时间:2023-05-30 09:25:46
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇绝缘电线,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
摘要:超高压输电绝缘子可靠性评价
线路绝缘子性能的优劣直接影响到输电线路,非凡是超高压(EHV)输电线路运行的可靠性和经济性。因此,如何评价EHV输电绝缘子的可靠性,已成为电力部门和绝缘子制造部门尤为关注的新问题。
在架空输电线路上现在使用的有三种材料绝缘子——瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机复合绝缘子。我国目前的生产目前状况是以生产和使用瓷绝缘子为主,玻璃绝缘子国内生产能力只占国内绝缘子总需求量的20%;我国复合绝缘子的研制起步较晚,由于近年来国内外在此技术上的进展较快,生产和使用量已呈上升态势。
1对绝缘子可靠性评价的五项准则
运行的可靠性是决定绝缘子生命力的关键。最好的评价应是大量绝缘子在输电线路上长期运行的统计结果和可靠性试验所反映出来的性能水平。因此,评价绝缘子应遵循下述准则摘要:
(1)寿命周期
产品在标准规定的使用条件下,能够保持其性能不低于出厂标准的最低使用年限为“寿命周期”。此项指标不仅反映绝缘子的平安使用期,也能反映输电线路投资的经济性。我国曾先后多次对运行5~30年的玻璃和瓷绝缘子进行机电性能跟踪对比试验。结果表明摘要:玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件,瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘件[1]。玻璃绝缘子的寿命周期可达40年,而瓷绝缘子除全面采用国外先进制造技术后有可能较大幅度地延长其寿命周期外,其平均寿命周期仅为15~25年;复合绝缘子经历了“三代”的发展,但从迄今世界范围内的试验及运行结果分析来看,其平均寿命周期只有7年[2]。
(2)失效率
运行中年失效绝缘子件数和运行绝缘子总件数之比称为年失效率。对于国产玻璃绝缘子,其寿命周期内平均失效率为(1~4)×10-4/a[1],对于国产瓷绝缘子的失效率,除个别合资企业产品将有可能降低外,比玻璃绝缘子约高1~2个数量级;对于复合绝缘子,由于寿命周期不能猜测、复合材料配方和制造工艺还不能完全定型,其失效率很难猜测。
(3)失效检出率
绝缘子失效后能否检测出来的检出率对线路平安运行的影响是比失效率本身更为重要的因素。检出率取决于绝缘子失效的表现形式和失效的原因。玻璃绝缘子失效的表现形式是“自动破碎”和“零值自破”[1]。“自破”不是老化,而是玻璃绝缘子失效的唯一表现形式,所以只需凭借目测就可方便地检测出失效的绝缘子,其失效检出率可达百分之百;瓷绝缘子失效的表现形式为头部隐蔽“零值”或“低值”,复合绝缘子失效的主要表现形式为伞裙蚀损以及隐蔽的复合“界面击穿”。此外,瓷和复合绝缘子失效的原因是材料的老化,而老化程度是时间的函数。老化是隐蔽的,因此给检测带来极大的困难,造成检出率极低;对于复合绝缘子,实际上根本无法检测。
(4)事故率
年掉线次数和运行绝缘子件数之比称为年事故率。绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的事故之一。对于EHV输电,若造成大面积、长时间停电,后果则不堪设想。
国产玻璃绝缘子30年来的运行经验证实摘要:在220~500kV的输电线路上,从来没有因为玻璃绝缘子失效而发生过掉线事故[1],而国产瓷绝缘子掉线事故率则高达2×10-5。前苏联的探究指出,即使失效率相同,瓷绝缘子较玻璃绝缘子的事故率也至少高一个数量级[3]。由于复合绝缘子为长棒式,掉线事故一般很少发生,但导致内绝缘击穿、芯棒断裂和强度下降的因素始终存在,一旦失效,事故概率会高于由多个元件组成的绝缘子串。
(5)可靠性试验
为对绝缘子进行可靠性评价,国内外曾对玻璃绝缘子和瓷绝缘子作过各种方式的加速寿命试验和强制老化试验。如摘要:陡波试验、热机试验、耐电弧强度试验、1500万次低频(18.5Hz)和200万次高频(185~200Hz)振动疲惫试验及内水压试验,都从不同角度得出结论摘要:和玻璃绝缘子相反,绝大多数瓷绝缘子都不能通过这些试验[1]。对于复合绝缘子,可靠性试验则还是一个有待于继续探索的课题。
2影响绝缘子可靠性的三大因素
(1)材料是基础
玻璃和瓷均属铝硅酸盐,瓷是三相(结晶相、玻璃相和气相)共存的不均质体,而玻璃是液态和玻璃态互为可逆的均质体。“均质性”是影响绝缘材料介电强度的重要因素。脆性材料的机械强度和热稳定性,不完全取决于材料力学性质,而极大程度上取决于材料内部的缺陷和表面状态。这就是钢化玻璃较之退火玻璃和瓷,上釉的瓷较不上釉的瓷强度高得多的原因。此外,玻璃的“热钢化”技术,赋予玻璃表层一个高达100~250MPa的永久预应力。这就是“钢化玻璃”强度钢铁化,热稳定性高,较瓷不易老化和寿命长的道理。对于复合绝缘子的难点是解决有机材料在户外条件下的老化、芯棒的脆断和蠕变。可见,钢化玻璃既较瓷有高得多的机械、绝缘强度,又较有机材料具有优良的抗老化性能,为绝缘子的可靠运行奠定了良好的基础。
