电缆线路范文10篇

时间:2023-04-05 07:28:03

电缆线路

电缆线路范文篇1

众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。

1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

为此,CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:

a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发生击穿。

b)XLPE自身的固有场强高,要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如,20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端,结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者,在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷,即使用12U0~16U0直流电压试验也不可能检出。

c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷,可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿,或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。

2调频串联谐振装置实例

传统的直流电压试验存在着严重缺点,必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向,是采用交流电压试验方法,关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA,160kV调频串联谐振试验装置。

2.1移动式

调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速,整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器,重156.8kN。车辆总重量约400kN。

2.2试验电压连接线

电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器,包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便能够快速、安全和干燥地装配。

1—带有固定电感的电抗器,并可改变电压输出;2—户外终端;3—已装在电缆盘上的试验电缆,带有符合IEC859的开关设备的密封终端;4—馈电连接电缆;5—SF6气体充气站;6—用液压驱动的起吊机;7—控制室;8—户外终端运输用的贮存器

2.3户外套管

户外套管的户外部分有防水硅橡胶裙边,并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支撑管上。户外套管的内部,导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来控制场强。附加的内部绝缘为SF6。这种结构使安装比较容易,此外,试验也不会受天气的影响。

户外套管装在电抗器上,用柔软的铜导线接至被试电缆线路的户外密封终端。如果该铜导线很长或沿着曲折的途径,则应采用绝缘子来支撑。

2.4GIS馈电的试验电缆

如果被试电缆和系统端接在GIS(气体绝缘开关设备)内,则电源馈电线可接至为试验而特殊安装的连接器壳体,壳体尺寸符合IEC859要求。

两端都有密封终端的试验电缆绕在电缆盘(安装在车上)上,而且可拉开至70m长。用电子器件控制电缆盘的传动机构使敷设试验电缆时达到灵活而且支撑牢固。用试验电缆可接至现场GIS附近的任何地方。

试验电缆的密封终端,与户外套管一样都是充以SF6气体,确保装配工作简易和安全。

2.5初级电源的连接电缆

在大多数使用场合,试验电源均从用户的系统获取。根据被试电缆的长度和电容,视在功率可能需要达200kVA。但是,在很多的试验场合下,可能仅仅需要电源视在功率小于50kVA。为此,运输车还有装在电缆盘上的连接电缆,长度200m。

在所接入的电源负荷较大的场合或者馈电位置远离公用电源系统时,本移动式大容量调频串联谐振装置还添加有可灵活移动的发电机。

2.6绝缘气体源的环境安全

运输车上有SF6气体充气站,提供所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力系统,并提供可排气和再充气5MPa的压力容器。

2.7在运输车上起吊工作

户外终端或试验电缆密封终端安装至电抗器需要质量达100kg的起重机。起重机也安装在拖车上。这样,在用户的现场就可直接进行工作而不受其他任何辅助设备的限制。

在开始安装的时候,通常不可能与用户的电网相连接。因此,起重机由直流电动机液压驱动,直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这样,进行试验的准备工作不会有任何延误。

2.8设备控制和用户操作室

运输车是按成套移动式调频串联装置而设计的,适用于户外使用。因此,也装有宽敞的测试间。其内包括电子器件控制设备,计算机控制的联机装置以及容纳操作和观察人员的足够空间。用户能在各种气候条件下从事试验,而且便于试验时做记录或试验全部结束后立即编写试验报告。

3运行经验

本试验装置自研制成功后,已用于110kVXLPE绝缘电缆线路的现场试验,并取得初步有效运行经验。

自从1996年以来,已在高压电缆线路进行交流电压试验。大约80%的试验连接是经由户外密封终端而进行的,约20%则是经由GIS开关装置进行。在已试验的电缆线路中,长度最长的约3.8km,最高试验电压为160kV,仅利用试验设备最大功率的50%。这意味着还可以试验更长的电缆线路。

经由户外密封终端可方便地把交流电压馈电至被试电缆线路。接线方式如图2所示。利用铜导线把电抗器的电压输出接至电缆密封终端。

4结束语

用于长距离电缆线路的交流电压试验,需要相当大和重的试验设备。为此,以往的XLPE电缆都是采用直流电压试验。高压XLPE电缆线路的运行经验表明,采用直流电压耐压试验不能有效地检出XLPE电缆缺陷,特别是有缺损的XLPE电缆附件。这一点已取得国际共识,采用更有效的试验方法势在必行。

通过对工频串联谐振试验装置的研究和试制,已获得一种适合于XLPE绝缘电缆和附件的试验方法,即施加工频或接近工频的交流电压,在电缆及附件上产生的电场分布与实际运行工作电压下的电场分布相同,能够比较有效地检出XLPE电缆及附件缺陷,并逐步成为各国用作XLPE绝缘电缆线路的现场试验方法。

本文所介绍的新型调频串联谐振试验装置,是把供电电源、产生试验能量的主设备、连接至电缆线路的专用连接线和控制单元等所有组件全部安装在低底架的拖车上。这样就能机动灵活便于运作。迄今,最频繁使用的是把试验电压接至户外密封终端,也进行过把交流电压经由试验电缆而馈电至符合IEC859的GIS开关设备。运行经验表明,该装置的电气系统和连接技术两者的研制都是令人满意的,而且可对高压XLPE绝缘电缆线路进行既可靠又经济的交流电压试验。

综上所述,开发并应用适合现场试验的交流高压试验装置具有现实意义。我们要借助国外的经验,加强试验设备研制开发,加强试验技术的研究,希望高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验会有突破性成就。

参考文献

1WeinbergW,GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage[J].ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400~407

电缆线路范文篇2

数千米长的电缆线路具有大电容,例如10km长的110kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆,按其截面积的不同,电容可达2~3μF。如果在系统的频率(50Hz)下用交流电压进行现场试验,就需要很大的无功功率。如上所述的电缆,在160kV(2.5u0)下进行交流电压试验,则可能需要高达20MVA的试验功率。常规的交流电压试验设备(运行频率50Hz)的缺点在于其单位试验功率的重量较大,达100~200N/kVA,试验设备的运输很不经济,而且需要在现场提供相当大的电源。

众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。

1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

为此,CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:

a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发生击穿。

b)XLPE自身的固有场强高,要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如,20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端,结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者,在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷,即使用12U0~16U0直流电压试验也不可能检出。

c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷,可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿,或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。

2调频串联谐振装置实例

传统的直流电压试验存在着严重缺点,必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向,是采用交流电压试验方法,关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA,160kV调频串联谐振试验装置。

2.1移动式

调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速,整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器,重156.8kN。车辆总重量约400kN。

2.2试验电压连接线

电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器,包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便能够快速、安全和干燥地装配。

1—带有固定电感的电抗器,并可改变电压输出;2—户外终端;3—已装在电缆盘上的试验电缆,带有符合IEC859的开关设备的密封终端;4—馈电连接电缆;5—SF6气体充气站;6—用液压驱动的起吊机;7—控制室;8—户外终端运输用的贮存器

2.3户外套管

户外套管的户外部分有防水硅橡胶裙边,并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支撑管上。户外套管的内部,导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来控制场强。附加的内部绝缘为SF6。这种结构使安装比较容易,此外,试验也不会受天气的影响。

户外套管装在电抗器上,用柔软的铜导线接至被试电缆线路的户外密封终端。如果该铜导线很长或沿着曲折的途径,则应采用绝缘子来支撑。

2.4GIS馈电的试验电缆

如果被试电缆和系统端接在GIS(气体绝缘开关设备)内,则电源馈电线可接至为试验而特殊安装的连接器壳体,壳体尺寸符合IEC859要求。

两端都有密封终端的试验电缆绕在电缆盘(安装在车上)上,而且可拉开至70m长。用电子器件控制电缆盘的传动机构使敷设试验电缆时达到灵活而且支撑牢固。用试验电缆可接至现场GIS附近的任何地方。

