電力電纜技術(shù)論文
電力電纜技術(shù)論文
電線電纜是用于傳輸電力、傳輸信息和實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換的一大類電工產(chǎn)品，在所有經(jīng)濟(jì)活動和社會生活中的不可或缺，學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電力電纜技術(shù)論文，希望你們喜歡。
電力電纜技術(shù)論文篇一
電力電纜應(yīng)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(yīng)用到生活的各個領(lǐng)域，可以說二十一世紀(jì)將是電線電纜的時代。本文就此主要對電纜的敷設(shè)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(guān)鍵詞】電纜;應(yīng)用;敷設(shè)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(guān)傳輸用途的材料。“電線”和“電纜”并沒有嚴(yán)格的界限。通常將芯數(shù)少、產(chǎn)品直徑小、結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jī)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(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換的一大類電工產(chǎn)品。在所有經(jīng)濟(jì)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(jì)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(xiàng)科技開發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目的研制活動中，都離不開電力和電磁波的應(yīng)用。而電能、電磁波的發(fā)生、傳輸及應(yīng)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(jī)的繞組材料。事實(shí)上，一切工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、建筑工程和設(shè)施、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和科研、軍工裝備或軍事設(shè)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(guān)。
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(jìn)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(shù)水平都達(dá)到或接近世界先進(jìn)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(dá)900億元，約占全國國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的1%，約占機(jī)電工業(yè)總產(chǎn)值的4%、電機(jī)電器工業(yè)的17%。在機(jī)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(jì)中占有相當(dāng)大的比重。因此電力行業(yè)也應(yīng)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(shè)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(diǎn)是在導(dǎo)體外擠(繞)包絕緣層，如：架空絕緣電纜，或幾芯絞合(對應(yīng)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(hù)套層，如塑料/橡套電線電纜。主要的工藝技術(shù)有拉制、絞合、絕緣擠出(繞包)、成纜、鎧裝、護(hù)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(shè)方式、選型、截面積的選擇
4.1 電纜的敷設(shè)方式
電纜的敷設(shè)方式有以下幾種：直埋敷設(shè)、穿管敷設(shè)、淺槽敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、電纜隧道敷設(shè)、架空敷設(shè)。幾種方式都有優(yōu)缺點(diǎn)，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(shè)條數(shù)及其周圍環(huán)境的影響等。從技術(shù)上比較，電纜隧道方式和電纜溝敷設(shè)方式便于電纜的施工、維護(hù)和檢修。在一些發(fā)達(dá)國家城市中，城市規(guī)劃建設(shè)時，已考慮公用隧道。實(shí)踐證明公用隧道運(yùn)行效果良好，大大降低了重復(fù)投資次數(shù)和反復(fù)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(shè)方式是極少的。相比而言，直埋敷設(shè)和淺槽敷設(shè)則是屬于經(jīng)濟(jì)型的敷設(shè)方式，直埋電纜是最經(jīng)濟(jì)而廣泛系用電敷設(shè)方式，它運(yùn)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(hù)和檢修，一旦遇到電纜故障，即使使用測試儀測出故障點(diǎn)，也要重新挖開電纜溝，極不方便。因此電纜敷設(shè)方式的選擇，要結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)工程條件、環(huán)境特點(diǎn)、電纜型號和數(shù)量等因素，用發(fā)展的眼光，按照滿足運(yùn)行可靠性、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shù)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(yīng)根據(jù)使用的不同環(huán)境和條件，結(jié)合具體情況進(jìn)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(shè)方式時，應(yīng)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(guān)系到投資多少、線路的損耗和電壓質(zhì)量、電纜的使用壽命等。如選用截面積偏小，會導(dǎo)致電壓質(zhì)量下降、線路損耗過大，則會使初期投資太高。因此應(yīng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)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(fù)荷預(yù)測工作難度性高、準(zhǔn)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(shù)導(dǎo)則》和《城市電力網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)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(luò)中，由于受用戶因素影響較大，三相負(fù)荷平衡難以控制，為改善電壓質(zhì)量，降低線損，零線截面積應(yīng)與相線截面積相同。
