低压电缆范文

时间:2023-03-16 11:55:58

导语:如何才能写好一篇低压电缆,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

低压电缆

篇1

【关键词】电缆类型;横截面;载流量

一、引言

目前,我国的电线电缆行业在各大行业中排列第二,仅次于汽车行业,产品满足率和国内市场占有率均超过90%。中国市场强烈的诱惑力,使得世界都把目光聚焦于中国市场,在改革开放短短的几十年,中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,对电线电缆的需求也将迅速增长,未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。

二、电缆的命名规则

电缆型号的排列规则为:绝缘—导体—屏蔽层—内护层—铠装层—外护层

例如:交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为26/35KV,三芯铜导体,标称截面积240mm2,表示为:YJV-26/35 3*240。

常用名称代码有如下:

类别:ZR(阻燃),NH(耐火),BC(低烟低卤),E(乙丙橡胶),EY(硬乙丙橡胶)K(控制),N(农用),JK(架空电缆类),B(布电线)。

绝缘:V(聚氯乙烯),YJ(交联聚乙烯),Y(聚乙烯),X(天然丁苯胶混合物绝缘),G(硅橡胶混合物绝缘),S(聚烯烃),YY(乙酸乙烯橡皮混合物绝缘)。

导体:T(铜导体),L(铝导体),G(钢芯),R(铜软线)。

屏蔽:P(铜网屏蔽),P1(铜丝缠绕),P2(铜带屏蔽),P3(铝塑复合带屏蔽)

内护套:V(聚氯乙烯护套),Y(聚乙烯护套),F(氯丁胶混合物等弹性体护套),Q(铅)。

铠装:2(双钢带),3(细圆钢丝),4(粗圆钢丝),6(非磁性金属带),7(非磁性金属丝)。

外护套:2(聚氯乙烯),3(聚乙烯或聚烯烃),4(氯丁胶混合物等弹性体)。

三、电缆的选择

电力电缆的选择应根据现场应用要求主要考虑两方面:电缆的类型、电缆横截面。

(一)电缆的类型

电缆的类型考虑如下:

1.导体材料

传播电流的导体有很多种,但是用作低压电缆的导体通常有铝、铜两种。在正常温度下,铝的电阻率是铜的1.68倍。在相同的截面积下,铜导线的载流量约为铝导线的1.5倍。

从耗损方面看,铜导线的耗损比铝导线低,从机械性能来看,铜导线的性能优于铝导线,抗疲劳强度约为铝导线的1.7倍。从比重方面来看,铝导线的质量约为铜导线的一半。铝导线大多适用于对铜有腐蚀的环境、架空线路及较大截面的中频线路,除适宜使用铝导线的场合外,应尽量选择铜导线。

2.电缆芯数

电线电缆的芯数主要取决于电压及接地方式。2芯电缆一般用于220V,3芯电缆一般用于380V-400V,4芯电缆一般用于带N线的380V-400V,5芯电缆一般用于带N线和PE线的380V-400V。在节约成本和不降低安全性的同时,一般N线和PE线的截面积约为相线的一半。在特殊场合如医院、矿井中,N线和PE线的截面积于相线相同。

3.绝缘材料

(1)一般场合中使用的电缆绝缘材料

①聚氯乙烯绝缘(PVC)绝缘电缆长期允许的工作温度为70℃,短路热稳定允许温度为160℃,其缺点是对环境适应性较差,在-15℃和60℃之外,会加速老化。

②交联聚乙烯绝缘(CLPE)电缆长期允许的工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃。该绝缘电缆具有性能优良、结构简单,质量轻、载流量大,奶腐蚀等特点。

③橡皮绝缘电缆长期允许工作温度为60℃,短路热稳定允许温度为200℃。普通橡皮绝缘电缆遇到油类及其化合物时,容易被腐蚀,且耐热性差。建议采用乙丙橡胶绝缘(EPR),其长期允许工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃,有优异的电气、机械特性,具有耐油、耐臭氧、抗风化、耐高温等特点,在我国尚未广泛应用。但在国外早已大量使用。

(2)有特殊消防要求的场合宜采用阻燃电缆、耐火电缆

阻燃电缆是指在电缆被燃烧后,具有使火焰蔓延在规定范围内,撤去火源后,残焰能在规定时间内自行熄灭。电缆阻燃材料一般分为含卤、无卤两大类:含卤型具有阻燃性能好,价格低,燃烧时烟雾浓,酸雾及毒气大等特点,材料有聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚磺化聚乙烯、氯丁橡胶等;无卤型具有烟少、毒低、无酸雾,阻燃性能差,材料有聚乙烯、交联聚乙烯、天然橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。

耐火电缆是指在规定实验条件下,在火焰中延烧一定时间内能保持正常运行特性的电缆。按耐火特性分为A类(耐火温度900-1000℃)和B类(耐火温度750-800℃),供火时间为90mm。按绝缘材质可分为有机型和无机型:有机型采用耐高温800℃的云母带作为耐火层;无机型采用氧化镁作为绝缘材料,允许在250℃高温下长期正常工作--。

(二)电缆横截面的选择

电缆横截面的选择有考虑如下:

电缆截面主要是根据负载的计算电流并结合电缆载流量来选择,另外在此基础上应该综合下列因数才能从整体和长远的角度来选择出合适的电缆截面:

1.电缆温升

电缆在工作时,会因为环境及电流通过而发热,因此电缆的最恶劣的工作环境温度不允许超过其允许值,并且长期的工作电流不应超过权威部门公布的电缆载流量。

2.经济电流

按照载流量来选择电缆,只考虑了初始投资,而经济电流的不仅考虑了初始投资,还考虑了寿命期内导体的损耗。当初始投资只考虑了负荷使用的电流,但是若干时间后线路会有耗损,会造成费用支出,因此按照经济电流的概念,初始投资和线路损耗都考虑后,增加了电缆截面,初始投资增加,而线路耗损的费用减少。在这两个区间内,总费用最少的即为经济截面。国际电工委员会(IEC)按经济电流选择电线、电缆的原理,制定了“电力电缆的线芯截面最佳化”标准(IEC287-3-2/1995)。

3.电压损失

由于电缆本身具有一定的电阻,在工作时,电压必然受到一定影响,电缆长度越长,电阻值越大,电压损失也越大,造成设备端实际电压偏离额定电压,设备性能会受到影响,甚至无法运行。因此选择电缆时,电缆截面应根据电缆长度适当增加。

4.保护措施

电缆在选择时,还应考虑保护元件,如果线路或者负载端发生故障,而保护元件还未发生作用,线缆则会受到损伤,也就是说保护元件的额定电流必须小于电缆的载流量,否则无法保护电缆。

另外,电缆越长,越会影响保护元件的灵敏度,因为电缆的长度关系到电缆自身的阻抗,因此电缆截面也应随着电缆长度增加而增大。

5.机械强度

电缆截面必须满足下表要求。

四、结论

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关键词:光纤复合低压电缆;结构设计;光单元;电力电缆

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

[1] 接入网用光电混合缆(YD/T2159-2010)[S].

[2] 胡东升,陈晓燕.新型光纤组件——复合松套管[J].光纤光缆传输技术,1999,(4).

[3] 中心管式通信用室外光缆(YD/T769-2003)[S].

[4] 层绞式通信用室外光缆(YD/T901-2009)[S].

[5] 室内光缆系列(YD/T1258-2006)[S].