试验电缆的密封终端,与户外套管一样都是充以SF6气体,确保装配工作简易和安全。

2.5初级电源的连接电缆

在大多数使用场合,试验电源均从用户的系统获取。根据被试电缆的长度和电容,视在功率可能需要达200kVA。但是,在很多的试验场合下,可能仅仅需要电源视在功率小于50kVA。为此,运输车还有装在电缆盘上的连接电缆,长度200m。

在所接入的电源负荷较大的场合或者馈电位置远离公用电源系统时,本移动式大容量调频串联谐振装置还添加有可灵活移动的发电机。

2.6绝缘气体源的环境安全

运输车上有SF6气体充气站,提供所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力系统,并提供可排气和再充气5MPa的压力容器。

2.7在运输车上起吊工作

户外终端或试验电缆密封终端安装至电抗器需要质量达100kg的起重机。起重机也安装在拖车上。这样,在用户的现场就可直接进行工作而不受其他任何辅助设备的限制。

在开始安装的时候,通常不可能与用户的电网相连接。因此,起重机由直流电动机液压驱动,直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这样,进行试验的准备工作不会有任何延误。

2.8设备控制和用户操作室

运输车是按成套移动式调频串联装置而设计的,适用于户外使用。因此,也装有宽敞的测试间。其内包括电子器件控制设备,计算机控制的联机装置以及容纳操作和观察人员的足够空间。用户能在各种气候条件下从事试验,而且便于试验时做记录或试验全部结束后立即编写试验报告。

3运行经验

本试验装置自研制成功后,已用于110kVXLPE绝缘电缆线路的现场试验,并取得初步有效运行经验。

自从1996年以来,已在高压电缆线路进行交流电压试验。大约80%的试验连接是经由户外密封终端而进行的,约20%则是经由GIS开关装置进行。在已试验的电缆线路中,长度最长的约3.8km,最高试验电压为160kV,仅利用试验设备最大功率的50%。这意味着还可以试验更长的电缆线路。

经由户外密封终端可方便地把交流电压馈电至被试电缆线路。接线方式如图2所示。利用铜导线把电抗器的电压输出接至电缆密封终端。

4结束语

用于长距离电缆线路的交流电压试验,需要相当大和重的试验设备。为此,以往的XLPE电缆都是采用直流电压试验。高压XLPE电缆线路的运行经验表明,采用直流电压耐压试验不能有效地检出XLPE电缆缺陷,特别是有缺损的XLPE电缆附件。这一点已取得国际共识,采用更有效的试验方法势在必行。

通过对工频串联谐振试验装置的研究和试制,已获得一种适合于XLPE绝缘电缆和附件的试验方法,即施加工频或接近工频的交流电压,在电缆及附件上产生的电场分布与实际运行工作电压下的电场分布相同,能够比较有效地检出XLPE电缆及附件缺陷,并逐步成为各国用作XLPE绝缘电缆线路的现场试验方法。

本文所介绍的新型调频串联谐振试验装置,是把供电电源、产生试验能量的主设备、连接至电缆线路的专用连接线和控制单元等所有组件全部安装在低底架的拖车上。这样就能机动灵活便于运作。迄今,最频繁使用的是把试验电压接至户外密封终端,也进行过把交流电压经由试验电缆而馈电至符合IEC859的GIS开关设备。运行经验表明,该装置的电气系统和连接技术两者的研制都是令人满意的,而且可对高压XLPE绝缘电缆线路进行既可靠又经济的交流电压试验。

综上所述,开发并应用适合现场试验的交流高压试验装置具有现实意义。我们要借助国外的经验,加强试验设备研制开发,加强试验技术的研究,希望高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验会有突破性成就。

参考文献

1WeinbergW,GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage[J].ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400~407

电缆线路范文篇3

一、电缆外力故障分析

外力故障平均占运行故障的28.92%,占电缆本体故障的57.22%,这表明外力破坏日益突出,成为影响电缆安全运行的最大威胁。随着电缆应用的日益广泛和配电电缆网络的形成,电缆反外力破坏的任务越来越艰巨。

外力破坏事故主要发生在电缆线路本体。电缆在受到外力损坏后,由于密封破坏,有时需要一定时间的运行才会因进潮而使绝缘电阻下降引发运行故障。外力隐患的存在对电缆的安全运行构成了潜在的威胁,具有较大的危害性,并且具有不可预测性、突发性,给电缆的运行工作带来了一定的不利因素。

二、电缆外力事故造成的后果

外力事故造成的影响是多方面的,危害是比较严重的,如直接危及现场施工人员的人身安全;给电缆系统留下隐患;降低设备的整体健康水平,危及首都电网安全供电以及由其而引起的一系列社会不良影响等,但主要表现在以下几个方面:

1、外力破坏直接导致停电,特别是开闭站等两路电源全停事故,造成大面积停电,引起无法估计的严重后果。每年平均两百多起的电缆故障,严重影响首都人民的生活质量,势必产生不良的社会影响。

2、外力破坏所造成的危害从时间上看,每年的用电高峰期同时也是施工的黄金季节,正是外力事故最多的时期。外力事故的增加对这一期间的安全供电危害最为强烈,严重扰乱了电网的正常供电秩序。因外力事故引起的频繁倒负荷又造成电缆线路和变电设备的超负荷运行,影响供电设备的健康水平,遗留下许多看不见的安全隐患。

3、由于电力是一种产供销同时进行的特殊商品,因而每起外力事故都会使供、用电双方蒙受一定的经济损失。

4、“首都无小事”,外力破坏直接影响着政治用户、重点用户的供电可靠性,因此外力事故的偶然性,给首都的安全供电带来了极大的威胁。

三、电缆线路外力故障原因分析

外部原因

随着城市建设的发展,市政建设等大规模展开,电缆的运行环境变得更加的恶劣。近年来,北京地区的城市建设规模大、发展快,各种各样的道路扩展,地区成片的开发及广场公寓、小区施工及其它一些零星施工遍地开花,使得电力电缆时刻处于一种比较危险的境地,外力事故发生的可能性在增加。

电力设施,包括地下电缆在各种市政管线中的总体地位太低;虽然有《中华人民共和国电力法》和《电力设施保护条理》的存在,但电力部门没有对危害电力设施行为的执法、惩罚权;北京市政府没有给予地下电力电缆特殊的地位,使得施工单位在施工时没有给予电力电缆足够的重视。

施工环境比较复杂,现在各种各样的施工队伍多如牛毛,水平参差不齐,内部管理不善,施工人员素质低下,如果施工负责人不是特别认真负责,极易造成事故。由于施工单位不重视电力电缆的保护,有时施工时根本不知道地下有电力电缆,一味盲干蛮干,直到造成外力事故,才知道找电缆运行管理部门联系抢修处理。甚至还有挖坏电缆后,自己又悄悄埋上。有些施工单位知道地下有电力电缆,而且也与运行部门签订了施工配合协议,但因内部管理混乱或为了抢工期进度,违反协议,而造成外力事故。

除此之外,近年来机械化施工越来越普遍,对于电力电缆构成了更大的威胁,往往是尚未开工,仅是先期清理场地,就铲坏电缆造成外力事故,这也是造成电力电缆外力事故的一个重要原因。同时,由于市政建设和电缆线路的发展很快,使有关的图纸资料落后于实际,图纸不准、不清、不符情况屡有发生,更加剧了这种现象。

内部原因

对电缆运行管理没有给予足够的重视,很多工程善后工作不细,图纸资料严重欠缺,留下了很多历史遗留问题,线路隐患较多,影响了电缆的安全运行,是造成外力事故的一个相当重要的因素。

职工技术培训欠缺,部分运行人员业务素质不高,长期摸索积累的实践经验及传统的“口、手”传授方式,在培养新人上较为困难,培养新人的周期较长,造成了运行队伍的发展落后于电缆发展的局面。