5.電力電纜的可靠運(yùn)行
要保證電力電纜的可靠運(yùn)行，首先是在施工時的注意事項(xiàng)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(hù)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(zhì)保護(hù)管的，有采用電纜卡與架空敷設(shè)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(zhuǎn)彎引起的機(jī)械性損傷問題
由于電力電纜外徑較大，運(yùn)輸、敷設(shè)較為困難，電力電纜對轉(zhuǎn)彎半徑的要求也比較嚴(yán)格。電力電纜在施工中，如果轉(zhuǎn)彎角度過大，可能使導(dǎo)體內(nèi)部受到機(jī)械損傷，而機(jī)械損傷致使電纜絕緣強(qiáng)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(shè)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(shè)備的連接處，適當(dāng)縮短中相電纜頭連接長度，使三相電纜頭均不受外力，則運(yùn)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(zhuǎn)彎和預(yù)留電纜時，讓電纜處于自然彎曲，杜絕內(nèi)部機(jī)械損傷現(xiàn)象。
(3)電纜防潮問題
運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(qiáng)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(yùn)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(fù)荷不是相等的，因此，如果采用有金屬護(hù)層的電纜，必須考慮金屬護(hù)層的接地問題，并保證在金屬護(hù)層的任一點(diǎn)非接地處的正常感應(yīng)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(yīng)設(shè)置接地極(網(wǎng))，并使金屬護(hù)層可靠接地。
6.結(jié)束語
在全球化經(jīng)濟(jì)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(yīng)用的電纜負(fù)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(dāng)今電力電纜技術(shù)發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
[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(shù)論文篇二
電力電纜故障探測
【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)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(shè)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(yùn)行，必須采取有效的措施對電力電纜故障進(jìn)行及時的探測。本文將總結(jié)電力電纜故障的探測方式，為實(shí)際電力電纜故障探測提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】電力電纜;故障;探測
隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yīng)用。在電力電纜的應(yīng)用過程中，電纜的質(zhì)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(yùn)行。一些電網(wǎng)的設(shè)計不符合規(guī)范、電纜的質(zhì)量存在缺陷或者電纜在工作的過程中過熱的原因以導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障，而在電纜出現(xiàn)故障時，及時準(zhǔn)確的對故障進(jìn)行探測和定位能夠減少電網(wǎng)故障而引起的重大經(jīng)濟(jì)損失。
1.常見電力電纜故障
電力電纜從鋪設(shè)安裝到運(yùn)行維護(hù)的整個過程，電力電纜故障具有不同的特點(diǎn)，所以，在進(jìn)行電力電纜故障探測的過程中，應(yīng)把握不同階段電纜故障的特點(diǎn)，從而能夠及時準(zhǔn)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(shè)的過程中，由于選址不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)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(shè)排管的過程中，由于橫向約束的影響，導(dǎo)致電纜易出現(xiàn)彎曲變形等問題，電纜的金屬保護(hù)套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變，產(chǎn)生安全隱患。在進(jìn)行地溝敷設(shè)的過程中，一些鋪設(shè)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(shè)電纜過程中，不能夠準(zhǔn)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(jī)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(shè)不當(dāng)?shù)挠绊懼?，還受到外力因素的影響，其中最易受到機(jī)械損傷。機(jī)械損傷主要是由于在電纜鋪設(shè)完成之后，進(jìn)行道路綠化、園林建設(shè)或者建筑施工等，導(dǎo)致電纜鋪設(shè)的標(biāo)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(yùn)行維護(hù)過程中易出現(xiàn)問題