篇3

关键词:电力电缆 运行维护 故障 防火

中图分类号:F407文献标识码: A

随着我国现代工业、现代农业,现代科学技术和现代国际工业的迅速发展,把源源不断的电力送到各用电单位送到全家万户,以满足人民生活的需要是我们广大供电职工责无旁贷的使命。电力电缆是供电设备中不可缺少的重要设备。随着工业的发展城市建筑物的密集,人口的集中地方城市的美化,许多地方不可能架设架空线,只能用电缆供电,因而电缆越来越广泛地得到应用,因此必须加强电缆线路的管理和故障分析做好各种技术措施提高电缆供电可靠性。

一、电缆基本运行要求

1.电缆最大运行电流作用下的导体温度,不得超过按其使用寿命确定的允许值。持续工作回路的导体工作温度应符合表3.0.1的规定。

电缆导体最高允许温度(℃)表3.0.1

电缆类型 电压(kV) 最高运行温度(℃)

额定负荷时 短路时

交联聚乙烯 10 90 250*

注:*铝芯电缆短路允许最高温度为200℃。

2.电缆最大运行电流作用下的导体温度,不得超过按其使用寿命确定的允许值。持续工作回路的导体工作温度应符合表3.0.1的规定。

3.电缆线路原则上不允许过负荷运行,特殊情况下电缆线路的允许过负荷率和时间应通过计算确定,10kV及以下报运行单位技术主管部门批准。

4.35kV及以下电缆线路的正常工作电压一般不应超过额定电压的15%。

5.运行单位应规定每回电缆线路长期允许最大载流量。

6.确定电缆线路正常运行时的长期允许载流量,应考虑电缆本身的结构参数、电缆线路的敷设方式、并列条数、环境温度和散热条件等因素。对于特殊敷设条件或重要的电缆线路可根据现场实测结果来确定其最高允许载流量。确定10 kV电缆线路正常运行时的长期允许载流量理论计算值。

7.电缆接头和终端头应防止进水受潮。

8.用于电缆接头和终端头的结构件应进行防腐处理。

9.电缆线路的交叉互联箱和终端接地箱应密封可靠,安装在方便打开的地方,以便检查和维护。

二、电缆维护

1.电缆运行人员应按月统计运行中电力电缆最大负荷电流。

2.电缆应按表4.2.2规定进行测温,并将测温结果填入电缆运行温度、负荷监测记录。

电缆测温周期 表4.2.2

电压等级 测温部位 周期 备注

10kV 受外界热源影响、排列密、散热情况差的电缆本体 每年一次 负荷电流≥额定电流80%必须进行,其它线路视巡视情况确定。

电缆终端和接头

3.电缆运行人员应熟悉《电力法》、《电力设施保护条例》及其实施细则和当地政府关于保护地下电缆的有关规定,并经常督促有关单位切实执行。

4.电缆运行单位必须了解和掌握全部电缆线路上的挖掘情况,定期查看路面是否有挖掘痕迹。在电缆线路通道上不允许堆置瓦砾、矿渣、建筑材料、笨重物件、酸碱物或砌石灰坑等。

5.对于穿越厂区、校区等地方的电缆线路,应与对方签订保护电缆的互保协议书,发动力量做好护线工作。

6.对请求在电缆线路保护范围内进行施工的工程,经电缆运行单位同意施工后,由运行单位派人到现场进行监护,并向施工单位介绍电缆的装置情况,如走廊走向,埋设深度,保护设施等,并签定相关协议。

7.对未经同意在线路保护范围内进行施工的工程,巡线人员应立即制止。待施工部门征得电缆运行单位同意后,方可继续施工。如施工已威胁电缆线路安全运行,巡线人员应及时上报有关部门,采取措施保护电缆,并同时送达书面的危及安全隐患通知书。

8.凡因必须挖掘而暴露的电缆,应派员在场守护。对外单位的施工人员,应告知有关的施工注意事项,办理书面交底手续,并签订有关协议。

9.对于被挖掘而露出的电缆应加护罩并悬吊固定。悬吊的距离应不大于1.5m。

10.挖掘工作完成后,运行人员应检查电缆外部是否完好无损,安放位置是否正确,待回填沙土并盖好电缆保护板后才可以离开。

11.有抗压要求(如有车辆通过等)的电缆临时保护设施,应有足够的抗压强度,并设立醒目警示牌。

12.电缆线路监护人员,应把监护情况详细记录在电缆线路挖掘监护记录中。

13.对损坏的电缆(沟盖板、井盖板)、设备标识、保护管等应及时进行修补和更换。

14.对参照物已发生变化的电缆线路走廊,应由运行人员一周内对线路沿布图(包括底图)进行修改。

三、电缆防火和阻燃

随着对电力电缆阻燃与火灾事故的认识和加深,电力部门对电缆防火、阻燃等特性的要求也越来越高,不仅要求电缆线路具有高的可靠性,而且必须考虑能否对用户正常供电。GB 50217-94《电力工程电缆设计规范》中已把采用的阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施,对阻燃电缆、耐火电缆、低烟低毒阻燃电缆等的选用作了明确规定。

阻燃电缆,通常是指成束敷设时具有阻燃特性的电缆,即凡能通过成束电缆燃烧试验的电缆称之为阻然电缆。普通型阻燃电缆(简称阻燃电缆)由于制造简单、成本较低,是防火电缆中用量最大的电缆。

1.防止电缆火灾延燃的措施有:封、堵、隔、包、水喷雾和其他。

2.涂料、堵料必须经国家技术鉴定合格,并由公安部门颁发生产许可证的工厂生产,其产品应是适用于电缆的不燃或难燃材料,并符合规范规定的耐火时间。在涂刷时要注意稀释液的防火。

3.凡穿越墙壁、楼板和电缆沟道而进入油区的电缆入口处必须用防火堵料严密封堵。

4.如需在完成电缆防火措施的电缆上新敷设电缆,必须及时地补做相应的措施。

5.电缆廊道内宜每隔60M划分防火隔段。

6.架空敷设电缆时,电缆与蒸汽管净距不应少于1m(电力电缆)和,与油管道的净距尽可能增大。

7.电缆夹层、隧道、竖井、电缆沟内应保持清洁,不得堆放杂物,电缆沟洞严禁积油。

8.在多个电缆头并排安装的场合中,应在电缆头之间加隔板或填充阻燃材料。

9.进行扑灭道、通风不良的场所的电缆头着火时,应戴上氧气呼吸保护器及绝缘手套,并穿上绝缘鞋。

10.电力电缆中间接头的两侧及其邻近区域,应增加防火带等阻燃措施。

四、电缆故障查找方法

根据电缆故障的分类,目前国内外有各种不同的测试方法,但测试步骤大体相同,即首先进行故障诊断,判断故障性质;其次根据故障性质进行预定位;最后根据预定位的结果进行故障精确定位。对于各种故障及相应的使用方法如下表一

表一电缆故障使用寻测方法

故障类型 预定位方法 精确定位方法

电缆断线 电容电流法

低压脉冲法 声测法

低阻故障 低压脉冲法 音频感应法

高阻故障 闪络法 声测法

燃烧降阻+低压脉冲法 音频感应法

闪络性故障 闪络法 声测法

篇4

关键词: 利与避;注意事项;探讨

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210190-02

安全是社会首选的主题,特别强调“总书记在“十”报告中,把“确保食品、药品等安全”作为“加快推进以改善民生为重点的社会建设”的一项重要内容使我们深受鼓舞,更加坚定了立足本职岗位和全力维护人民群众的利益及确实做好本职工作的决心。我所从事的职业是电力方面的工作,大家都懂得,“电”自产生起就为人类的生活创造了极大的方便条件,同时也有不利的隐患,如何避免不利的隐患也是新时期电力工作重点。

1 电力电缆接地的利与避

1.1 电缆接地的有用性

为防止人身受到电击事故和意外电力事故的产生,确保电力系统正常运行,保护线路和设备免遭损坏,同时还可防止电气火灾,防止雷击和静电危害等。电缆金属护套或屏蔽的接地的作用有:① 电缆线芯对屏蔽和金属护套的电容电流有一回路流入大地,形成安全回流,避免了电击事故产生;② 当电缆对金属护套或屏蔽发生短路、或出现意外时,所造成的短路电流可直接流入地下,也避免了电击事故产生;③ 当因以外事情造成的电缆线芯绝缘损伤后,所发生相间短路发展至接地故障时,故障电流通过接地线也流入大地中,也完全避免了电击事故产生;④ 电缆在输电过程中存在不平衡电流所引起的感应电压、通过地线与大地形成短路,这也防止电缆对接地支架存在电位差而放电闪络所造成的电击事故;⑤ 因科技发展,线电交叉扯拉经常发生,电缆直接接地可以避免回路的产生,同时也避免了线路的有一次交叉,可以尽量避免因回路漏电产生事故。