运行力量不足,部分运行人员业务责任心不强,工作重点有偏差,重配合,轻巡视,严重的本末倒置,影响了有效的巡视,巡视不到位、遗漏现象比较普遍,根本保证不了巡视周期,才导致某些事故的发生。

运行管理不得力,以前由于运行管理工作重点有偏差,导致对运行人员制约考核不够,没有明确的制约考核措施,使得运行管理工作显得比较混乱。

施工现场电缆改迁不够及时,协调不得力,由于各部门之间的配合不够密切,工作重点各不相同,不能很好地协调,达成一致,以至于错过了很多改迁、保护电缆的良机。

电缆作为一种现代化的供电方式,总是伴随着经济的繁荣和国际化大都市的建设而同步发展的,每年电缆线路约增加600多公里,近几年随着2008奥运会申办成功,大量的架空线路入地及房地产行业的迅猛发展,电缆线路的猛增成为必然,因此运行维护力量与电缆网络的增长势必存在一定的矛盾。

其它原因

致使外力破坏难以控制的另一个重要原因是缺乏严厉而有效的保护措施和管理手段。目前对外力事故我们一是依靠1998年1月7日国务院修改后的《电力设施保护条例》和1996年4月1日起开始实施的《中华人民共和国电力法》,尽力做好保护电力设施的宣传工作;二是执行上级部门于1983年制定的文件标准,对肇事单位只是收取少量的人工、材料成本费,没有其它任何有效的制裁手段。由于缺乏严厉的保护措施,无法做到对外力破坏者的事后惩罚,因而对外力事故难以控制。

四、电缆线路反外力事故措施

1、为电力电缆的运行创造良好的运行环境是预防外力事故的第一步也是比较重要和关键的一步。为电力电缆的运行创造良好的环境,是一项比较复杂且有一定难度的工作,它需要有关部门给予高度的重视和全社会的共同努力。在政府部门的支持下,制定保护电力电缆相应的规章管理制度,提高电力电缆在市政各种管线中的地位。

加大保护电力电缆的宣传工作,通过电视、广播、报刊、宣传条幅等各种渠道达到加强宣传的目的,对保护电力电缆会起到效果。

2、为电力电缆的运行创造一个良好的施工环境。根据《电力法》及《电力设施保护条例》制定出一套针对破坏电力电缆(设施)行为的惩罚措施,对外力事故加大经济处罚力度,迫使各施工单位对电力电缆的保护给予足够的重视。加强施工队伍内部的管理、减少野蛮施工,从而达到减少外力事故、保护电力电缆的目的;同时,我们还应该加强与市政各部门、各公司及园林绿化部门的联系,以便及时准确地掌握各种施工的长期规划及工程进度,有利于对电力电缆采取可靠的保护措施,提前消除产生外力事故的可能性。

3、对电力电缆的运行探索行之有效的管理方法。由于历史的原因,使得电力电缆的运行管理工作显得比较混乱,2004年北京电力公司将电缆线路下放后,各供电公司明确岗位责任、加强资料图纸的管理工作,加大考核力度,严格规定运行巡视计划,并严格督促执行;加强对现有运行人员的技术培训,提高运行人员的业务水平;培养一批高素质的后备人员队伍,以适应电力电缆的日新月异的发展;加强施工现场管理;加强公司内部各部门之间的协调配合,减少由于公司各部门之间的配合不够,对电缆保护、迁改不及时等间接造成的外力事故。

电缆线路范文篇4

众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。

1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

为此,CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:

a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发生击穿。

b)XLPE自身的固有场强高,要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如,20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端,结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者,在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷,即使用12U0~16U0直流电压试验也不可能检出。

c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷,可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿,或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。

2调频串联谐振装置实例

传统的直流电压试验存在着严重缺点,必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向,是采用交流电压试验方法,关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA,160kV调频串联谐振试验装置。

2.1移动式

调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速,整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器,重156.8kN。车辆总重量约400kN。

2.2试验电压连接线

电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器,包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便能够快速、安全和干燥地装配。

1—带有固定电感的电抗器,并可改变电压输出;2—户外终端;3—已装在电缆盘上的试验电缆,带有符合IEC859的开关设备的密封终端;4—馈电连接电缆;5—SF6气体充气站;6—用液压驱动的起吊机;7—控制室;8—户外终端运输用的贮存器

2.3户外套管

户外套管的户外部分有防水硅橡胶裙边,并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支撑管上。户外套管的内部,导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来控制场强。附加的内部绝缘为SF6。这种结构使安装比较容易,此外,试验也不会受天气的影响。

户外套管装在电抗器上,用柔软的铜导线接至被试电缆线路的户外密封终端。如果该铜导线很长或沿着曲折的途径,则应采用绝缘子来支撑。

2.4GIS馈电的试验电缆

如果被试电缆和系统端接在GIS(气体绝缘开关设备)内,则电源馈电线可接至为试验而特殊安装的连接器壳体,壳体尺寸符合IEC859要求。

两端都有密封终端的试验电缆绕在电缆盘(安装在车上)上,而且可拉开至70m长。用电子器件控制电缆盘的传动机构使敷设试验电缆时达到灵活而且支撑牢固。用试验电缆可接至现场GIS附近的任何地方。

试验电缆的密封终端,与户外套管一样都是充以SF6气体,确保装配工作简易和安全。

2.5初级电源的连接电缆

在大多数使用场合,试验电源均从用户的系统获取。根据被试电缆的长度和电容,视在功率可能需要达200kVA。但是,在很多的试验场合下,可能仅仅需要电源视在功率小于50kVA。为此,运输车还有装在电缆盘上的连接电缆,长度200m。

在所接入的电源负荷较大的场合或者馈电位置远离公用电源系统时,本移动式大容量调频串联谐振装置还添加有可灵活移动的发电机。

2.6绝缘气体源的环境安全

运输车上有SF6气体充气站,提供所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力系统,并提供可排气和再充气5MPa的压力容器。

2.7在运输车上起吊工作

户外终端或试验电缆密封终端安装至电抗器需要质量达100kg的起重机。起重机也安装在拖车上。这样,在用户的现场就可直接进行工作而不受其他任何辅助设备的限制。

在开始安装的时候,通常不可能与用户的电网相连接。因此,起重机由直流电动机液压驱动,直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这样,进行试验的准备工作不会有任何延误。

2.8设备控制和用户操作室

运输车是按成套移动式调频串联装置而设计的,适用于户外使用。因此,也装有宽敞的测试间。其内包括电子器件控制设备,计算机控制的联机装置以及容纳操作和观察人员的足够空间。用户能在各种气候条件下从事试验,而且便于试验时做记录或试验全部结束后立即编写试验报告。

3运行经验

本试验装置自研制成功后,已用于110kVXLPE绝缘电缆线路的现场试验,并取得初步有效运行经验。

自从1996年以来,已在高压电缆线路进行交流电压试验。大约80%的试验连接是经由户外密封终端而进行的,约20%则是经由GIS开关装置进行。在已试验的电缆线路中,长度最长的约3.8km,最高试验电压为160kV,仅利用试验设备最大功率的50%。这意味着还可以试验更长的电缆线路。

经由户外密封终端可方便地把交流电压馈电至被试电缆线路。接线方式如图2所示。利用铜导线把电抗器的电压输出接至电缆密封终端。

4结束语

用于长距离电缆线路的交流电压试验,需要相当大和重的试验设备。为此,以往的XLPE电缆都是采用直流电压试验。高压XLPE电缆线路的运行经验表明,采用直流电压耐压试验不能有效地检出XLPE电缆缺陷,特别是有缺损的XLPE电缆附件。这一点已取得国际共识,采用更有效的试验方法势在必行。

通过对工频串联谐振试验装置的研究和试制,已获得一种适合于XLPE绝缘电缆和附件的试验方法,即施加工频或接近工频的交流电压,在电缆及附件上产生的电场分布与实际运行工作电压下的电场分布相同,能够比较有效地检出XLPE电缆及附件缺陷,并逐步成为各国用作XLPE绝缘电缆线路的现场试验方法。

