电选用两芯电缆外,其余低压电缆均为四芯电缆。
3.3.5 低压电缆截面选择
低压电缆截面可根据负荷值的大小计算选择,依据有功功率计算公式:P=√3UIcosφ
根据第二章计算出的负荷值,代入上式得出各居民楼负荷电流值:I=P÷(√3UIcosφ)
再依据不同规格电缆载流量选择所需电缆截面,考虑低压电缆使用中热稳定影响以及线路长度造成的电压降的情况,实际使用的电缆截面选择必须在按需用电流的基础上增大一到二个型号的截面。
各住宅楼单元进线电缆选择:本小区多层住宅楼每单元每层为2户,每单元共12户,按单位指标法计算Pjs=Pei×Ni×η=4kW×12户×0.8=38.4kW,所需电流为I=P÷(√3UIcosφ)=68.64A,选YJV22 -4×25mm2型。自行车棚负荷主要为照明负荷,从低压电缆分支箱至车棚电表电源电缆选用YJV22 -2×10mm2型;地下车库负荷为三相四线,从低压电缆分支箱至车库电表电源电缆统一选用YJV22 -4×16mm2型;
小区商户一般为二层,平均面积在200平方米,依面积法计算单户负荷为:PM=Ped×S=80W/m2×200m2÷1000=16kW,所需电流为I=P÷(√3UIcosφ)=28.6A,从电缆分支箱至各商户低压电缆选用YJV22 -4×16mm2型。
4.防雷接地
4.1 电力设备防雷
在配电网络中,由于接地种类的不同,其保护接地方式、供电系统也有所不同。正确理解和推广使用几种低压保护接地方式及供电系统,对提高电网安全、可靠运行水平有着十分重要的意义。
4.2 低压配电系统的接地型式和基本要求
低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统,其中TN系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。
1.TN系统应符合下列基本要求:
(1)在TN系统中,配电变压器中性点应直接接地。所有电气设备的外露可导电部分应与配电变压器中性点相连接。
(2)保护导体或保护接地中性导体应在靠近配电变压器处接地,且应在进入建筑物处接地。
(3)保护导体上不应设置保护电器及隔离电器。
(4)保护导体单独敷设时,应与配电干线敷设在同一桥架上。
采用TN--C-S系统时,当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并,且中性导体不应再接地。
2.TT系统应符合下列基本要求:
(1)在TT系统中,配电变压器中性点应直接接地。电气设备外露可导电部分所连接的接地极不应与配电变压器中性点的接地极相连接。
(2)TT系统中,所有电气设备外露可导电部分宜采用保护导体与共用的接地网或保护接地母线、总接地端子相连。
3.IT系统应符合下列基本要求:
(1)在IT系统中,所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点应通过足够大的阻抗接地。电气设备外露可导电部分可单独接地或成组的接地。
(2)电气设备的外露可导电部分应通过保护导体或保护接地母线、总接地端子与接地极连接。
(3)1T系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。
(4)在无特殊要求的情况下,IT系统不宜引出中性导体。
4.设计时应根据系统安全保护所具备的条件,并结合工程实际情况,确定系统接地形式。
4.3 接地种类
1.工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。
2.保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。
3.重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。
4.保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。
本工程中所使用的高、低压设备接地均选择保护接中性线方式,将接地装置与设备外壳连接实现接地保护。
4.4 接地装置
1.接地装置:
接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时,应首先充分利用自然接地体。
(1)自然接地:
在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资,而用电气性能良好。