现实社会中,大量使用的交联电缆中,大都使用的电缆属分相屏蔽电缆,屏蔽层又分为金属(铜带)层和半导电层。半导电层中含有胶质碳,它们都能起到均匀电场的作用;同时碳层又能吸收电缆本体内细小间隙中,因空气电离所产生的败坏物质等,均匀电场内,用以保护电缆绝缘。而金属屏蔽层的作用是:首先其可以保持零电位,使缆芯之间没有电位差或避免产生电位差;其次是在短路时电缆承载短路电流,以免因短路引起电缆温升过高而损坏的绝缘层,同时屏蔽层也可以防止周围外界强电场对电缆内,传输电流的干扰;再次屏蔽层可以安全有效地将电缆产生的强电场限制在屏蔽层内部,同时由于屏蔽层接地,外部不存在电缆产生的强电场,不会对周围的弱电线路及其仪表,产生强电场干扰或危及人身安全的强电场与电波。还有配电系统中电源电缆的起始端与发电厂的接地电缆网接通,末端与变电所接地网连通;变电所馈出电缆接地与各用户连通;低压电缆线与电缆铠甲接地后可与高压电缆接地等电位;大用户的电源电缆接通了独立的电源。这样,高低压电缆接地线的互相联结,与接地网连在一起。所以,电缆接地就成了接地系统总体的重要组成部分,对电网安全运行有重要保护作用。

1.2 电力电缆接地易发生的问题

该问题主要表现在低中压电力电缆方面和高压电力电缆两个方面。首先谈低中压电力电缆方面的问题总结近几年在电力工作经验,低中压电力电缆接地易发生的的问题有以下几个方面:① 低压电缆接地不良或不规范,工艺要求不规范等。造成低压电缆的铠甲接地只采用数股铜线在钢铠上绑扎几圈,而后普遍用塑料带将端头包扎成型后,再引出接地线。或还有些电气装置没有接地的母线与零线、地线与盘箱柜的金属部分连接不规范,低压电缆的心线也不压接接线端子,甚至更有甚者将电源电缆的心线与负荷的零线或地线用绑线扎在一起,形成了不规范的“鸡爪连接”的不可靠连接方式。在制作低压电缆中间接头时,对相线连接质量比较重视;对于电缆心线的连接,便不够重视;从而对于电缆铠甲的连接质量差,易发生事故等问题。② 低压电缆接地线断不规范。由于过去采用低压电网用的是三相四线制供电方式,与之相应的四芯电缆的中性线除作为中性线要通过三相不平衡电流外,还要作为保护的接地线,成为电缆的断零线。低压电缆断零原因主要有:第一中性线截面过小。过去有一错误观念是低压电缆的断零线截面可小于相线,只需通过三相不平衡电流,其电压值较小,常将断零线截面取为相线截面的1/2或1/3。殊不知断零线在电缆线路发生单相接地故障时,还要通过短路电流,必须具备短路电流热效应的线,才能承受能这种力, 否则极易发热严重或烧断线芯,形成故障。第二低压电缆线因年久失修,腐蚀断线。以前的接地装置,大都采用圆钢、扁钢、角钢或钢管等碳素钢材。因腐蚀氧化严重,经数年后不是断线,就是接地电阻变高而形成故障。

下面介绍高压电力电缆易发生的事故原因:1)是高压电缆接地不良,形成电力电缆事故。高压电缆接地问题较为复杂,接地不良因素颇多,主要表现为:① 接地线焊接不牢。高压电缆接头制作工艺简单,方便安装施工,因此而使一些单位员工忽视了接头制作质量,对接地线焊接更不重视,导致事故因素。② 铜带屏蔽层过流能力较弱。采用铜带屏蔽电缆的铜带厚度至少应为0.12mm(单芯线)和0.1mm(三芯线),规定在电缆制造时,要求铜带连接应熔焊或铜焊,但因我们在电缆施工中发现一些公司生产的电缆采用锡焊,更有甚者采用搭接后包以塑料自粘带加以应付。目前我国电缆制造行业对中低压电缆金属屏蔽层截面计算方法,没有考虑铜带搭接后引起的接触不良情况情况,这种计算方法对于新生产的电缆比较适合;但在运行或存放一定时间后会由于铜带松动、氧化等原因,使搭接处电阻增大或接触不良。易造成短路电流不是按轴向流动,而是沿螺旋方向流动,此时,屏蔽层的电阻主要取决于铜带厚度和总长度。这些因素都会造成接地不良现象。③ 接地线接触不良。近年来电缆线及其附件已形成配套供应,厂家为了降低成本,附件配套接地线的长度只有500mm左右,作完电缆头后所剩很短,只能就近接地,多数是接在电缆卡具的固定螺栓上,由于油漆和锈蚀等影响,也会产生接地端子接地不良的现象。2)高压电缆接地断线,形成电力电缆事故。其主要形成的原因有以下几点:首先是铜带屏蔽层意外损伤或断裂,造成电力电缆的事故。其次是电力电缆本身接触不良,大电流冲击的烧断,造成电力电缆的事故。再次是电力电缆接地线焊接、绑扎不牢,或端头固定时接地线受力后与电缆屏蔽层脱离,造成电力电缆的事故。还有是电力电缆的接头处进水、进潮、腐蚀、电解造成断裂等因素,电力电缆事故。最后是高压电缆因客关因素无法接地等现象。如在一些特殊环境,如城市街道、矿山、井下、还有城市供电的箱式变电所等处,由于条件等的限制,只能借助高低压电缆的屏蔽层、护套及低压电缆的零线形成复合的接地网。这样就会形成高压电缆金属屏蔽层断裂或接地线脱离,易造成高压电缆无接地,从而形成电力电缆的事故。

2 电力电缆装置时应注意的事项

我们知到,在现代生活中,电力电缆装置绝大部分是隐蔽性的,其运行管理工作有其很强的特殊性和专业性。电缆接地质量好与坏,直接关系到人身安全、电力系统的安全运行、终端的使用状况等。部分电缆施工安装人员和运行管理人员对电缆接地的重要性缺乏足够的重视。所以加强学习、提高素质、提高认识,掌握或防范接地不良故障的有效方法,应该注意以下几点:

1)首先要正确选用电缆质量。随着市政建设的大力发展,各种楼房高层、超高层建筑的崛起,单相用电设备的大量增加,电网中有相当多的电气设备不断增加,所以经常出现三相负荷不平衡现象等,电能在运行中会经常产生谐波扰动,造成三次谐波的存在。一般负荷三相电流相等时,其基础波相位角互差不会超120度,它在中性线上的矢量和为零。但是各相的三次及其倍数谐波在中性线上却处于同一相位,它们的波,不是互相抵消,而是互相叠加。当谐波电流含量大或超载时,中性线电流可能等于甚至超过相线电流。由此而引起的电气火灾等隐患,所以为保证供电更安全、更可靠,无论是高压电缆还是低压电缆,无论用于何种场所,均应注重对电缆质量的选择或电缆均应有铠甲或屏蔽为好。

2)保证电缆的接地线截面与其交联电缆接头在制作中,铜屏蔽层、铠甲层等应分别连接不得中断或两者间不加绝缘分隔层出现。也就是说无论何种电缆,接地线连接必须安全可靠,杜绝出现断线或接触不良,导致防护层击穿放电引发火灾等现象。

3)必须作好进户电缆防雷保护、塔灯照明、微波站和计算机房电源电缆等远程条件的设置等工作,确保让百姓使、用的安全、放心。

4)健全建立电缆运行状况制度和接地问题的相关措施,制定反事故先观措施。确保电力电缆安全运行。

3 结束语

安全是现代社会的主题,企业的安全管理是企业一切工作的基本保障。作好人员管理、现场管理也是为企业顺畅发展、安全管理提供基础保障。

参考文献:

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关键词:交联电力电缆;进水;破坏;措施

1前言

在城市化建设中,大量使用电缆美化了环境。然而,电缆芯进水给电缆的运行留下极大安全隐患,往往导致电缆击穿等事故[1 2],不但影响了设备的安全运行,降低了供电可靠性,同时增加了抢修、维护成本。

2电缆芯进水原因

针对电缆芯进水问题,有的厂家生产阻水型电缆[3]或不断研制新型的阻水材料[4],目的是尽量降低进水对电缆的影响。对中低压电缆来说,由于技术及成本的原因,以及水极强的渗透性,一旦电缆芯进水,除非在进水部位及时切割掉,否则很难阻止水的纵向流动。电缆芯进水的原因较多,主要有下列几种情况。