本文所介绍的新型调频串联谐振试验装置,是把供电电源、产生试验能量的主设备、连接至电缆线路的专用连接线和控制单元等所有组件全部安装在低底架的拖车上。这样就能机动灵活便于运作。迄今,最频繁使用的是把试验电压接至户外密封终端,也进行过把交流电压经由试验电缆而馈电至符合IEC859的GIS开关设备。运行经验表明,该装置的电气系统和连接技术两者的研制都是令人满意的,而且可对高压XLPE绝缘电缆线路进行既可靠又经济的交流电压试验。

综上所述,开发并应用适合现场试验的交流高压试验装置具有现实意义。我们要借助国外的经验,加强试验设备研制开发,加强试验技术的研究,希望高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验会有突破性成就。

参考文献

1WeinbergW,GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage[J].ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400~407

电缆线路范文篇5

众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。

1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

为此,CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:

a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发生击穿。

b)XLPE自身的固有场强高,要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如,20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端,结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者,在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷,即使用12U0~16U0直流电压试验也不可能检出。

c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷,可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿,或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。

2调频串联谐振装置实例

传统的直流电压试验存在着严重缺点,必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向,是采用交流电压试验方法,关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA,160kV调频串联谐振试验装置。

2.1移动式

调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速,整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器,重156.8kN。车辆总重量约400kN。

2.2试验电压连接线

电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器,包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便能够快速、安全和干燥地装配。

1—带有固定电感的电抗器,并可改变电压输出;2—户外终端;3—已装在电缆盘上的试验电缆,带有符合IEC859的开关设备的密封终端;4—馈电连接电缆;5—SF6气体充气站;6—用液压驱动的起吊机;7—控制室;8—户外终端运输用的贮存器

电缆线路范文篇6

关键词:铁路电力工程;电力电缆;工程施工;施工质量;铁路建设

1铁路电力供电线路系统概述

(1)架空线路。所谓架空线路指的是以绝缘材质为载体,将铁路电力线路采取架空方式,并固定在电杆上,以此完成铁路电力输送环节的工作。架空线路与传统的地铁铺设电力相比,其施工电路系统设备不包含输电线路部分,同时,包含了绝缘子和地面地界装置等工程施工装置。此外,铁路电力供电架空线路系统的工程施工成本相对较低,整体电力架空工程施工时长也相对较短,因此,电力供电架空模式也成为铁路电力供电线路系统的主要模式。但是,受到地形气候环境因素的影响,架空电力线路很容易受到雷电、冰雹等恶略天气和气候条件的限制,造成铁路电力传输线路的损害,一旦停电,则会导致地电力输送的中断,甚至引发严重的铁路运输安全事故。(2)电缆线路。与架空线路系统构架不同,电缆线路的架设成本相对较高,整体工程施工难度较大,其大多数架构在地形环境相对复杂的地区,如隧道、桥梁以及城市中心地域等,都需要通过铺设电缆线路系统构架来完成铁路电力工程施工。由于电缆线路不占用地面上层空间,因此,其受气候环境影响着制约的因素相对较小,电力线路供电连续性和可靠性较高。但是,电缆线路供电系统也存在电缆日常检修和维修难度大问题的困扰,如果电缆线路某一段出现问题,需要花费和投入较多的人力、物力和财力,才能有效地排除故障,确保铁路电力供电系统安全稳定运行。

2铁路电力工程施工技术种类

2.1电缆施工铺设方式。基于电缆线路的铺设地域的不同,其主要分为以下3个区段:第一,路基区段。一般的路基区段的电缆施工铺设主要是沿着铁路两侧的轨道进行,同时,施工铺设还应当预留一定过渡空间区域。第二,隧道区段。与一般的路基区段施工铺设方式不同,隧道区段的电缆不仅需要在铺设的过程中预留出电缆槽中空间,同时,要在隧道进出口位置预留符合电缆线路所需满足的余长腔,从而以达到减少电缆受损的目标。第三,桥梁区段。桥梁区段的电缆施工需要注重把控好电缆锯齿槽口大小,以免在电缆引上或者引下的过程中出现槽口过大的问题。2.2铁路电力工程施工中电缆铺设工艺种类。(1)直埋铺设施工埋铺设施工工艺。基于铁路电力工程施工电缆铺设工艺特点,直埋敷设施主要包括以下三个部工艺内容:第一,确定电缆沟槽与地面之间的深度。在直埋铺设施工过程中,需要结合槽沟具体通过的地段和区域来确定深度距离。如在通过城市地段时,至少需要保持1.2m深度,只有这样,才能最大限度地减少对电缆线路的破坏。第二,直埋铺设电缆在穿越特殊地段时,需要结合具体的工程施工需求来做好安装设施的规范和保护工作,同时,要确保直埋铺设电缆槽沟的转弯半径与电缆线路弯曲半径的统一。第三,对地势地形相对复杂的电缆铺设地段,在地铁工程施工中,槽沟摆线的曲线走向则要根据具体的地形地势做出科学的规划,降低地形地势环境对直埋电缆的损害。(2)电缆管道铺设施工工艺。基于电缆管道的铺设施工工艺需求,铁路电缆的铺设施工工艺需要注意以下几点:首先,在电缆管道铺设前,必须做好内部管道设施的检查工作,确保电缆管道施工内部环境的安全性,降低对电缆设施的损害。其次,在电缆铺设施工时,受各种因素的影响,使得电缆管道对铁路电缆的整体质量具有较高的要求,能够承受管道内部各种压力的挤压。此外,对于电缆管道接口处和弯口处,还需要采取必要的电缆设施保护工作,避免因电缆电压过高而造成电缆设施的损伤。最后,在电缆管道铺设施工完成后,要及时地做好管道内部电缆的密封、支架接口固定和标注工作,从而为后续电缆线路的检查和维修工作的开展打下良好的基础。

3现阶段铁路电力工程施工过程中存在的主要问题

3.1铁路电缆管道的铺设过程中存在的问题。当前,随着市场竞争压力的不断加大,铁路电力施工中,电缆材质和质量也明显参差不齐,这使得一些工程施工单位为了降低管道的铺设成本,在电缆选材上动起了歪脑筋,将不符合施工铺设质量标准和要求的电缆作为工程施工原材料,致使电缆管道在投入使用一段时间后出现了电缆管路保护层破裂,进而诱发更多铁路电力安全事故发生。与此同时,基于电缆管道的铺设特点,在铺设过程中,往往需要将电缆弯折处的最小半径纳入考虑因素中,避免因弯折处出的电流过高而导致电缆传输系统运行的风险增加。然而,从目前我国铁路电力管道弯折处的铺设处理情况来看,一些施工企业并没有注意到这一点,此外,对于电缆线路的整体布置和规划上存在诸多不合理的问题,再加上对电缆管道内部的杂物清理不及时,更是增加了电缆管道内部堵塞和外层保护损害的风险。3.2电缆架设过程中存在的主要问题。现阶段,关于铁路电缆架设过程中存在的主要问题主要有以下几方面问题:第一,对于电缆架设系统划分过于随意,没有根据具体的电缆系统运行标准来进行科学的划分。第二,电缆架设选材方面,施工企业为了降低成本,谋取私利,将不符合要求的原材料纳入工程施工中,从而为铁路电缆的后续交付运行埋下了不定的质量安全隐患。第三,对电缆连口处标识过于模糊,容易造成后续电缆终端连接错乱问题,进而引发不确定的安全铁路电力安全事故。3.3施工人员综合专业素养方面存在的问题。基于铁路电力工程施工工作的开展技术要求,其对于施工人员专业技术素养要求相对较高,然而,从现阶段我国铁路电力工程施工技术人员整体综合素养来看,一些施工技术的人员关于电力施工技术方面的专业技能普遍偏低,甚至难以达到基本的专业素养要求,再加上其对铁路电力工程施工安全意识重要性认知上的不足,更是增加了铁路电力施工的安全风险。

