单芯钢丝铠装电力电缆铠装结构的探讨.pdf
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1、2 I m2年第 1 N01 2: 【 2 l乜 线 电 缆 El t ,C 【 i - I(W J r ( L 、 J b l 2 u n 2年 2月 Ft - h , 2 0 02 单芯钢丝铠装 电力电缆铠装结构的探讨 马 国栋 辫 U 缆研 究所 拇9 0 0 0 9 3 J问题的提 出 通 过室 内 试验和 现 场测 试 及有 关 文献 分 析 表 明单芯钢丝铠装电力电缆铠装结构设 计、 选材和 运 行合 理性等诸 多 问题 已逐渐 引起人们 的 关注 单 芯 钢 丝 铠 装 电缆 的 铠装 损 耗 越 来 越 引 起 人 们 的重 视 国内采用单芯钢丝铠装电缆已给某些工程带来 麻烦和
2、经济损失 。用户关注的敏感性及重视程度远 大于电缆制造厂对这 一问题的思考。 文献 1 对这一 问题进行 厂论述并列举了国内敷设单芯钢丝铠装电 缆线路情况, 井提出国内单芯电缆钢丝铠装采用铜 丝 隔磁结构是与世不 同的“ 怪 ” 产品, 应该与国外接 轨 取消铜丝隔磁结构。6 o年代中期敷设 了上海黄 浦 江 过 江 电 缆 , 选 用 意 大 利 比瑞 利 生 产 的 g 2 o k v 充油铅套 P E护套铝台金丝铠装 厂方采用非磁性 铠装 消除钢丝的磁损耗, 提高输电容量 。国外也有 呆用硬铜合金丝铠装。6 f ) 年代后期南京和安庆 J 】 o 收稿 日期 : 2 o o l 刈7 2
3、 0 作者简介 : r 吲栋 ( 1 0 l 9 ) , 男 , 河 J 匕 省人 高级上程 师 作者地址 : 卜 海市军 r 蹄 o o o号E 2 o o o 9 3 j k V 免油单芯水底 电缆工程 曾设想采用非磁 性铠 装 , 因国内没有铝台盒丝产品 就改用铜丝隔磁设 计 即在钢丝铠装中间均匀分布 3到 4根铜丝 , 使单 芯电缆外层不形成闭合磁路 。 自从那时起至今 , 国产 超 高 压 单芯 海 缆 或 水 底 电缆 全部 采 用 黼磁 结 构 铠 装 。 另外 , 文献 1 又列举几个采用单芯镀锌钢丝铠 装 电缆的引进 二 程, J 9 8 7年广东虎门的 2 2 0 k v充
4、 油铅 套 P E护套钢丝铠装 P L P外护层海缆 , 由 日本 住友供货 其采用 8 r t l r T 1 镀锌钢丝 4 根 。为 了提 高输 电容量, 在铅套与 P E护套 问有 2 4根扁平铜导 线 - 共 2 4 0 mm 。 回流导体的作用是降低金属套阻抗 和减 小护套损耗 , 以提高输电容量 。1 9 8 9年厦 门集 美至高崎跨海峡海缆 , 采用 2 2 0 k v 1 6 3 0 f il m。 铜 芯充油铅套 HD P E护层钢丝铠装 P I P外护层海缆 , 由法 国 阿尔卡 特供 货 。其 采用 7 6 F l i rt ) 镀 锌 钢丝 d l 根 。1 9 9 8
5、年北京供 电局敷设了湖中的水底电缆, 即 L 5 k V 1 3 0 0 mm 铜芯 X I P E铅套钢丝铠 装 P E外护层电缆, 由法国阿尔卡特供货, 铠装采用 7 mm镀锌钢丝 2 3根 厂商认为钢丝表面镀锌 , 其排 靖 帅 训 一 一 一 蒌 一 一 舣 媳 州 一 川 雅胖讹 一 一 一 一 量 薰 利 啦 嘶 , _主m_妻 一唧 桃了籼m m 一=三叭啪 一 电 出出蕞 肼 _量 要 维普资讯 2 0 0 2年第 】 期 N01 2 00 2 电 线 电 缆 EI e c t r i c Wi r e Ca b l e 2 0 0 2 年 2月 F e b 2 0 0 2 列
6、不十分 紧密, 钢丝问被外护层的防腐剂( 如沥青 ) 所填充 , 不会形成 闭合的磁回路 因此 , 不会产生额 外的护套损耗( 作者不同意这个观点) 。 文献 1 说国产单芯交流海底 电缆钢丝铠装 的 结构 自6 0年代开始至今一直采用隔磁钢丝结构设 计。而所有 国外进 口的单芯交流海底 电缆的钢丝全 采用镀锌钢丝设计 , 制造厂认为从理论和实际运行 记录上看没有必要采取隔磁设计( 作者认为: 也许 厂 家 没有发 现钢 丝铠装 损耗 因数的增 加 ) 为了使 我 国 海缆的结构与国外产品相似 文献 1 作者的观点是 取消隔磁结构 , 不仅是海缆 , 1 1 0 k V X L P E电力 电