1)在交联工序生产过程中,由于电缆阻水接头未处理好等原因将导致交联绝缘线芯进水。

2)电缆运行时,发生中间接头击穿等故障时,电缆井中的积水便会沿着缺口进入到电缆;在道路、施工开挖中,外力破坏电缆,导致进水。

3)非整筒电缆在封帽不严或没有封帽情况下,电缆长时间处在日晒雨林中。

4)敷设时,封帽不严或没有封帽的电缆头有时浸在水中,使水进入电缆。

5)拖放电缆时,电缆头热缩防水套开裂而引起。

6)电缆敷设后,未及时进行电缆头制作,使未经密封处理的电缆端口长期暴露在空气中,甚至浸在水中,使水汽大量进入电缆。

7)中间接头制作时,工作人员的大意,使电缆端头滑入到有积水的电缆井中。

3理论分析

电缆接头的电场是一个畸变电场,在电缆接头线芯和屏蔽层的切断处,会产生电应力集中现象,电场强度最大,是整个接头的薄弱环节。高压电缆附件安装时的环境条件要求较严,不同厂家对于湿度、洁净度等要求皆近乎苛刻,尤其是对主绝缘与锥接触的表面处理十分严格:使用非金属颗粒砂制打磨,打磨后用无水乙醇或丙酮清洗干净,在强光下观察结果为光滑的情况下才能安装附件。如果其表面不光滑或混入杂质,将使此处的电场发生畸变,使得电力线集中,当畸变引起电场强度超出3kV/mm的允许值时,将会导致局部发生放电。

3.1 电缆中间接头结构

中间接头附件如图1示,主要有主绝缘体2,内半导电屏蔽层3,外半导电屏蔽层4等主要部分。对电力电缆来说,导体线芯与绝缘层、绝缘层与金属屏蔽层之间的半导电屏蔽层,分别称为内、外半导电屏蔽层。电力电缆生产过程中,由于制造工艺的原因,不可避免地在导体的外表面存在尖端或突起,这些尖端或突起处的电场非常高,将会导致导体尖端或突起处绝缘的交流击穿场强降低。同时,绝缘的外表面和金属屏蔽之间不可避免地存在空气间隙,在电场作用下会引发间隙放电。半导电屏蔽层主要为了缓和电缆内、外部的电场集中,改善绝缘层内、外表面电场应力分布,提高电缆的电气强度。附件安装时,附件内半导电屏蔽层与压接管及一部分电缆主绝缘接触,附件外半导电屏蔽层一部分直接与电缆绝缘屏蔽层导通,另一部分与电缆主绝缘接触(如图1示)。附件主绝缘体把内、外半导电屏蔽层绝缘。

图1冷缩中间接头附件安装示意图

1.冷缩中间接头附件 2. 附件主绝缘体 3. 附件内半导电屏蔽层 4. 附件外半导电屏蔽层 5.压接管 6.电缆主绝缘体 7 附件内衬条3.2接头破坏分析

图1所示,电缆主绝缘体与连接管间有一个缝隙,一旦电缆导体进水,缆芯内的水分会从缝隙口流出到附件内半导电屏蔽层,水分含有金属等杂质。这种含有金属杂质的水分使附件绝缘产生水树现象而击穿及水的渗透、扩散性现象导致的击穿。

3.2.1水树枝现象的破坏

水树枝是在电场和水的共同作用下,绝缘材料中发生的一种老化现象,有蝴蝶结树与排气树两种类型。排气树生长在绝缘表面,蝴蝶结树生长在绝缘体内,对电缆而言,排气树比蝴蝶结树具更大危害性。水树的产生,将会造成绝缘介质损耗增加,降低绝缘电阻及绝缘击穿电压,湿度越高,温度越高,电压越高,水中所含离子越多,则水树发展越快,绝缘老化速度就越快,将导致产品寿命缩短。正因为水树枝对电缆的破坏作用,有资料介绍[5],国外在水树形成机理作了大量的研究,并开发出一系列抗水树的电缆绝缘材料。我国对水树的抑制方法也进行过研究[6],但仍有很长的路要走。

3.2.2水的扩散、渗透现象破坏

伴随水树的生长,很多时候会在尖端由水树结构转化为电树结构。一旦电树形成,可能造成电缆绝缘在短期内被击穿。根据资料[7]提供的数据,50Hz频率时,10kV电缆导体芯内有水时,在其它正常运行下,因为水树的发展导致的击穿至少要8年,并且击穿概率不足10%。很多工程实际中,电缆芯内有水,中间接头附件会在不长时间内击穿破坏。针对这种现象,依笔者看,缆芯进水后,中间接头附件击穿不是水树老化现象原因引起,水的扩散、渗透现象是最主要的原因。

水的渗透性、扩散性极强,接头附件内的水会纵向向外扩散、渗透,主要经过导体连接管5、附件内半导电屏蔽层3、附件主绝缘体2、附件外半导电屏蔽层4(与接地金属屏蔽层导通)。在高电压作用下,附件内带杂质的水很容易使接头产生沿面放电及闪络放电现象而击穿。同时,水在电场作用下,具一定的导电性,电压越高,水分越多,导电性越强。这样,中间接头每个结构部分通过水“导体”介质而连接起来,致使运行导体与地接通而放电击穿的情况出现,各部分结构“导通”如下图2所示。

图2 中间接头附件“导通”示意图

4预防措施

由上面的分析,电缆芯里有水,导致接头附件被击穿,最主要的原因是水的扩散、渗透现象而产生沿面放电、闪络放电,以及水的导电连接。目前,中间接头用冷缩附件安装时,没有考虑一旦电缆芯内有积水,该如何防范。因此,必须使用一种密封防水材料,能有效防止水分流到接头附件里,保证附件的洁净度、干燥性。

根据专利[8],并经考证、研究,决定采用热熔胶及热缩管作为密封防水材料。方法是:中间接头附件安装时,在压接管两端与电缆主绝缘体接口处用密封热熔胶紧紧的绕包、密封,套上热缩管。尔后,对热缩管均匀加热,热缩管里面的热熔胶在热量作用下,从固态变为液态,液态下的热熔胶会与热缩管及压接管和主绝缘体接口完全胶和在一起。冷却后,液态的热熔胶变为固态,完全把主绝缘体和压接管口固封起来,同时,热缩管紧紧的包裹在外面,即使导体芯内有积水,也渗漏不出来,保证了硅橡胶内、外半导电屏蔽层之间的绝缘性(如图3)。

图3措施实施后的安装示意图

图中1-7见图1示,8.热熔胶,9.热缩管

密封热熔胶和热缩管材料为本措施使用的附加材料,目前所有中间接头没有这种材料。使用这些材料后,须保证压接管与冷缩中间接头附件内的屏蔽层紧密接触,以不影响其原设计的电场强度分布,即在采取措施堵住缆芯内水分的同时,保证附件应力锥连接管的压力,防止该处电场严重畸变,当界面场强大于击穿场强的情况下就会产生滑闪,电弧在电场作用下随机发展,经历一段时间后温度升高引起主绝缘被热击穿[9]。压接管与冷缩中间接头附件内的屏蔽层紧密接触,保证不影响其原设计的电场强度分布,这是难点及关键所在,必须通过实际使用检验这种方法的可行性。

5 实践与结语

当今,社会各方面日益重视供电可靠率,电缆芯里进水,按常规技术方法做中间接头,附件在很短时间内运行会出现故障。采取本措施,免掉了更换电缆的大工作量及节约了时间,会更科学、更经济,提高了供电可靠率。

采取本措施,在原附件基础上只增加了两个热缩套及有限的热熔胶,对一个冷缩接头来说,几乎算不上成本,同时,安装工艺简单。2009年下半年,在各方面反复论证下,决定在部分用户电缆上使用该方法以验证安全性、可靠性。

参考文献:

[1] 潘蕾蕾,刘建慧,樊宁.配电网电缆进水原因分析与防范措施探讨[J].山西电力,6(142):71-72.

[2] 张志祥.35kV交联电力电缆常见故障与对策[J].石油化工技术与经济,25(3):51-54.

[3] 李涛,岑锐.阻水型中高压交联电缆阻水机理及结构的探讨[J].电线电缆,2008(2):36-37.

[4] 张侠.一种应用于电线电缆和光缆的新型阻水纱研制[J]. 电线电缆,2008(1):36-37.

[5] 何军,屠德民.XLPE电缆绝缘中水树的形成机理和抑制方法分析[J].绝缘材料,2008(6):51-58.

[6] 党智敏,亢婕,屠德民,等.新型抗水聚乙烯绝缘电缆料的研究[J].中国电机学报,2002,22(1):8-11.