4提高铁路电力工程施工质量和效率的有效措施

(1)注重和把握对电缆管道铺设施工环节工作质量。对于铁路电力工程施工电缆管道施工环节存在的问题解决,需要注重以下几点。第一,施工前做好相应的事前考察工作,并结合考察结果对铁路电力工程施工图纸作出科学合理的修改,保障后续工程施工的顺利开展。第二,做好对电缆原材料质量的把控工作,确保施工中的电缆符合国家电缆材质标准。第三,加强电缆管道施工环节的质量监管工作,降低和防止不必要施工质量安全问题。(2)完善电缆袈设环节的施工质量把控工作。基于电缆袈设环节的施工特点,施工人员在电缆袈设时,需要提前做好电缆线路的摆设规划工作,避免出现混乱交叉现象。与此同时,在电缆的引出部分,需要做好相应部位的接口标注、密封保护措施,从而将电缆袈设施工中安全隐患的发生概率降到最低。(3)提高铁路电力施工人员的综合专业素养。施工人员综合专业素养的高低对于铁路电力工程施工整体质量和效率的高低有着直接影响,由此可见,提高和改善铁路电力施工人员综合专业素养技能,对于工程施工质量的提升显得尤为重要,对此就需要电力施工企业注重和加强对施工人员的综合素养培养工作,提高施工人员的施工安全隐患意识,同时,加强对工程各个环节的安全施工监管工作,加大对违反施工规章制度的惩罚力度,进而为铁路电力工程施工质量的全面提升打下坚实的基础。

5结语

综上所述,在市场经济快速发展变化的新时代背景下,铁路电力工程施工作为我国铁路建设工程的重要组成部分,其对工程施工质量和施工效率都有着较高的要求,因此,对于现阶段铁路施工过程中存在的诸多问题和弊端,需要施工企业根据自身工程特点,给出切实可行的电力工程施工方案,进而实现铁路电力工程施工质量量变到质变的飞越。

参考文献:

[1]薛凯军.铁路电力工程施工的问题及建议[J].技术与市场,2014,(6).

[2]白雪.高速铁路电力工程施工技术的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(14).

[3]庞久宗.高速铁路电力电缆施工技术浅析[J].成铁科技,2016,(2).

[4]蒋葆华.浅析铁路电力工程施工的问题及对策[J].中国科技纵横,2016,(18).

电缆线路范文篇7

关键词:中压配电网络典型接线城市

1中压配电网络典型接线分析

要实现配电网络安全、可靠、经济、高效运行,必须要有一个接线简洁、运行灵活的中压配电网。10kV配电网络常用典型接线有:单电源辐射网、"手拉手"环网、"网格式"环网、电缆单环网、电缆双环网等。在配电网络规划与建设改造中,应根据配电网络优化准则,以城市中低压配电网建设与改造技术原则为依据,结合本地区配电网络的实际情况,通过对供电区域的用电性质、负荷密度的分析与研究,确定安全可靠、经济实用的配电网络接线方式。下面结合本地区县城电网建设与改造工作,对中压配电网络典型接线进行分析与研究。

1.1架空线路或架空电缆混合线路

1.1.1单电源辐射网

单电源辐射网是一种接线简单清晰、运行方便、建设投资省的配电网络,当线路或设备故障、检修时,用户停电范围大,系统供电可靠性较差。

单电源辐射网主干线路一般要求分3~4段,每段线路配变装接容量应控制在2.5~3MVA,供电半径宜为3~5km(见图1)。由于辐射网络不存在线路故障后的负荷转移,可以不考虑线路的备用容量,每条线路可满载运行,即正常最大供电负荷不超过该线路安全载流量。在条件允许情况下,主干线路分段开关可采用柱上重合器,尽可能快速切除线路故障。这种接线方式只适用于城郊或农村非重要用户的架空线路。

1.1.2"手拉手"环网

"手拉手"环网是目前城市(镇)配电网络中普遍使用的一种接线方式,通过主干线路末端之间的直接联络,实行环网接线,开环运行(见图2)。这种接线具有运行方便、结线简单、投资省、建设快等特点;对于架空线路,只要在主干线路上安装若干台杆上开关即能实现。当主干线路任一段线路或环网设备故障、检修时,可通过分段开关切换,确保非故障段(非检修段)正常供电,大大提高了系统供电可靠性。但该接线方式要求每条线路具有50%的备供能力,即正常最大供电负荷只能达到该线路安全载流量的1/2,以满足配电网络N-1安全准则要求;一般每条线路配变装接容量不超过10MVA。

"手拉手"环网需要考虑50%的备供能力,网络接线经济性差,但它对提高配电网供电可靠性、简化配电网络接线十分有效。比较适用于负荷密度不高,用电增长速度较快,配电网管理水平较低(如没有实现配网自动化)的城市(镇)配电网络。

1.1.3"网格式"环网

"网格式"环网是在"手拉手"环网的基础上增加每一分段线路与其它线路的联系,实现互为备用(见图3),当任一段线路或环网单元故障、检修时,均不影响另一段线路正常供电,尽可能缩小停电范围,提高配电网络供电可靠性。这种接线每条线路只需余留1/3或1/4的备用容量,线路负载率高达67%或75%,大大提高了配电线路利用率;但由于需要架设联络线路,增加线路投资,联络线路应采用就近引接。

"网格式"环网是配电网络发展到一定程度之后的一种比较完善的接线方式,运行方式高度灵活、供电可靠性高,但网络接线复杂、网络扩展性差。适用于配网自动化水平较高、负荷增长缓慢或趋于饱和的城市(镇)配电网络。

1.2电缆线路

1.2.1电缆单环网

电缆单环网与架空线路"手拉手"环网接线方式一样,都通过末端线路之间的直接连接,实行环网接线,开环运行(见图4)。其主要特点接线简单、清晰,运行方便、灵活;当环网线路中任一段电缆线路或环网单元故障时,可通过短时间的分段开关切换,很快恢复环网单元供电,大大提高了配电网络供电可靠性。为了满足N-1安全准则要求,当环网线路中的一回进线出现故障时,另一回进线应承担全部用电负荷,正常运行时,每条线路应留有50%备用容量,电缆线路负载率较低。

电缆单环网接线简单、运行灵活,有利于配电网络扩展和配网自动化建设。适用于供电可靠性要求高、负荷密度较低、用电增长速度快的城市(镇)配电网络。

1.2.2电缆双环网

电缆双环网是电缆单环网的组合,利用二回电缆线路,通过同一开闭所的不同母线,形成"手拉手"供电网络,实行双环网接线(见图5)。这种接线具有很高的供电灵活性和可靠性,能最大限度地确保向用户连续供电,满足重要用户双电源供电要求。在双环网线路中,当任一段电缆线路或环网单元故障、检修时,可以通过环网单元负荷开关的切换和同一开闭所不同母线之间的负荷转移,能确保非故障段或非故障单元用户正常供电。由于重要用户实行了双电源供电,在同一开闭所不同母线之间可以转移负荷,大大提高了双环网电缆线路的负载率。

电缆双环网具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高、建设投资大等特点,一般适用在城市(镇)市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络。

2结论

电缆线路范文篇8

关键词:铁路电力工程;电力电缆;工程施工;施工质量;铁路建设

近年来,我国在铁路建设方面的投入急速增加,这在很大程度上推动了铁路电力工程施工技术的发展和工程质量的提高。然而在实际的铁路电力工程的施工过程中却有些不尽如人意的地方,尤其是一些比较突出的技术问题和管理问题,这对铁路电力工程的施工质量和供电系统的安全供电造成了十分不利的影响。在这种情况下,就需要详细地了解铁路电力系统的供电原理和铁路电力工程的施工情况,找出其中的根本性问题,提出合理的解决办法,彻底解决在铁路电力工程施工中存在的问题,进而提高铁路电力工程的施工质量,保证供电系统的安全、正常供电。由于当前电缆线路的使用所占比重正逐渐增加,下文将着重介绍电力电缆的施工情况及相关问题。