7、 缆等都应该作相应的修改。 以上是国内外高压和超高压电缆用于水下敷设 时 单芯 钢丝 铠装结 构方 面 的情况 。对于 3 j k V 及 以 下 电缆由于国家标准 中规定采用铜丝隔磁结构 , 所 以各个制造厂基本都是按这标准制造。设计部 门和 使用部 门也选用此类电缆。近几年来由于采用单芯 电缆 的增多 单芯钢丝铠装电缆采用也相应的多起 来了, 由此产生的问题也逐渐增多 例如 : 镇海炼化 厂第二热电站 1 #发 电机组至变压器 的连 接采 用 Y J V3 2 8 7 1 0 k V 1 5 0 0 mm 电力 电缆 , 并 用 3 1 5 mm镀锌钢丝铠装及 4根铜丝隔磁 结果发生 电缆
8、烧毁事故 原因除 r成束敷设外 , 钢丝铠装是造 成电缆烧 毁 的原 因之一 深圳 某 电厂采用 YJ V3 2 1 4 0 0 mn 1 。 电力 电 缆 , 试运 行 时发 现电缆 过热 电缆 也是 采用单 芯钢 丝 铠装 和铜 丝隔磁 其载 流能 力 远远小 于设 计计算 值 。 援 外 某 电站采用 Y J V3 2 l 4 0 0 mm 交联 聚 乙 烯绝缘电力电缆 1 5根 , 每相 5 根并联( 先不分析其 选择电缆型号是否合理 ) 试运行后发现载流能力也 是大大小于设计的载流能力 用户考虑是否因钢丝 铠装损耗太大的缘故 故提 出做试验进行验证 本文 就是针对该工程 , 对单芯钢
9、丝铠装电缆进行了载流 量试验 用 室 内试验 和现场 测试 的数据 来 分析 , 重 点 从铠装材质和运行方面进行探讨 , 为今后 电缆铠装 结构合理设计提供依据。 2 室 内试验和现场测试 2 、 1 试验与计算 模 拟援外某 电缆线路工程进行试 验。试样为 YJ V3 2 8 7 n 5 k V 1 4 0 0 mm: 交联聚乙烯绝缘单 芯钢丝铠装电缆, 其结构尺寸列于表 1 。 表 l Y J V3 2 1 4 0 0 mm 电力电缆结构参数 ( mm) 注: 导体屏 蔽层厚度为 O 8 绝缘屏蔽层厚度为 0 6 屏蔽铜带厚度 0 2包带厚度 0 2 铠装钢雅直径为 蝴 5 n 1 m-
10、 井采用 4根 + 2 5 mm 的铜丝均匀分开 , 作为隔磁 绕包外径指包带绕包后直径 在试 验室 内, 自然对 流 的空 气 中敷设 , 不 同的排 列 方式 下载流 量试 验数据 及相 关参 数列于 表 2 表 2 不 同排 列方式 时电缆载流量试验 根据棰 j 量 电缆表 面的部位不 同 温度相差较大 表中数据是 在 电缆呈 角形排列 的条件下 采用 热电偶测量 3根电缆 内 侧 表 面 温 度 电缆间隔的距 离 s为 2倍电缆直径 ( =2 xD, ) 按 照 I E C 6 0 2 8 7标 准 , 根 据 电缆试 样 尺寸 及 试 验室 内求得的钢丝铠装损耗 因数, 并对单芯钢丝
11、铠 装 电缆进行 了载流量计算 , 计算结果列于表 3 。 试样 l 8 型号为YJ V3 2 8 7 1 5 k V 1 1 0 0 mm , 敷设于空气 中, 并且单点互连屏蔽接地 2 2现 场测试 援外某工程现场 电缆排列如图 1 所示 。经测试 并进行数据整理后 列出: 根据 1号2号机组 电流 分配数据 计算出电缆导体和电缆表面的温度 , 见表 4 a和表 _1 b 。 表中计算导体温度和表面温度所采用 的 参数是 : 根据测量电流而推算出导体温度和表面温 度 , 并采用 YJ V3 2电缆的计算参数值 ( 如交 流电阻 和热阻) 和试验参数( 如铠装损耗因数等) 。 3问题 的分析
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- 钢丝 电力电缆 结构 探讨
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