[7] [德]L.Heihold,R.Stubbe(Hrsg.),门汉生,崔国璋,王海 译,电力电缆及电线[M].中国电力出版社,2001

[8] 周世濂. 内防水式中、低压交联聚乙烯绝缘电缆冷缩直通接头[P].中国专利: 200820040508.4,2008-7-9

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关键词:高压冷缩;电缆头;故障率;电缆安装;电力工程;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM505 文章编号:1009-2374(2016)35-0042-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.020

电缆安装工作是电力工程中的重要环节。根据电力工程自身的特点,在安装方法上都是选用隐蔽敷设的方法。采取这种方法虽然在工序上更加便捷,但是在后期的检测和维护工作上难度非常大。这就要求在电缆安装的过程中,必须保证每一步施工的准确性。电缆头是一个重要的组成构件,但是在制作工艺上却是比较简单的,而且在安全性和质量上也是有保障的,所以在电力行业中的应用比较广泛。我们要在降低电缆头的故障率上做出很多的努力。

1 电缆头的技术特点

1.1 热缩电缆头

热缩电缆头主要有四个特性:成熟性、接地及收缩工艺、屏蔽层的处理工艺、收缩材料的机械性能。热缩电缆头具有成熟性是由于其起步的时间比较早,而且制作的成本非常低,在技术方面也是相对成熟的,稳定的性能让其能够保存更长的时间。接地和收缩工艺方面,使用的材料是耐热绝缘材质,防止温度过高破坏性能。所以在温度控制上要非常严格。在电缆的屏蔽层处理工艺上,由于半导体层去除的数量较多,既导致了在电缆头三相之间没有电磁屏蔽,这种情况下就很容易发生相位放电。最后是关于收缩材料的机械性能方面,热缩材料在这方面具有很大的优势,完全包裹住线芯。唯一的缺点是热缩材料的弹性比较小,很容易破裂。

1.2 冷缩电缆头

冷缩电缆头也有四个特性。与热缩电缆头一样,分别是成熟性、接地及收缩工艺、屏蔽层的处理工艺、收缩材料的机械性能。关于成熟性这一方面最近这几年发展得比较快,但是在实际的使用过程中成本相对较高,而且使用寿命非常短,一般来说只有1~2年。对于接地及收缩工艺来说,冷缩电缆头是不需要进行焊接这一道工序的,直接使用弹簧钢卡带固定。在绝缘层的收缩性是弹性收缩,不必用火焊接,这样就极大程度地降低了因为温度控制工作上的失误对绝缘层产生的影响。在屏蔽层上的处理工艺,冷缩电缆头去除的绝缘层是比较少的,在电缆头的三相之间就存在电磁屏蔽,但是对地的爬距比较小。就单相来说内部绝缘层的绝缘距离要比热缩电缆头短。收缩材料的弹性比较好,出现褶皱的情况较少,在受到碰撞的时候不容易产生破裂。

2 电缆的基本结构形式

2.1 导电线芯

电缆在使用的过程中产生一定的损耗是必然的,但是在产生损耗的大小上却是可以控制的。为了延长电缆的使用寿命,线芯的损耗越少越好。在材料的选取上应该选择高导电率的金属材料,铜和铝是使用比较多的材料。选用铜的原因是其容易焊接,机械强度较高,同时具有非常好的导电能力。铝的各方面性能比起铜材质来说都要差一点,选用铝的原因就是使用成本比较低,质量轻,容易加工。而且铝对油的催化作用很小,所以在油浸电缆中使用铝材质比较多,丰富的铝资源也为渐渐地取代铜提供了便利。表1是铜和铝的一些相关性能对比:

根据表1的数据显示可以看出铜和铝都是电缆中选用的重要的线芯,是一种主要的材料,使用的范围比较广。在具体的使用过程中选用哪种材料还是要根据电力设备的具体情况,价格成本因素只是作为一个参考,起到的是辅助作用。铜质线芯适用的电缆是载流量比较大的,如果对载流量的要求不大的话,就可以选择铝质线芯。

2.2 绝缘介质层

电缆中的绝缘介质层起到的主要作用就是让线芯与电缆的每一层之间都是处于绝缘状态。在绝缘层的材料选择上主要考虑的是以下方面:所选取的材料必须要有很高的击穿场强,介质损耗角低,绝缘电阻必须要高,绝缘性能稳定等。大体上来说绝缘介质主要分为两大类,即均匀介质和纤维介质。两种材料相比之下,纤维介质的耐热性能、稳定性能是相对比较好的,唯一的不足之处就是吸水能力较强。

在高压电缆中的绝缘材料选取的是交联聚乙烯,由于使用了交联的方式,分子结构由线形变成了网状的结构,通过这样的方式,绝缘层的机械强度和耐热性能都能够很大的提高。如图1是交联聚乙烯的结构图。虽然与以前的电缆结构有很大的相似之处,唯一的不同是交联聚乙烯是有两层半导体屏蔽层的。这样的两层屏蔽结构能够很好地避免电缆发生故障。

2.3 电缆屏蔽层

高压电缆的线芯是由许多导线组成的,这就导致了在线芯表面与绝缘层之间就存在许多的空隙,影响了电缆的性能。因此也要在电缆的绝缘层的内侧与外侧都设置两个屏蔽层。使用半导体材料能够让电场稳定性变得更好。

2.4 电缆护层

在电缆铺设的过程中会遇到各种各样的环境情况,因此需要采取一些措施,添加一个保护层对电缆头内部的结构进行保护,保证在运行的过程中不让电缆受到外界环境因素的影响,比如大风、暴雨等情况,延长电缆的使用寿命。电缆的保护层在材料的使用上一般有两种选择,即金属材料和非金属材料。电缆保护层又分为三种,分别是金属、橡胶以及组合类型。金属材质的保护套具有很好的防护性能,主要功能是防水。橡胶保护层是比较柔软的,但是防水性能比较差。组合类型其实就是一种简易的金属保护层,防水性能要比橡胶好很多。

3 热缩与冷缩电缆头的故障分析对比

3.1 热缩电缆头的故障分析

对于热缩电缆头经常会出现的故障,主要有三种:一是容易产生电化学腐蚀;二是相线对半导体放电;三是绝缘层容易受到破坏。

产生电化学腐蚀的主要原因是相间距离太近,所以绝缘外表皮是容易被腐蚀的。因为热缩电缆头的绝缘层屏蔽层被去除的比较多,所以导致两相接近的地方没有屏蔽层,会产生漏电的情况。而且在交汇处形成的电场是不均匀电场,场强比较大,导致空气与水蒸气也会发生放电现象,会有声响发出。

相线对半导体产生放电现象的原因是热缩层被破坏,没有承受相电压的能力,所以单相会对半导体层的绝缘表面击穿,造成重大的安全事故。

由于温度的不断升高,电缆三指处被击穿,绝缘层就会受到巨大的冲击。电缆三指处的制作工艺要求是非常严格的,不易使用火焰喷枪进行焊接。

3.2 冷缩电缆头的故障分析

冷缩电缆头的故障主要有两种:一是安装操作不规范导致相线与线芯接触,最后导致相线击穿屏蔽层;二是在电缆制作的时候出现的情况,由于制作工艺不精良对电缆造成了损伤。所以在使用的过程中,有损伤的地方对半导体进行放电,形成了不均匀的电场,容易出现事故。

3.3 其他问题分析

相对于热缩电缆头来说,冷缩电缆头在三指处的包裹性不是很好。在突然受到外力的情况下非常容易脱出,密封性遭到了破坏,导致水渗进去,使电缆的绝缘层出现受潮的情况。而且在固定电缆的时候如果把抱箍放在三指处,出现这种情况的概率将会大大提升。

4 制作冷缩电缆头的相关事宜

4.1 注意天气情况对制作电缆头的影响

天气情况对冷缩电缆头的影响是比较大的。首先要选择在晴朗的天气,空气湿度不是很大的情况下进行制作。如果是在一个比较潮湿的空气状况下进行制作则会使电缆的绝缘性能大幅度下降,还有可能因为受潮而产生局部放电。在施工场地内最大程度地保持场地的整洁、干净,防止在制作的过程中有灰尘进入到电缆中,使电缆产生气隙,造成击穿事故。

4.2 采取相关措施解决屏蔽端电场集中的问题

在电缆的终端屏蔽层处,电场是非常集中的。这种情况是需要进行改善的,目前选择的方式就是绕半导体带电的措施,改善这一比较薄弱的地方。如果不注重对这方面的改善,则容易产生电缆绝缘击穿的情况。

4.3 制作完成之后的存储措施

电缆在制作完成以后,需要很好地储存起来。但是对储存的条件也是有要求的,必须要选择干燥的地方,密封储存。在冷缩管和冷缩指套的端口处缠绕半导体胶带,能够起到防水、防潮的作用。缠绕的方法是半重叠式,从接头的那一端开始缠绕,然后进行反向的缠绕,直到起始位置。在缠绕的过程中要控制好力度,适当拉伸,不能留下缝隙。

5 结语

综上所述,在10kV高压冷缩电缆头的故障概率降低的工作上还有很长的路要走。首先是因为电缆头的问题通过一般的检验方式很难检查出来,必须要让电力系统经过较长时间的运行之后才能够暴露出来问题。但是现在的电缆使用寿命大多都有限,如果不及时发现电缆使用过程中的安全隐患,将会出现许多的安全事故,所以高压电缆在使用之前必须要经过多次耐压试验。通过分析不难发现许多问题都是在制作的过程中只要稍加注意,提升一下制作工艺就可以避免的,所以我们要不断改进制造工艺,避免事故的发生。

参考文献

[1] 谭志坚.高压冷缩电缆终端头制作和交流耐压试验中有关问题的探讨[J].安装,2016,(4).