1铁路供电线路系统简介

铁路系统获取的电能是从发电厂通过升压将电力传输到铁道供电系统的变电所,变电所将电压或者电流降低至适合于铁道列车使用的范围,然后再由架空线或者电力电缆输送到列车。所以说架空线路和电缆线路是铁路供电线路系统中最为核心的部分,下面对这两种供电线路的特点进行简单介绍:

1.1架空线路

架空线路是利用绝缘子将导线固定于直立的电杆上以传送电力的输电线路,架空线路主要由输电导线、绝缘子、电杆以及接地装置等组成。同电缆线路相比较,其优点在于架空线路的成本低,架设的时间短,并且便于维护和检修;然而架空线路也有着明显的缺点,由于其暴露在外界环境中,会受到各种气象条件的影响,例如气温变化、暴雨袭击、冰雹、闪电等这都会对架空线路的保护层造成严重损伤,严重时还会出现停电事故。

1.2电缆线路

电缆线路通常由导线、绝缘层以及保护层构成。电缆线路一般用于架空线路难以架设的地区,例如城市、隧道等特殊地段。同架空线路相比较,电缆线路的优点在于其供电可靠性高,不用占用地面上的空间,不需要架设电杆,节约了木材、水泥等,此外,由于电缆线路的可靠性很高,所以其运行维护以及检修非常简单。不过电缆线路也有着比较明显的缺点,首先电缆价格昂贵,另外电缆接头的施工工艺较为复杂,容易出现故障,并且在敷设完成后,对电缆进行检修非常困难。

2铁路电力工程施工技术简介

在电力传输中,电力电缆的使用的比重逐渐增加,并且随着国内经济持续快速的发展,电力电缆行业得到迅速发展,尤其是铁路供电系统。因此在铁路电力工程施工中,电力电缆的使用率逐年增加,故下文主要介绍铁路电力工程施工中电力电缆的施工技术。

2.1铁路电力电缆的施工敷设方式

2.1.1路基区段。在普通的路基区段,电力电缆应该沿着轨道两侧预留的槽进行敷设,在穿过轨道时,电缆外应套上钢管进行保护。此外在路基段与桥梁段、隧道段的过渡区应该设置过渡段,并且还需要满足电缆弯曲半径的要求。

2.1.2桥梁区段。在桥梁区段,电力电缆应该沿着桥梁轨道两侧预留的槽进行敷设,并且在桥梁上还需要考虑预留电力电缆用于引上或者引下的锯齿形槽口;在将电缆线引出电缆槽或引下桥梁时,应将引出的电缆敷设在桥墩上的电缆桥架上。

2.1.3隧道区段。在隧道区段,电力电缆需要敷设在沿着隧道轨道两侧预留的槽中,并且在隧道的照明洞室内应当设置满足电缆完全半径要求的余长腔,此外在隧道的进出口以及隧道内各腔室的附近应该设置一组过轨钢管,以保证电缆不受损坏。

2.1.4站场区段。在站场区段,高压低压的线路全部采用电力电缆,通常应该敷设在沿途的沟槽中,部分地段可以采用加钢管保护的直埋敷设。

2.2铁路电力电缆敷设施工工艺

2.2.1直埋敷设施工工艺。直埋敷设施工可分为三部分,分别是开挖沟槽、直埋电缆敷设以及填回土。开挖沟槽。主要有以下要求:第一,沟槽距离地面的深度至少为0.7m,在沟槽穿越道路时,应该加深至1m,穿越农地时深度至少为1.2m,在电缆供电电压超过35kV时,深度至少为1m;第二,穿越城市轨道交通时,电缆应安装规范采取相应的保护措施;第三,沟槽的转弯半径应该满足电缆敷设的弯曲半径要求;第四,在山坡地段挖槽时,应挖成摆线形式的曲线,以便于电缆的敷设,且能减小电缆被洪水冲断的可能性。直埋电缆敷设。在直埋电缆敷设前,应该对施工现场,电缆线等进行检查,避免出现电缆损坏。敷设时,电缆应该摆放整齐,不出现交叉,并在电缆外加盖电缆保护板,在电缆引出地段应该采取相应的保护措施,在电缆的接头处注上标记等。在敷设完毕之后需要对电缆端部做密封处理,防止电缆线受潮。填回土。用于回填的土质应对电缆外层无腐蚀且土质中不能含有小石子等硬质杂物;填完土之后,应该进行夯实,并且在直埋电缆的土层上方设置相应的提醒标识牌。

2.2.2电缆管道敷设施工工艺。电缆敷设前,应检查电缆的线芯应该满足非磁性材料的要求,用于敷设的管道内部必须无杂物,电缆穿过管道时,不能造成电缆损伤。敷设电缆时,电缆所受的牵引力、侧压力应该满足不同电缆质量要求,敷设弯曲半径满足电缆弯曲半径的要求,并在电缆的接头处、拐弯处等易造成电缆损伤的地方采取相应的保护措施,且电缆电压超过110kV时,拐弯处的侧压力不能超过3kN/m(电缆制造厂有特殊规定除外)。在电缆敷设后,应该按照规定将电缆固定于电缆支架上,并做好管道中电缆的密封,在电缆接头处注上标记。

3铁路电力工程施工中存在的问题

3.1管路电缆敷设问题

管路电缆敷设主要包括配管原材料选择不合格、管路保护层不合格、电缆弯折以及线路布置等问题。其中配管原材料选择不合格的问题是在需要镀锌的地方未镀锌,在选用金属管的地方却没有选择金属管;管理保护层不合格的问题是在掩埋的过程中由于监督不到位,会导致保护层不足而引起管路裂缝,严重时甚至会堵塞管路;电缆弯折的问题是在设计沟槽的时候没有考虑电缆的最小弯曲半径,进而致使电缆由于通过电流大进而诱发电感现象,可能损坏电路系统。线路布置问题是在掩埋的过程中对落入管道内的杂物没能清除,这样可能导致在电缆通入管道时造成堵塞或者划坏电缆外层。

3.2铁路电缆架设问题

铁路电缆的架设问题主要是部分施工单位为了牟取私利,在架设电缆时采用劣质产品,并且相关电缆未能进行系统的划分而随意使用,此外在进行电缆连接时相应电缆未能注上标识,而随意将两端电缆进行连接,这样就会使电缆难以满足使用的需要以及造成电力系统的混乱,甚至会由于电缆的质量问题最终导致整个电力系统的瘫痪,造成严重的后果。3.3其他方面的问题在铁路电力工程施工中,由于部分施工人员的专业素质不强,安全意识薄弱,在进行铁路电力工程施工的过程中,就容易出现一些施工问题,例如:施工人员没有按照图纸正确的坐标设置配电箱体以及接线盒;灯位和吊扇钩盒的放置出现较大的偏差;柱子内部的箱盒未能安放整齐,箱盒没有牢固地安放好,出现震动时,其位置就容易发生偏移。

4铁路电力工程施工中问题的建议

4.1管路电缆敷设施工方面的建议

在进行施工之前一定要严格地审核施工图纸,仔细检查其中可能存在的错误和纰漏,对于不合理的地方要进行及时的修正,尤其是电缆的弯曲半径问题,要格外重视。此外在设计理念上要充分结合相关学科,对于因专业问题而造成的施工困难应该及时向有关部门汇报。在施工的过程中要对重点的施工环节进行监督指导,防止施工人员偷工减料,另外要重视管路以及电缆的选择,确保所选用的材料能够满足整个施工的要求,对于购买的材料要详细的清点,防止劣质材料进入施工现场。