(2)人工接地体:
人工接地体有两种基本型式:垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm,长度为2500mm的角钢或圆钢;水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。
2.接地电阻:
《电力设备接地设计技术规程》规定,低压中性点直接接地系统中,100kVA以上变压器接地电阻值≤4Ω。
本工程所使用的设备接地均为人工接地体接地,按设备基础设计图配套安装,箱式变及高压电缆分支箱的接地电阻值应控制在≤4Ω,低压电缆分支箱的接地电阻值≤10Ω。
5.总结
通过此开发小区的设计,使我们的设计理念有了更深层次的认识和提高。设计必须根据小区实际,符合其特点,采用多种供配电形式和方法,满足使用功能的要求,不但做到整体布局合理,在宏观上保持三相负荷分配基本平衡,而且在微观上要做到细致,给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时,还要做到环境的美化,使整个小区的配电合理、适用、经济。
参考文献
1. 《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》
2. 《低压配电设计规范GB50054-95》
3. 《电力工程设计手册》·电力工业部
4. 《电力设备接地设计技术规程》
5. 《电力工程电缆设计规范》
6. 《火灾自动报警系统设计规范GB 50116-98》
【关键词】:中压电力电缆;施工过程;注意事项
1、中低压敷设时的注意事项
中低压电缆敷设即将相应数量的电缆以一定的技术进行铺设,建立起安全、合理、有效的电力系统。在进行中压电力电缆敷设的过程中,首先要保证中压电力电缆的质量以及完整性,防止电缆在运输过程中或外力破坏下发生弯曲、缆线破损等情况,以高质量确保电缆敷设的有效性;其次,尽可能减轻电缆缆线与支架、地面等部分的麻擦程度,避免过度损耗破坏电缆性能。
2、中低压安装时的注意事项
中压电力电缆的安装主要包括电缆终端附件安装和电缆中间接头安装。中压电力电缆终端附件及中间接头安装是中压电力电缆施工过程中最为薄弱的环节,安装质量将直接影响到整个配电系统的安全运行。据不完全统计,因安装质量不佳引起的线路故障约占整个线路故障的80%以上。对此,在中压电力电缆施工过程中应给予足够的重视,确保高质量完成中压电力电缆的安装工作。中压电力电缆终端附件通常可分为冷缩电缆附件和热缩电缆附件两种。根据电缆用材料的特性、用户要求和目前施工条件,建议选择冷缩电缆附件,虽然其价格较高,但安全性也高一些。中压电力电缆终端附件安装的流程为:剥除电缆外护套拆除钢带铠装层(可选,若有同时检查单芯电缆的铠装材料是否为非磁性金属带)剥除电缆隔离套(可选)焊接铜带屏蔽接地线(做好线芯标志线)剥除绝缘屏蔽层(10KV电缆绝缘半导电屏蔽层一般为可剥离型,容易剥除;35KV电缆绝缘半导电屏蔽层为不可剥离型,处理时应特别注意不要损伤绝缘层)清理绝缘表面安装半导电管安装分支手套剥除绝缘层和导体屏蔽层(削成铅笔头状)安装绝缘套管和接线端子。在中压电力电缆终端附件安装过程中应注意以下方面:
铜带接地线应焊接牢固;剥除导体屏蔽层时切勿损伤导体,造成导体毛刺,引起电缆局部放电量超标;接线端子应和电缆导体材料匹配,铝芯导体时应采用质量过硬的铜铝过渡端子,且端子内灌装导电膏,压接时由端子末端开始,且压接到位;电缆绝缘与端子的接触面应处理完美,保证密封完好,否则将因此产生很多故障点。
3、接地时的注意事项
在以往中压电力电缆线路故障中,经常出现因电缆某一相严重发热,导致短路的案例。解剖故障电缆后发现,电缆绝缘线芯完好,铜带上有灼伤未透,但其余部分均已灼伤炭化,种种迹象表明是由外向里烧,这说明电缆导体本身在运行中并未发生问题,而是其他原因造成电缆发热炭化。通过分析确认,当中压电力电缆在交变电压下运行时,导体中通过的交变电流会产生交变磁场,磁场产生的磁力线与导体相连,同时也与金属护套(屏蔽层和铠装层)相通,这样在金属护套中就产生感应电压,如果感应电压过高,而在中压电力电缆实际施工过程中又未能进行安全接地,则会在金属护套中产生较大的感应电流(环流),使电缆严重发热,导致短路故障。因此,为了确保系统稳定可靠安全运行,必须根据中压电力电缆金属护套中产生的感应电压和环流采取正确安全的接地方式,以降低系统线路发热和短路故障风险。
4、中压电力电缆施工中的防范策略
4.1从施工材料着手杜绝中压电力电缆的质量问题