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【关键词】交联电缆;低压;发展

1 交联聚乙烯的产生

自1952年查尔斯(Charlesby)在美国进行核动力反应试验时,曾发现盛有重水和一些接触放射源塑料容器,性能越用越好,即聚乙烯(PE)塑料经常接触辐射能时,将聚乙烯线性分子结构交联成交联聚乙烯网状结构,从而最早发现了交联聚乙烯(XLPE)。聚乙烯受到交联剂或高能射线的作用,在一定条件下能从线型分子结构转变成体型三维网状结构,同时由热塑性塑料转变成不溶的热固性塑料。XLPE与PE比较,提高了耐热变形性,改善了高温下的力学性能,改进了耐环境应力龟裂与耐热老化的性能,增强了耐化学稳定性和耐溶剂性,减少了冷流性。使用交联聚乙烯可以使电缆的长期工作温度从70℃提高到90℃,也提高了短路时的承受能力,其短时承受温度可达250℃。因此同样厚度的电缆,交联聚乙烯的载流量就大得多。

2 硅烷交联绝缘逐步取代聚氯乙烯绝缘

聚氯乙烯(PVC)早在1927年被美国化学家西蒙(Semon) 发明,四十年代开始大量工业化生产,特别在二次世界大战时,德国为找到代用橡胶这一战功略物资的代用品,大量发展了PVC电缆,50~60年代PVC绝缘由于具有优良的机械电气性能,特别受到欢迎,其柔软性为其它塑料所不及,化学性能也很好,且具有阻燃性能,加工方便,价格便宜,到70年代初美国的高层建筑中大量使用PVC实芯铝导体电缆,PVC绝缘完成了最辉煌的业绩,由于PVC绝缘的大量应用,在火灾时释放出大量的卤素,使消防人员窒息死亡,为此美国政府宣布禁止在大楼中使用PVC塑力缆,随着工业的发展,不断发现PVC绝缘对精密设备的腐蚀,大气的污染大量PVC废料无法回收,形成工业污染和难以解决的公害,法国国标NFC-33-209-82电缆标准中决定取消PVC绝缘,改用硅烷交联绝缘,80~90年代欧洲已有1/3~1/2PVC绝缘被硅烷交联绝缘所代替,日本已接近1/2的PVC绝缘为交联绝缘所代替,在我国现如今也达到了这个水平。

3 交联聚乙烯的交联方法

交联绝缘的品种虽多,但主要分为物理交联和化学交联两大类,主要采用硅烷交联、化学交联、和辐照交联三种方法。硅烷交联交联可分为温水交联与自然交联二种配方。辐照交联也分为紫外光辐照与电子束辐照二种生产方式方法,其绝缘品质完全一致,故电缆产品标准中,是不区分使用何种交联方式的。

3.1 化学交联

化学交联低温交联即温水交联,学名硅烷交联,在60年代也是由美国Dow-Corning公司开发,电缆在70~90℃温水中交联,也可以在湿度较大的空气中交联,故名温水交联。主要是先将不饱和的硅烷分子和聚乙烯在特定条件下生成具有交联活性点的接枝共聚物(即俗称的A料),然后与催化剂(即俗称的B料)在一定的温度下进行水解交联反应,生成交联聚乙烯(三维网状的交联结构),水解吸收的水分已成为绝缘分子的一部分,故水含量及少,也是100~200ppΜ,绝缘品质完全跟干法交联一样。从低温交联绝缘热应力低这一点考虑,绝缘性能还超过干法产交联。温水交联因水分不易渗入较厚的PE绝缘,一般适用于10kV及以下电缆,特别是1kV以下交联电缆。

3.2 物理交联

物理交联又称辐照交联,由美国Rachem公司在60年代开发,采用高压静电加速器的辐射能使绝缘交联,其绝缘品质最佳,无化学副产品形成,交联度高,耐候性好,是各种软线、装备线、耐高温(105℃及以上)线及阻燃电线电缆的理想工艺方法,其主要缺点为对较大截面电缆的辐照不均匀,经反复照射后,电缆弯曲次数太多,且在绝缘中容易注入空间电荷不大适用于电力电缆生产。

3.3 新兴的化学交联--自然交联技术

绝缘料在交联过程中,绝缘料中的叔丁基过氧化类引发剂首先释放出游离基,该引发剂产生的游离基活性较强,与聚乙烯结合后可有效的使聚乙烯中的氢原子快速脱离聚乙烯大分子,而与游离基结合形成活性很强的大分子游离基,进而与硅烷产生接枝反应,形成聚乙烯-硅烷线性分子。同时,绝缘料中有机酸类的硬脂酸与不吸湿性的金属氧化物氧化锌发生反应产生水分,在催化剂二月桂酸二丁基锡作用下,聚乙烯-硅烷线性分子完成水解缩合反应,在聚乙烯内部产生Si-O-Si键,使整个聚乙烯分子链成为网状结构,从而完成交联。

硅烷自然交联聚乙烯绝缘料在自然状态下完成交联所需时间与温度、湿度及绝缘层厚度有关。温度、湿度越高,绝缘层厚度越薄,所需交联时间则越短,反之则越长。由于不同地区不同季节的气温和湿度都不相同,即使在同一地点同一时间段,今天和明天的气温和湿度都是变化的。因而该材料在使用过程中,使用者应根据当地及当时的气温、湿度,以及电缆的规格、绝缘层的厚度来确定交联时间。

图1为该材料在温度为23±2 ℃,相对湿度为75±5 %的空气中,试样厚度为1.2 ±1.0 mm(双面暴露),其热延伸率随放置时间的变化趋势。

3.4 新兴的物理交联--紫外光辐照交联技术

紫外光辐照交联是继过氧物交联、硅烷交联和电子束辐射交联之后发展起来的又一种新的交联技术,是一项我国自主开发、国际首创、具有自主知识产权的技术创新成果(ZL 200610126942.X),为交联电缆生产技术开拓了一个新途径。

以聚烯烃为主要原料掺入适量的光引发剂,在一定条件下用紫外光照射,通过光引发剂吸收特定波长的紫外光,引发聚烯烃产生自由基,从而发生一系列快速聚合反应,将单独的聚烯烃长链大分子用化学键连接成三维网状的交联聚烯烃分子结构。

紫外光辐照交联技术在低压(Q3.0kV)电线电缆的生产中既节省生产时间,又可降低生产成本,并能够保证产品质量。紫外光辐照加工是在高分子材料挤出熔融状态下,在常压下对高分子材料进行辐射,对材料无损伤,高效节能,光线可深入到聚合物内部作用,无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘也能通过此设备进行辐照交联。

4 结束语

交联聚乙烯自问世以来,得到了长足发展,获得广泛的应用,而紫外光交联技术较之硅烷温水技术,少了一道较为占用时间的水煮工序,相对生产效率较高,还具备不产生预交联等优势,对于我国气候干干燥的北方地区将有很大以发展趋势。

参考文献

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高压电力电缆,其在电网系统中占有重要的地位。高压电力电缆在运行中,存在一定的故障隐患,在高负荷用电的背景下,要采用故障监测的手段,监督高压电力电缆的运行状态,及时发现故障问题并处理,保障高压电力电缆的安全与稳定,降低故障发生机率和影响力度。本文以高压电力电缆为研究对象,探讨故障检测措施的相关内容。