電力電纜系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，由于自身性質(zhì)特點(diǎn)和敷設(shè)過程中的敷設(shè)方式問題;在運(yùn)行過程中外界環(huán)境的影響導(dǎo)致電纜運(yùn)行出現(xiàn)故障問題。其中電纜運(yùn)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(zhì)和鋪設(shè)問題引起的。我國目前電纜鋪設(shè)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(shè)的過程中可能因?yàn)樵煨筒划?dāng)、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(dǎo)致電纜易受到化學(xué)腐蝕和受潮，導(dǎo)致電纜在運(yùn)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(guān)于接頭問題主要是因?yàn)殡娎|鋪設(shè)的密封失效、連接不良、封鉛漏水或者在運(yùn)行過程中長期過負(fù)荷運(yùn)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(guān)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(jìn)行故障探測的主要原理是利用電橋平衡，對應(yīng)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(diǎn)。但是也具有測試局限性較高的缺點(diǎn)。在測量100千歐以下的短路或者接地電阻進(jìn)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(dāng)電阻的超過100千歐時，電橋的回路電流很小，導(dǎo)致一般電橋不能夠準(zhǔn)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(yùn)行過程中低阻和斷路故障約占電纜運(yùn)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(diǎn)，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(jìn)行傳送，當(dāng)脈沖遇到中間接頭、終端頭、斷點(diǎn)或者短路點(diǎn)時，脈沖將會發(fā)生反射，之后使用脈沖之間的時間差來進(jìn)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(luò)性故障。脈沖電壓取樣方法主要包括直流高壓閃絡(luò)法和沖擊高壓閃絡(luò)法。這種方法主要用來測量閃絡(luò)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(diǎn)與故障點(diǎn)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(diǎn)擊穿，在這個過程中，陡度較大的高壓直流電流遇到故障點(diǎn)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(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返時間的測量，從而計算出故障點(diǎn)的位置。二次脈沖法是采用高壓發(fā)生器沖擊閃絡(luò)技術(shù)，對故障點(diǎn)進(jìn)行測量的一種方式。這種方式測量故障點(diǎn)的始端或者近始端的波形較為復(fù)雜，而且存在一定的盲區(qū)，導(dǎo)致測量誤差較大。
2.2電纜故障定點(diǎn)的傳統(tǒng)方法
電纜故障定點(diǎn)的傳統(tǒng)方法主要包括聲測法、聲磁同步法和音頻感應(yīng)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(jìn)行測量。聲磁同步法是結(jié)合直流高壓沖擊故障產(chǎn)生的脈沖磁場和放電聲音。當(dāng)聲測定點(diǎn)中接收到的脈沖磁場即可認(rèn)為是故障點(diǎn)發(fā)出。音頻感應(yīng)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(jié)合計算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的新型電纜故障探測方式主要有：實(shí)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(shí)時專家系統(tǒng)是將利用計算機(jī)技術(shù)在電纜故障探測領(lǐng)域能夠使用人的思維來解決復(fù)雜的問題。為了能夠?qū)崿F(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(hù)數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行。因果網(wǎng)主要包括四類節(jié)點(diǎn)：征兆、狀態(tài)、假設(shè)和起始原因。其中狀態(tài)節(jié)點(diǎn)表示電網(wǎng)中某個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。征兆節(jié)點(diǎn)是狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的征兆。假設(shè)節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)對故障進(jìn)行的診斷假設(shè)，起始原因節(jié)點(diǎn)表示的是使故障產(chǎn)生的最終原因。因果網(wǎng)能夠詳細(xì)地描述繼電器、開關(guān)和故障元件之間的關(guān)系，但并不涉及到部件的內(nèi)部細(xì)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(xué)知識分支來的故障探測方式，是電纜故障探測的先進(jìn)算法，能夠有效應(yīng)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(diǎn)方法
新型的電纜故障定點(diǎn)方法主要包括：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)是模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過將節(jié)點(diǎn)比作神經(jīng)元，之后進(jìn)行神經(jīng)元之間輸入和輸出達(dá)到信號處理目的的一種方式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要用于故障模式的識別和故障的征兆的預(yù)測。全球定位系統(tǒng)的行波故障定位主要是為了彌補(bǔ)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(zhǔn)確的問題。分布式光纖溫度傳感器是通過檢測電纜故障點(diǎn)的溫度變化來對電纜故障點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)。
4.總結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對電力電纜要求的逐步提升，電纜故障的探測應(yīng)結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從而能夠滿足人們的需求。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 馬麗莉.試論電力電纜故障探測和定位方法[J].機(jī)電信息，2013，(33)：105-106.
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3.電力線路施工論文