首先,应当对供货商的信誉问题进行充分考虑,以信誉良好及缆线质量具有一定保障的商家为优选,并与其建立长期稳定的合作关系,为日后施工作业的开展提供相应的便利条件;其次,还应对电缆的型号、长度等相关因素进行结合考量,对施工现场的实际情况做出准确评估,并根据评估结果进行电缆型号、长度等因素的确定;最后,温度对电缆的影响也是一项引起足够重视的因素,在进行电缆选择时,为对其稳定性形成牢固的保障,应在实际所需的长度基础上,选择长度相对更长的缆线。
4.2电缆敷设安全管理
为保证中压电力电缆敷设施工的安全性,需注意以下几点:尽可能从电缆桥架开始引导,减少电缆与支架、地面之间的摩擦力;电缆施工人员应当重视施工质量的控制,在保证施工速度的同时,防止由于电缆弯曲半径过小,所导致的电缆损伤;在电缆沟、隧道敷设电缆施工中,要求预先设置支架,避免电缆出现交叉,使用机械来牵引电缆,并防止沟底部角落摩擦挤压损伤电缆;施工中需设置路障,以往受到外界因素的干扰,导致电缆损伤。
4.3质量验收和运行管理
中压电力电缆工程的验收,是项目施工的最后工序,同时也是检测施工质量、确认项目是否达标的关键。对于中压电力电缆施工质量的验收管理,通常由单向工程进行,最终由全部的竣工验收来完成。中压电力电缆竣工并正式投入使用之后,还需要继续重视其运行安全管理的加强,做好相关的检测、维护工作,通过对用户进行回访,实现实时掌控。
结语
针对中压电力电缆的施工过程具有电压高、屏蔽多、线路长、现场环境恶劣、施工要求高等特点,本文对施工过程中敷设、安装、接地时应注意的事项进行了详细介绍。但中压电力电缆的敷设、安装、接地方式存在多种情况,且多采用隐蔽性较大的埋地敷设和电缆沟敷设方式,造成电缆故障的复杂多样,增加电缆故障点的分析、定位、查找、修复的难度,因此电缆施工人员和管理人员的专业素养和基本技能对高质量完成电缆的敷设、安装、接地等工作十分关键,在施工和管理时必须规范操作、按图施工,掌握电缆敷设过程中的技术要点,避免故障的产生。
【参考文献】 :
关键词:高压橡套电缆;修补技术;应用
1 高压橡套电缆的应用范围、结构及功能
1.1 高压橡套电缆的应用范围
MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆主要应用于煤矿井下供电距离较远不能由采区变电所低压直接供电的供电系统中,尤其是综采工作面变电列车、采煤或掘进的皮带机等负荷均使用这类电缆做为供电电缆。
1.2 MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆的结构
MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆主要有动力线芯导体、动力线芯橡皮绝缘层、绝缘屏蔽层(金属屏蔽和半导体屏蔽层组成,兼做接地线)、内护套、监视线芯及半导体导电带包层、外护套六大部分组成。
1.3 MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆的功能
使用高压橡套电缆的供电方式:采区变电所高压开关――高压橡套电缆――移动变电站――低压电缆――低压开关――负荷。这种供电方式中由于使用了高压橡套电缆,增加了6KV高压供电的距离,使系统的供电电压损耗大大降低,保证了负荷端的端电压,确保了负荷的可靠运行。
供电方式如图:
图中: 1为高压开关;2为MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆;3为移动变电站;4为低压电缆;5为负荷馈电开关
2 高压橡套电缆的修补
2.1 高压电缆在使用过程中需要连接、修补的原因
2.1.1 高压电缆在日常使用中往往会因为某一点的绝缘降低而产生接地或短路故障,故障点必须查出进行修补处理。
2.1.2 在轨道敷设的高压电缆由于车辆掉道刮、卡、砸到高压电缆造成电缆损坏,损坏之处必须进行修补。
2.1.3 实际使用中产生的较短电缆,这些电缆在使用前必须进行连接,达到一定的长度,否则直接入井使用将造成在井下增加较大工作量和投入多个高压接线盒。
以上这些原因导致电缆在重复使用前必须进行连接、修补,现场生产中通常使用高压电缆接线盒进行连接,由于高压电缆接线盒造价较高,并且还需要打接地极,导致现场施工时间长、投资高,长度在200米以上使用比较适合,如果电缆长度低于200米再使用接线盒连接就不合适了。
2.2 MYPTJ-3.3/6KV系列高压橡套电缆的连接基本要求