关键词:

高压电力电缆;故障监测;措施

我国电网系统正处于逐步改革的状态,在改革创新中,高压电力电缆的规模越来越大,考虑到高压电力电缆在电网系统中的作用,全面实行故障监测,致力于解决监测中的故障问题,促使高压电力电缆保持高效、稳定的运行状态,防止发生安全事故。高压电力电缆的故障监测措施,有利于提高运行的水平,预防运行风险,体现了故障监测措施在高压电力电缆方面的实践价值。

一、高压电力电缆故障原因

分析高压电力电缆故障的原因,如:(1)高压电力电缆的生产制造,本身就是诱发故障的原因,电缆本体、连接点等未达到规范的指标标准,安装到电网系统内,有缺陷的高压电力电缆,就会第一时间表现出故障问题;(2)调试方面的故障原因,高压电力电缆安装后,通过调试的手段,促使电缆进入到正常的运行状态,实际在调试时,缺乏规范标准,或者未经过调试就投入运行,都会对高压电缆电缆造成故障影响;(3)外力破坏,鸟类迁徙、建筑改造以及人为破坏,都属于外力破坏的范围,在高压电力电缆体系中,引发故障缺陷,在短时间内就会造成断电、短路的问题。

二、高压电力电缆故障表现

高压电力电缆故障,表现为绝缘故障、附件故障两个部分,结合高压电力电缆的运行,分析故障的具体表现,如下:

1.绝缘故障

高压电力电缆的绝缘故障,在电缆运行一段时间后,经常出现,运行时间越久,故障率的发生率越高。绝缘材料在高压电力电缆中起到保护、防触电的作用,绝缘材料受到环境条件的干扰,出现老化、破裂的情况,加速丧失绝缘性能,引起了物理变化,损坏了高压电力电缆的绝缘设备和材料。绝缘故障中,最为明显的是老化问题,高压电力电缆的绝缘老化,降低了绝缘材料的保护性能,无法保障绝缘材料的安全性。

2.附件故障

高压电力电缆的附件故障,是指在附件方面,引起放电、击穿的故障问题。附件故障的表现有:(1)附件结构,在剥离半导体的操作中,破坏到了电缆的附件,在附件表面,附着了大量的灰尘、杂质,导致附件投入使用之后,产生了强大的电场,电场作用下灰尘、杂质处于游离的状态,加快了附件故障的发生速度;(2)附件制作时,连接位置有质量缺陷,待附件工作中,缺乏有效的连接控制,接头的位置,电阻数值过大,有明显的发热情况,严重时会诱发附件火灾;(3)附件安装工艺不规范,如接头、密封不规范,导致附件工作后,面临着潮气的干扰,降低了附件的工作能力。

三、高压电力电缆故障监测

1.在线监测

在线监测的应用,在高压电力电缆故障监测方面,起到监督、控制的作用,主要是监测局部放电故障。在线监测时,从高压电力电缆结构内,选择安装电流传感器的位置,如:交叉互联箱、终端接地箱等,利用传感器耦合的方法,采集系统中的电流量,直接传输到在线监测中心,实时监督高压电力电缆的运行状态。在线监测中心根据传送的状态信息,评估电缆的运行状态。

2.故障测距

高压电力电缆故障监测中的测距,属于故障定位的关键指标,测距期间,严格规划出故障的位置,快速、直接地找到故障点的位置。测距在故障监测中,属于重要的部分,辅助高压电力电缆故障的定位水平,提高故障检测及维护的工作效率。

3.监测技术

高压电力电缆有故障时,线路中的参数,有着明显的变化,采用监测技术,获取参数的实际变化量,在此基础上,推算出高压电力电缆的故障,同时有效判断故障的发生位置。列举高压电力电缆中,比较常用的监测技术,如下:电桥法。高压电力电缆故障监测时的电桥法,具有简单、方便的特征,其应用非常广泛,其只能判断故障,无法准确地判断故障类别。电桥法中的电流稍小,采用的仪表仪器,要具有较高的灵敏性,降低故障监测时的误差。电桥法使用时,应该测量非故障电缆相电阻,同时测量电桥法接入电缆相故障点前后的电阻值,比较后,找出高压电力电缆故障的发生点。万用表法。在高压电力电缆的故障监测过程中,万用表法短接了电缆内的金属屏蔽层以及电缆芯,也就是高压电力电缆的终端,而始端测量短接的电阻值,电阻值读数是无穷大时,说明高压电力电缆系统中,有开路的故障,电阻值的读数,高于两倍线芯的电阻,表示系统内出现了似断非断的故障情况。高压电力电缆的三芯电缆结构,如果接入了金属屏蔽层,就要考虑在终端位置,短接屏蔽层,采用万用表,接入开始位置,直接测量三相间的实际电阻值,掌握绝缘层的电阻值。高压电力电缆也存在着一些系统,没有金属屏蔽层,检测相间电阻即可,判断高压电力电缆的性能和质量。低压脉冲法。高压电力电缆中的低压脉冲法,需要在故障电缆结构中,增加低压脉冲信号,待脉冲到达故障点、接头以及终端位置后,就会受到电气参数突变的干扰,促使脉冲信号发生反射、折射的情况,此时运用仪器,记录好低压脉冲从发射一直到接收过程的时间差,计算出高压电力电缆的故障区域。低压脉冲法在高压电力电缆的故障诊断方面,常见于低阻故障、开路故障,有一定的局限性,低压脉冲的仪器,以矩形脉冲为主,考虑到脉冲宽度、发射脉冲和反射脉冲的重叠问题,合理选择低压脉冲法的仪器。二次脉冲法。此类方法比较适用于高压电力电缆的闪络故障,配合高压发生器冲击闪络的技术,促使二次脉冲,在电缆的故障点,表现出起弧灭弧的瞬间变化,进而出发低压脉冲信号,经过二次脉冲操作后,比较低压脉冲的波形,规划出高压电力电缆的故障点。冲击闪络法。高压电力电缆的故障点位置,受到冲击闪络法的影响,形成了高压脉冲信号,出现了击穿放电的问题,也就是常见的闪络现场。冲击闪络法在高压电力电缆故障中,应用最为广泛,其可灵敏的检测到电缆中的闪络故障、高阻故障,通过放电的现象,评估高压电力电缆的运行状态。

四、结语

高压电力电缆故障监测措施中,要明确故障的发生原因和具体表现,由此才能提高故障监测的水平,全面保护高压电力电缆的安全运行。高压电力电缆在电网的发展过程中,具有较大的潜力,必须要落实电缆故障监测,优化高压电力电缆的运行环境,保障电网的安全性及可靠性,避免高压电力电缆结构中发生故障问题,提升电网运行的水平。

参考文献

[1]蔡楚宝,周长城.高压电力电缆故障监测技术的研究[J].中国科技投资,2013(26):90.

[2]袁鸿鹏.一起高压电力电缆故障原因分析及防范措施[J].科技信息,2013(35):240-241.

[3]屈光宇,沈菲,陈彤妍.高压电缆故障分析及检测方法研究[J].能源与节能,2017(2):50-52.