4.2铁路电缆架设施工方面的建议

在敷设电缆时,应该做到电缆摆放整齐,不出现交叉,另外在电缆引出地段应该采取相应的保护措施,并在电缆的接头处注上标记等。最后在敷设完毕之后需要对电缆端部做密封处理,防止电缆线受潮。在阶段性的施工完成后要安排专门的质量检测小组对施工质量进行检测评估,对电缆线的接通与否进行检测,防止施工过程中出现差错,尤其是电缆接头接错以及电缆断路。4.3其他施工方面的建议为了避免出现由于施工人员专业技能不强而引起的问题,企业应该重视对施工的管理工作,施工企业要对施工人员进行系统培训,提高现场施工人员的素质,要求施工人员按照相关规则制度进行施工作业,建立由老员工带领新员工进行施工作业的合理制度,理论联系实际,让所有施工人员养成良好的施工习惯。此外还要制定相应的惩罚制度,对于违反施工规范的员工进行相应的惩罚,对于技术管理人员的任命一定要严格谨慎,技术管理人员必须要有足够的施工管理经验。最后在工程交付时,一定要做好质量安全检查,以确保施工中的监测以及工程完成后的把关。

5结语

总而言之,铁路电力工程的建设是整个铁路建设的重要组成部分,对于施工工程中可能存在的问题一定要引起高度重视,预防和解决这些问题对于整个铁路电力工程的建设具有非常重要的现实意义。

作者:张建勋 单位:中国铁建电气化局集团北方工程有限公司

参考文献:

[1]薛凯军.铁路电力工程施工的问题及建议[J].技术与市场,2014,(6).

[2]白雪.高速铁路电力工程施工技术的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(14).

[3]庞久宗.高速铁路电力电缆施工技术浅析[J].成铁科技,2016,(2).

电缆线路范文篇9

关键词:消弧过电压KWX限制措施

1、中性点非直接接地系统弧光接地过电压的危害

1.1弧光接地的产生

①固体绝缘设备的增多降低了系统承受过电压的能力

随着我国电网的发展,具有固体绝缘的电缆线路逐渐取代架空线路。由于固体绝缘击穿的积累效应,在3~4倍的内部过电压作用下,局部放电会造成绝缘的积累性损伤。

②真空断路器的大量采用使操作过电压的概率大大提高

由于真空断路器很强的灭弧能力,在电弧过零点之前被强行截断。截流后电感中的磁能在向杂散电容充放电的振荡过程中,产生过电压。这种过电压,主要产生在相间,一般为额定相电压的3~4倍。

③内部过电压得不到有效限制使绝缘寿命大大降低

按照国标GB311.1的规定,220kV及以下的系统以雷电过电压作为防护重点。对于3~35kV的中压系统,大多数场合还在采用传统的避雷器来限制过电压。避雷器的放电电压为相电压的4倍以上,按躲过内部过电压设计。而且避雷器接在相对地之间,对发生在相与相之间的操作过电压,根本起不到限制作用。

在内部过电压的长期持续作用下,聚乙烯交联电缆等固体绝缘设备的运行寿命大大降低,形成绝缘的薄弱环节,导致对地击穿。

④雷击、鸟害、断线、树枝等外力破坏以及阀式避雷器放电等,是产生弧光接地的外部原因。

1.2弧光接地过电压的产生

形成弧光接地过电压的基础是间歇性电弧。当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地(以下简称“弧光接地”)故障时,由于电弧多次不断的熄灭和重燃,导致系统对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分配,在非故障相的电感—电容回路上引起高频振荡过电压。对于架空线路,过电压幅值一般可达3.1~3.5倍相电压。

以电缆线路为主的供电电网,绝缘击穿或电弧重燃时过渡过程中的高频电流,可达数百安培甚至上千安培。高频电流过零点电弧熄灭的可能性大大提高,电缆线路弧光接地时,非故障相的过电压可达4~71倍。

1.3弧光接地过电压的危害

①高幅值的过电压加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏

对于中性点非直接接地系统,我国现行规程笼统地规定允许带单相接地故障运行2小时,并未区分是架空线路还是电缆线路,也没有明确是弧光接地还是金属接地。在高幅值的弧光接地过电压的持续作用下,加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏。最终在非故障相的绝缘薄弱环节造成对地击穿,进而发展成为相间短路事故。

②弧光接地过电压导致烧PT或保险熔断

普通的电压互感器饱和点一般为1.6~1.8倍,在弧光接地过电压作用下,使电压互感器严重饱和,激磁电流剧烈增加。另一方面,电压互感器饱和,也很容易激发铁磁谐振,导致电压互感器过载。上述两种情况,都将造成电压互感器烧毁或高压保险熔断。

③弧光接地过电压导致避雷器爆炸

弧光接地时,过电压的能量由电源提供,持续时间较长,能量很大。当过电压的能量超过避雷器所能承受的400A2mS的能量指标时,就会造成避雷器的爆炸事故。

2、弧光接地时电弧对故障点的破坏

2.1弧光接地时流过故障点的电弧电流

弧光接地或电弧重燃的瞬间,已充电的相对地电容将要向故障点放电,相当于RLC放电过程。放电电流为:

过渡过程结束后,流过故障点的电弧电流只剩下稳态的工频电容电流,其有效值为:

I=3Uω0C

瞬时值为:

流过故障点的综合电弧电流为:

2.2不同电网单相接地时的电弧电流

不难证明以电缆线路为主的电网和以架空线路为主的电网,当发生单相电弧接地时,电弧电流具有如下特征:

①电缆线路的稳态工频电弧电流是架空线路的25~50倍;

②电缆线路的高频电弧电流是架空线路的十倍以上;

③架空线路的接地电弧较长,高频电弧电流衰减较快。

2.3单相接地电弧电流对架空线路的破坏

由于高频电流较小,且衰减较快,发生单相接地时,电弧电流对故障点的破坏程度,主要取决于稳态的工频电容电流。正因为这样,几十年来,人们一直把工频电容电流当作单相接地时的电弧电流。

单相接地时的电弧电流对故障点的破坏,主要表现在:

①燃弧点的温度高达5000K以上,将会烧伤导线,甚至导致断线事故。

②若电弧不能很快熄灭,则在风吹、电动力、热气流等因素的影响下,将会发展成为相间弧光短路事故。

2.4单相接地电弧电流对电缆线路的破坏

①由于电缆线路的稳态工频电容电流比架空线路大很多,而过渡过程中的高频电流更大,电弧电流对故障点的破坏程度远比架空线路严重得多;

②电缆线路的相间距离很短,电弧燃烧时将直接破坏相间绝缘,以致于在几分钟之内就会形成相间短路事故。

3、我国限制弧光接地过电压的措施分析

3.1消弧线圈的作用

①消弧线圈曾经对提高3~35kV架空线路供电可靠性起到了积极的作用

中性点非直接接地系统发生单相接地时,三相电压是对称的,仍然可以继续供电。由于消弧线圈的电感电流补偿了电容电流,使得故障点的电弧能够自行熄灭,这就大大减小了因受风吹、电动力等影响而引起直接的相间弧光短路的可能性。一旦电弧自行熄灭后,架空线路的绝缘又可以完全恢复。

②消弧线圈对于以电缆线路为主的供电网络已不能继续发挥作用

随着城网改造的进行,架空线路逐步被电缆线路取代,中压电网中固体绝缘的设备逐年增多,以及现有电缆线路随着运行时间的加长绝缘逐渐老化。近几年来弧光接地过电压的问题越来越突出,以至于电缆放炮等绝缘事故成为影响企业内部电网和供电电网安全运行的主要因素。