2.2.1 导电线芯连接处的接触电阻要小,要保持稳定,其最大值不应超过同截面同长度线芯电阻的1.2倍,使电缆正常负荷时的温升不大于原线芯的温升。
2.2.2 电缆线芯的连接常用压接法、焊接法、螺栓连接法和绑扎法。连接处要有足够的抗拉强度,其值不低于电缆线芯强度的70%。
2.2.3 电缆连接处的绝缘强度不应低于电缆原有值,并能在长期运行中保持绝缘密封良好,能承受运行中经常遇到的操作过电压、大气过电压和故障过电压。
2.3 高压电缆连接、修补技术的研究
2011年9月,晓明矿组织了专业研究小组,针对高压电缆连接、修补技术进行了研究与调研,最终采用压接线芯连接、火补护套的方式成功解决了这一问题,攻克了线芯连接、绝缘和屏蔽层连接等技术难题,通过多次的试验和测试取得成功。
2.4 连接、火补工艺
2.4.1 线芯的连接
(1)线芯采用铜管对接,将两根电缆的同色线芯的两端插入对应直径的铜管中搭接,搭接后用30吨压力的液压钳进行压牢。
铜连接管为GT系列连接管,其参数如下:
(2)用铁挫去掉铜管压后产生的毛边,再进行绝缘包扎,包扎方法:先采用耐压5000伏的自粘绝缘胶带绕包12层,再用防水绝缘胶带绕包四层作为保护层。每相线芯连接要错开60-100mm,避免在同一处连接,造成电缆连接后相与相之间无爬电距离和电缆直径过大。
(3)将原电缆的半导体带包回线芯并固定,将金属屏蔽网绕包到半导体带上并保证接触牢靠。注意在电缆剥头时要将原电缆的半导体屏蔽层和金属屏蔽网留有足够长度,保证电缆线芯连接后能够再次连接。
2.4.2 内护套及监视线芯的修补
(1)用护套胶绕包成内护套,绕包数量为与原电缆内护套直径相同,将绕包后的电缆接头放入火补机的相适应的模具中,用紧固器压牢固定,把火补机通电开始加热硫化。
(2)将硫化后的电缆从火补机上取下,把原电缆的监视线芯以螺旋方式缠绕在内护套外,松紧适度,用铜管将两端连接在一起,铜管仍然用压线钳压接,压接后用防水绝缘胶带缠上2层做为保护层,防止接头扎坏电缆护套。
2.4.3 外护套的修补
外护套修补采用与原电缆同色的阻燃外护套胶绕包,绕包直径要大于电缆原直径5毫米,与电缆原护套搭接处要用打毛机把电缆原外护套打出麻面和坡口,再把外护套胶逐渐绕包到电缆接头上,绕包时要有一定的拉力,保证护套胶缠绕紧固。将绕包后的电缆接头放入火补机的相适应的模具中,用紧固器压牢固定,把火补机通电开始加热硫化。
2.4.4 注意事项
(1)动力线芯连接必须每相错开,保证连接牢固。
(2)动力线芯的半导体屏蔽层和金属屏蔽层必须与原电缆的屏蔽层可靠连接。
(3)内、外护套的硫化时间必须在两小时以上,要有足够的降温时间,确保硫化质量。
3 电气试验
修补后的电缆必须进行各项电气试验,检验修补效果,确保使用中的安全。电气试验包括绝缘电阻试验和浸水耐压试验。
绝缘电阻试验:采用摇表进行,分别进行单相对地、相间试验,阻值不应小于100兆欧。
浸水耐压试验:浸水时间必须大于24小时,浸水后进行泄漏电流和直流耐压试验,试验数据要负荷有关规定要求。
4 应用效果及经济效益
4.1 应用效果
晓明矿自2012年使用这种火补工艺后,累计火补电缆3500余米,没有在火补接头处产生电气故障,运行效果良好。
4.2 经济效益分析
火补一个电缆接头材料费为230元,按每年火补高压电缆4000米50个接头计算,总材料费为11500元。如采用高压电缆接线盒代替,接线盒费用为50个×2800元=140000元。
经济效益:Q=140000-11500=128500元
5 结束语
通过晓明矿的实际应用,橡套电缆的火补是一种成功的电缆修补工艺,它不单应用到低压电缆的修补上,在高压橡套电缆的修补一样适用,其安全运行稳定,经济效益非常可观,有效降低了井下电缆连接的工作量,具有很高的推广及应用价值。
参考文献
论文摘要:阐述了电缆的敷设方式、选型、截面积的选择,网络及施工中应注意的问题
1电缆的敷设方式
电缆的敷设方式有以下几种:直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、架空敷设几种方式都有优缺点,一般要考虑城市发展规划,现有建筑物的密度电缆线路长度敷设条数及其周围环境的影响等。从技术上比较,电缆隧道方式和电缆沟敷设方式便于电缆的施工、维护和检修。在一些发达国家城市中,城市规划建设时,已考虑公用隧道。实践证明公用隧道运行效果良好,大大降低了重复投资次数和反复开挖路面的现象,但初期投资巨大,建筑材料耗资金,在国内,由于各种因素的限制,这种敷设方式是极少的。相比而言,直埋敷设和浅槽敷设则是属于经济型的敷设方式,直埋电缆是最经济而广泛系用电敷设方式,它运用于郊区和车辆通行不太频繁的地方。但不利于电缆的维护和检修,一旦遇到电缆故障,即使使用测试仪测出故障点,也要重新挖开电缆沟,极不方便。因此电缆敷设方式的选择,要结合实际情况,根据工程条件、环境特点、电缆型号和数量等因素,用发展的眼光,按照满足运行可靠性、便于维护的要求和技术经济合理的原则确定。