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【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】 :

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关键词:配电GIS系统低压建模数据采集电力低压

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)11-0222-02

配电GIS系统中,电力低压数据是指对地电压在400V及以下电力设备的基础数据,主要包括电力杆塔、电力变压器、电表箱、电表等设备的参数信息、所属关系及地理信息。采集电力数据涉及到城网建筑密集区及农网山区,且数据量较大,所属关系复杂,为此需要有一份详细的采集方案。

1 配电GIS系统数据采集工作内容

配电GIS系统采集数据内容主要包括发电、输电、变电、配电、用电、公共设施等电网资源的空间数据和属性数据。具体采集内容包括站房低压侧出线、低压综合配电箱、低压杆塔、低压导线、低压电缆、低压分支箱、低压表箱、低压电表,具体内容如下:

1.1 站房低压侧

(1)核对或采集站内一次接线图低压侧所有刀闸、断路器的编号及站内所有出线名称;(2)对站内没有标注刀闸编号、断路器编号或站内电缆去向未挂铭牌的,需要班组人员确定,如果班组成员无法确定的,则作为问题进行记录,待后期再统一处理;(3)为了防止采集错误,采集人员需要拍摄一张站内一次接线图照片,对站内没有一次接线图的,需要对每个盘柜或每个开关拍摄一张照片,要求每个刀闸、每个开关编号及对应的电缆去向名称清晰可辨。

1.2 低压综合配电箱柜

(1)采集每一个公变下带有低压综合配电箱的地理位置、综合配电箱的名称和箱内一次接线图;(2)对现场未命名的低压综合配电箱,让局方现场进行命名或者或者待此台区采集完毕,联系局方人员进行命名;(3)对现场无法打开的低压综合配电箱,则根据回路数和回路名称来确定箱内出线条数和出线名称,实在无法确定出线去向的,先进行问题备注,后期统一汇总请班组协助外业人员现场查找。

1.3 低压杆塔

(1)标绘0.4kV杆塔的位置,拍摄一张能清晰看到杆到架线方式的杆塔全貌照片,以及一张杆号照片;(2)记录杆塔的名称;(3)对现场未命名杆塔的处理方式遵从如下意见:a、由局方现场进行命名,b、若现场没有局方陪同,则由外业人员待此台区采集完成,联系局方相关人员,直接进行命名;(4)只采集物理杆塔,避免双回路或多回路重复采集位置。

1.4 低压导线

从变压器的低压出线开始,逐一对每个回路进行采集,采集内容包含导线的走向、导线的拓扑关系、导线的条数、导线的型号。

1.5 低压电缆

(1)从变压器的低压出线开始,逐一对低压电缆的走向进行采集,采集的内容为低压电缆接线方式、进出线名称、电缆型号;(2)对下地去向不明的电缆,由用户单位的配合人员协助弄清去向,配合人员也无法处理的,作为问题进行记录;(3)低压电缆的走向依照班组提供的资料或现场的电缆沟,对没有资料或现场无明显管沟的,则沿道路和房子边缘绘制。

1.6 低压分支箱

(1)采集人员对低压分支箱的位置、名称和进出条数、出线情况进行采集;(2)对现场没有命名的分支箱,进行以下处理:a、由局方现场进行命名,b、若现场没有局方陪同,则由外业人员待此台区采集完成,联系局方相关人员,直接进行命名;(3)对现场打不开低压分支箱,由局方负责配合处理。

1.7 低压表箱

(1)对变压器下属的每一个低压表箱的位置、表位数、表箱编号、表箱安装地址(只有小区需要)进行采集(除关口表);(2)对较高楼层多个计量柜分层安装或者多个单表安装在就近的情况,会用虚拟表箱来集合表示。

1.8 低压电表

(1)对变压器低压侧的每一个表箱中的每一架低压用户电表进行地理信息和电表信息的采集,通过采集现场电表表号,即EP号和管理系统进行信息关联;(2)后期的漏表采集需要抄表班人员配合清查。

2 配电GIS系统数据采集要求

2.1 公共设施数据采集

主要采集内容包括检查井的坐标、名称、编号、现场照片,公共设施数据采集对数据精度要求相对较高,坐标数据中误差不超过±0.3米。

2.2 配电数据采集

主要采集内容包括配电房数据采集、配电线路数据采集两个方面,配电数据采集的精度为中误差不超过±1.0米。具体内容包括:(1)低压杆塔、低压分支箱的地理位置;(2)低压杆塔、低压分支箱、低压表箱的现场标识(如表箱编号、杆塔名称等);(3)导线走向(接户线至表箱的导线以拓扑连接线方式体现)、电缆路径(有竣工资料的以图纸为准,若无则以简洁、美观的原则进行绘制);(4)导线型号示例:JKLGYJ-1KV-120;(5)电缆型号示例:VV22-4*120;(6)导线长度(有图纸资料的以图纸为准,若无则进行现场估测)、电缆长度(有挂牌的以挂牌为准,没有的以系统生成的长度为准);(7)低压杆塔拍照;(8)核对站房低压接线图及电缆出线。

2.2.1 站内图低压侧要求

站内图的采集主要是弄清楚站内每条低压电缆的属性,包括电缆去向、电缆长度。其中站内设备又包括配电站、配电室、开关站、低压综合配电箱、低压分支箱,这些站内设备都会挂接低压用户。这些设备的采集方式大体如下:(1)配电站、配电室、开关站:由班组配合外业进站房采集,如有需要,还需进行拍摄照片;(2)低压综合配电箱、低压分支箱:有局方去现场配合采集,则由局方现场指导确认情况;若局方无人员配合,由局方给外业低压综合配电箱、分支箱钥匙,采集人员现场打开设备,采集设备内的接线关系,包括出线条数、出线去向、出线型号,有不明确的地方,记录回来找局方相关负责人进行确认。

2.2.2 线路要求

线路分为导线和电缆,对线路复杂的片区,应该采用多种颜色的笔,以区分交叉设备;图纸上的线路走向、设备的位置须与现场保持一致,相应设备的名称也作相应的标注(如杆塔名称、导线条数、导线型号、电缆型号等)。

2.2.3 杆塔要求

低压杆塔的采集包括杆塔位置、杆塔材质、杆塔名称及杆塔照片的采集,由于低压杆塔基本采用图纸标绘,采集的时候务必根据现场的参照物进行定位,绝对误差控制在3米以内,杆塔的材质包括水泥杆、木杆、铁杆等,杆塔名称的采集必须跟现场保持一致,但以下种情况特殊情况请注意:(1)低压杆塔的照片技术要求按局方要求进行拍摄,主要有两种:第一是杆号照、第二是全貌(可查看线路接线方式)。照片命名规则:杆塔名称+杆号、杆塔名称+全貌;(2)对于现场无名称的杆塔,进行如下处理:a、若局方陪同去现场采集,则由局方现场对此杆塔进行命名;b、若局方未去现场,则外业人员待此台区采集完成,联系局方相关人员直接进行命名。

2.3 用电数据采集

用电数据采集的内容主要是用户空间位置坐标信息,数据的精度为中误差不超过±3.0米。具体采集内容包括:(1)低压杆塔、低压分支箱、低压表箱的地理位置;(2)抄录低压现场标识、低压电能表EP号;(3)绘制低压导线走向、低压电缆路径,采集低压导线、低压电缆型号等台账信息,并对低压杆塔进行拍照。

2.3.1 低压表箱的要求

低压表箱的采集应以现场为准,要求标注清晰、位置准确,同时考虑以下两种特殊情况:

(1)对较高楼层多个计量柜分层安装的情况,当表箱编号5个时,则用虚拟表箱来集合表示;(2)多个单表安装在就近的情况,则看现场表箱编号的个数当表箱编号5个时,则用虚拟表箱来集合表示。

2.3.2 低压电表的要求

低压电表一般采集在A4纸表格上,外业现场采集的时候,如果有户号,就采集户号,如果没有户号就采集电表号(即EP号),没有电表号就采集NO.号。

3 配电GIS系统数据采集方案

3.1 基于CORS基站的网络RTK方法

目前全国很多地方已经建成CORS基站,电力空间数据采集可以利用GPS实时差分定位测量方式进行采集。

优势:数据稳定、可靠,定位精度高;

劣势:根据不同城市的情况有不同的收费标准;对于房屋密集区域难以获得固定解。

3.2 GPS手持机亚米级测量

GPS差分定位测量技术是使用一台基准站和数台移动接收机,利用实时或事后处理技术,使移动站测量消去公共的误差源—电离层和对流层效应及卫星钟差和星历误差等。

其中实时差分技术目前普遍使用两种方式:实时接收CORS信号;实时接收广域差分信号。事后处理技术是把移动站数据采集完后,利用同步的基准站数据及精密星历,获取高精度的坐标成果。

3.3 利用高精度影像图数据

对有满足精度的影像图的区域,充分利用影像图数据。依比例输出影像图数据,现场标绘电力数据,图解空间坐标。对影像变化区域或影像判读不清的地方采用测距仪测距或常规测量方法配合处理。

4 结语

随着电网管理要求的提高,地理信息系统(GIS)作为电网资源综合管理与可视化分析的一种有效手段电网企业的发电、输电、变电、配电、调度、营销、通信等各个专业迫切需要通过GIS来提高电网企业的管理水平。配电GIS系统是构建“数字化电网”的不可或缺的重要技术。电力数据采集更是完成配电GIS系统的重要数据基础,选择一个科学可行的数据采集方法,对提高生产效率、缩短生产周期、保障数据质量,在数据采集中占有非常重要的地位。本文的实践经验有一定的生产参考意义。

参考文献