几十年来人们误认为消弧线圈能够限制弧光接地过电压。其实不然,消弧线圈不仅不能抑制弧光接地过电压,有时反而加大了过电压的幅值①。

从弧光接地过电压产生的整个过程来看,与系统对地电容电流的大小并无关系。有人曾经在系统对地电容电流为1.1~4.5A的情况下做过上千次试验,结果每次都有弧光接地过电压产生①。消弧线圈无法将故障点的电弧电流降低到1.1A以下,因此并不能抑制弧光接地过电压。所以,我国现行规程并不建议采用消弧线圈来抑制弧光接地过电压①。

正是由于消弧线圈的投入,减少了故障点的电流,加快了故障点绝缘的恢复,使得在电压接近最大值的时候发生击穿的可能性以及在高频电流过零点击穿的可能性大大增加。这都会导致过电压幅值的增加。

如前所述,电缆线路发生单相电弧接地时,电弧电流以高频电流为主。而消弧线圈只能补偿工频电流的90~95%,对于高频电流根本起不到补偿作用。消弧线圈无法减轻高频电弧电流对故障点的破坏。

与架空线路不同的是,电缆线路等固体绝缘设备的绝缘水平低于架空线路,一旦发生击穿其绝缘很难恢复,而且故障的发展非常迅速,这类设备对弧光接地过电压的承受能力远远低于架空线路。大量的事故表明,电路线路发生单相接地警报之后,少则几秒钟多则十几分钟就已发展成为相间短路事故。

③消弧线圈正常运行时给系统带来的问题

a.消弧线圈与系统对地电容串联谐振,产生虚幻接地或串联谐振过电压

可以证明,是消弧线圈的投入,放大了系统的不平衡电压Ubp,使系统中性点产生位移电压U0:

U0=Ubp

正是这一位移电压,才导致接地保护误动作发出接地警报,造成虚幻接地现象或者串联谐振过电压。

b.消弧线圈与系统对地电容并联谐振,产生传递过电压③

变压器高压侧的对地过电压U01通过高低压绕组之间的耦合电容C12传递到低压侧,使低压侧产生过电压U02.这一过电压取决于变压器低压侧对地阻抗Z20与高低压绕组间耦合阻抗Z12之间的分压比,即传递系数K.等效电路如下图所示:

其中,Z12由高低压绕组之间的耦合电容C12构成,Z20由消弧线圈的电感L及系统对地电容C构成。

U02=KU01

K=Z20/(Z20+Z12)

由于正常时LC运行在谐振点附近,变压器对地阻抗Z20很大,使得传递系数接近于1,产生传递过电压。

c.选线灵敏度降低甚至无法选线。

中性点非直接接地系统发生单相接地故障时,应尽快选出故障线路,以便检查处理。由于消弧线圈的补偿作用,使故障点的电流减少,相位发生变化,必然会降低选线的灵敏度,甚至使选线工作根本无法进行。

3.2中性点经小电阻接地

正因为消弧线圈不但不能避免电缆事故,在正常运行时还存在上述诸多问题,我国北京、上海、广州等地区已逐步将中性点经消弧线圈接地改为经小电阻接地方式,我国石油化工系统也提出了采用小电阻接地方式的建议④。

中性点经小电阻接地,从根本上解决了消弧线圈正常运行中带来的问题,缓解了弧光接地时的过电压,但扩大了单相接地时的故障电流,加剧了故障点的烧伤,牺牲了对用户供电的可靠性。对于用电企业,被迫停电将会造成巨大的经济损失。

3.3将电弧接地快速地转化为金属接地

为能有效抑制弧光接地过电压,防止电缆事故的发生,避免企业因被迫停电所带来的经济损失,当发生单相电弧接地时,应当在以下方面采取措施:

①尽快熄灭电弧,防止故障进一步发展;

②尽快将过电压限制在安全水平,避免固体绝缘的积累性破坏;

③允许用户在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路,避免被迫停电。

在中性点非直接接地系统中,发生单相电弧接地时,若能快速地转化为金属接地,则可收到如下效果:

①由于故障相直接与地网连接,对地电压等于零,工频电弧和高频电弧都将立即熄灭;

②金属性接地后,非故障相上的过电压立即稳定在倍,系统中的设备可以在这个电压下安全运行;

③由于电弧被熄灭,过电压被限制在安全水平,故障不会再继续发展,为用户倒闸操作赢得了时间,避免造成被迫停电。

④由于弧光接地的持续时间大大缩短,过电压的能量降低到过电压保护器允许的400A2mS能量指标以内,避免了过电压保护器爆炸事故;

⑤由于母线过电压被限制在较低的水平,可避免激发铁磁谐振过电压。

3.4将故障相经氧化锌非线性电阻接地

①由于氧化锌非线性电阻导通电压不为零,装置动作后不能保证立即熄灭电弧,电弧熄灭后也不能保证不重燃;

②电弧一旦熄灭并不再重燃,则系统电容电流将全部流过氧化锌非线性电阻,若能容量按照1MJ设计,氧化锌非线性电阻也只能维持5秒钟,仍不能避免被迫停电。

4、结论

电缆线路范文篇10

我们对穿管敷设的电缆通过向管道内灌注介质以提高电缆线路载流量的可行性进行了广泛的调查研究和计算论证,参阅了大量的国内外有关资料,在中国科学院广州研究所和广东省灌浆工程技术研究开发中心的协助下,成功研制了满足要求的介质——SH凝胶体。

1SH凝胶体的特性

SH凝胶体是利用膨润土吸水膨胀和保水的特性,与水、砂、水泥及添加剂以一定质量比,通过一定的配制工艺混合而成,其中水的质量分数为75.56%。

1.1SH凝胶体的特性

粘度(旋转粘度计测定,9r/min,20℃):起始粘度,4.338Pa.s;7d后粘度,270.564Pa.s。碱度(按NaOH计):1.56g/100g。密度:1.1703g/cm3。泌水率:不大于0.9%。体积膨胀变化:见表1。

1.2SH凝胶体的优点

SH凝胶体有如下优点:

a)初始粘度小,易于灌注,使用建筑灌浆机可实现长距离管道的充分填充;

表1SH凝胶体的体积膨胀变化

温度/℃比体积/cm3.g-1温度/℃比体积/cm3.g-1

5

10

15

20

25

35

40

450.8508

0.8516

0.8525

0.8535

0.8545

0.8567

0.8579

0.859150

55

65

70

75

80

85

—0.8605

0.8619

0.8636

0.8653

0.8674

0.8726

0.8752

b)经一段时间后,凝胶体粘度变大(约为初始粘度的8倍),使之不会从管道的缝隙流失;

c)碱度低;

d)随温度变化的稳定性好,保证了凝胶体在不同温度下都可以充满管道;

e)泌水率小,水分不易散失。

2大电流试验

我们委托广东省电力工业局试验研究所对管道敷设的电缆在填充SH凝胶体前后进行了大电流试验,同时测量电缆各部分的温度,以掌握管道用SH凝胶体填充后对电缆散热条件的改善情况。

2.1试验接线布置及试验程序

试验电缆为法国阿尔卡特(ALCATE)110kV,Cu/XLPE/Pb/PVC,1×630mm2电力电缆,长18m。预埋聚乙烯(PE)波纹管12m,埋深1m。两组测温热电偶和传感器,安装在电缆中部,间距1m,测温部位分别为电缆线芯、电缆表面、管道表面和管道旁土壤。电缆两端用2条LGJ-240钢芯铝绞线并联连接组成回路,2台升流器亦并联运行,在试验回路中施加800A电流,监测电缆各部分温度直至稳定。

2.2试验结果分析

比较灌浆前后电缆温升的试验数据(见表2)可知,灌浆后电缆的线芯温度降低了6.5℃,电缆表面温度降低了7.2℃,说明由于管道内填充了SH凝胶体,改善了电缆的散热条件,使电缆在相同的敷设条件和电流下,电缆线芯和表面温度都降低。

表2电缆温升试验数据

时间电缆线芯温度/℃电缆表面温度/℃管道表面温度/℃

灌浆前51.238.425.8

灌浆后44.731.225.9

3结束语