2电缆的选型
常用的电力电缆有油浸电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、交联聚乙烯电缆等,根据使用场合的不同,又延伸为不同种类的特种电缆。目前,随着生产技术和生产工艺的不断提高,交联聚乙烯电缆已成为使用最广的电缆产品,在电缆选型时,应根据使用的不同环境和条件,结合具体情况进行选择,尽量减少穿越各种管边铁路,公路和通讯电缆;如采用直埋和浅槽敷设方式时,应考虑使用加钢铠的电缆。
3电缆截面积的选择
电缆截面积的选择,关系到投资多少、线路的损耗和电压质量、电缆的使用寿命等。如选用截面积偏小,会导致电压质量下降、线路损耗过大,则会使初期投资太高。因此应根据负荷预测结果,发展规划,选择合适的截面积,使电力电缆满足最大工作电流下的缆芯温度要求和电压降要求,最大短路电流作用下的热稳定要求。由于负荷预测工作难度性高、准确性较低,因此,选择电缆截面积时,还要满足《城市中低压配电网改造技术导则》和《城市电力网规划导则》要求。
在三相四线制低压电网选用电力电缆时,还要考虑零线截面积的选择,在公用低压网络中,由于受用户因素影响较大,三相负荷平衡难以控制,为改善电压质量,降低线损,零线截面积应与相线截面积相同。
4关于电缆网络及电缆网络自动化
随着电力电缆在配电网中的不断推广与使用,配电网可分为电缆网络和架空网络(含架空、电缆混合网络)。《关于〈城市中低压配电网改造技术导则〉的实施情况及补充意见》也对电缆配电网络自动化提出了具体要求。因此,在配电网区域网络采用电缆网络时,应按照配电自动化的要求,采用新技术、新设备,有条件的要考虑自动化试点工作,条件不成熟的也要在配套设备选型时,考虑有充分余地,为实现自动化方案打下基础。
5电力电缆施工中应注意的问题
一是大电流电力电缆引发的涡流问题
电力电缆在施工中,有采用钢支架的,有采用钢质保护管的,有采用电缆卡与架空敷设的,凡是在电力电缆周围形成钢(铁)性闭合回路的,均有可能形成涡流,特别是在大电流电力电缆系统中,涡流更大。在电力电缆施工时,必须采取措施,使电缆周围不能形成钢(铁)性闭合回路,防止电缆引起涡流现象发生。
二是电力电缆的转弯引起的机械性损伤问题
由于电力电缆外径较大,运输、敷设较为困难,电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在施工中,如果转弯角度过大,可能使导体内部受到机械损伤,而机械损伤因被电缆绝缘强度下降,直到出现故障,施工中发现一次电缆头故障,在电缆头制作时,三根电缆头长度一致,与设备连接时由于受地形限制,中相电缆头偏长而成为拱形,电缆头根部受损放电。后采取措施,在设备的连接,适当缩短中相电缆头连接长度,使三相电缆头均不受外力,实践证明运行效果良好。由此可见,电缆施工过程中,要尽可能减少电缆受到的扭力,在电缆转弯和裕留电缆时,让电缆处于自然弯曲,杜绝内部机械损伤现象。
三是电力缆防潮问题
运行经验表明,中、低压电力电缆故障大部分为电缆中间接头和终端头故障,而中间接头和终端头故障则大部分是因密封不良,潮气侵入而造成绝缘强度下降,而中、低压电力电缆网多采用树枝状供电方式,电缆终端头数量较多,因此把好电缆终端头和中间接头堵漏密封关是保证电缆安全可靠运行的重要措施之一。
【关键词】瓦斯;电气事故;爆炸;漏电
在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。据有关资料不完全统计,因电气事故引发瓦斯事故占总事故的46%。因此,杜绝电气故障,对于防止重大事故有着十分重要的意义。本文就常见的几种井下电事故作了分析并提出防治措施。
一、矿井电气事故分析
(1)井下有瓦斯和煤尘,当其浓度达到爆炸浓度时,若工作面在该环境中的电气设备产生危险电弧、电火花或局部高温,就会发生燃烧和爆炸。(2)低压电缆会可能着火,铠装电缆接线盒可能放炮着火,矿用变压器可能着火。(3)井下设备是在潮湿环境下工作,容易产生漏电导致井下人员发生触电事故。(4)地面雷电波入侵,也容易引发电气事故。
二、防治措施