(2)产品结构和耐污性能是关键
玻璃绝缘子采用圆柱头结构,承力组件受力均匀。较之国内传统瓷绝缘子数十年一贯制的圆锥头结构,具有尺寸小、重量轻、强度高和电性能优良的特征。由于玻璃的线膨胀系数较瓷大得多,外型尺寸较复合绝缘材料小得多,且和金属附件和水泥易连接,因而受力组件材质匹配良好。在各种气候条件下,不会象瓷绝缘子和复合绝缘子那样轻易产生危险应力而导致老化。且复合绝缘子很难解决复合界面的结构质量。
但复合绝缘子具有优良的耐污性能,而且通常无需清扫。这就极大地减少了线路维护费用。就此而论,复合绝缘子发展前景广阔。玻璃的介电常数较大,因而单只玻璃绝缘子的干闪络电压比瓷绝缘子的低,但有较大的主电容来改善表面的电压分布,使之和瓷绝缘子串的闪络电压相当。加之玻璃绝缘子泄漏比距大,表面产生的凝聚物少,反抗由污秽引起的热应力的能力强,因而不易因闪络而出现事故。华东电网十年来的污闪实践一再证实,玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷绝缘子。
(3)制造水平是保证
在国外,优质产品的生产均已形成相当经济规模、且具有工艺先进的高自动化生产线。因而,整个西欧和前苏联,玻璃绝缘子的市场占有率高达90%以上;整个北美复合绝缘子使用量为世界之最,占本地绝缘子市场总量的25%~30%[2];在日本,瓷绝缘子则一统天下。在我国,所幸的是国产玻璃绝缘子通过技术引进和自己开发,已具备了上述生产条件。对于瓷和复合绝缘子,除个别合资企业外,上述制造水平在我国尚未达到。可见,选用何种产品还取决于产品的制造水平和对产品性能及使用环境的全面了解。
3结束语
(1)绝缘子的寿命周期、失效率、失效检出率、事故率和可靠性试验,应成为综合评价EHV绝缘子可靠性的五项准则。
(2)扩大使用国产玻璃绝缘子在当前有着较大优势。作为玻璃绝缘子制造者应精益求精,有效降低绝缘子运行头几年的失效率。
1,试验现象
影响电线电缆绝缘电阻测量的因素有仪器准确度、环境条件和人员素质等几个方面,下面以GB5023.3-1997中一般用途单芯硬导体无护套电缆(型号2271EC01(BV))为例,谈谈绝缘电阻测量中应注意的几个问题。按GB5023.3之规定:试验应在5m长的绝缘线芯上进行,水温为(70±2)℃,仲裁试验时为(70±1)℃,浸水时间不小于2h,绝缘电阻应在施加电压1分钟后测量。如何理解标准中的这些要求,它们对测量结果有何影响?下面举例说明。
本试验共进行了四次:
第1次:5m长、70℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:6.78×106Ω
第2次:5m长、70℃绝缘电阻、1.5分钟读数测量值为:7.04×106Ω
第3次:5m长、20℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:107.6×106Ω
第4次:10m长、70℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:3.52×106Ω
2,原因分析
同样一组电线的绝缘电阻在不同温度、不同长度、不同读数时间为什么会有如此大的差别?现分析如下:
绝缘电阻是指绝缘上所加的直流电压U与泄漏电流I之间的比值R。当绝缘层加上直流电压时,沿绝缘表面和绝缘内部均有微弱电流通过,对应于这两种电流的电阻分别称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻,一般不加特别说明的绝缘电阻均指体积绝缘电阻,只有极少数的产品有表面绝缘电阻的要求(如汽车高压点火线)。
绝缘层加上电压后,流经绝缘内部的电流有下面四种:
(1)电容电流:因介质极化而产生,实际上以导体和绝缘层作为一对电极构成一个电器的电容电流,电容电流按指数规律随时间很快的衰减,一般在数毫秒时间内接近消失。
(2)不可逆吸收电流:因绝缘材料中的电解电导而产生,经数秒后衰减至零。
(3)可吸收电流:是指绝缘材料的位移电流,在施加电压的瞬间达最大值,然后趋向位移稳定,经数分钟后趋于消失。
(4)泄漏电流:泄漏电流是指绝缘材料中的自由离子及混入的导电杂质所产生的,与电压施加时间无关,在电场强度不太高时符合欧姆定律,电阻随温度升高而增大。它的大小反应了绝缘品质的优劣,严格说来,只有对应恒定电导电流的电阻才是体积绝缘电阻。
关键词:建筑;电气;低压;供配电;线路导线;选择
民用建筑供配电线路中的导线主要有电线和电缆。正确地选用电线和电缆,对于保证民用建筑供配电系统的安全、可靠、经济、合理的运行有着十分重要的意义。
1、导线选择的一般原则和要求
1.1 按使用环境及敷设方式选择
在选择电线或电缆时,应根据具体的环境特征及线路的敷设方式确定选用何种型号的导线和电缆。此处推荐根据环境特征及线路的敷设方式的要求采用的电线和电缆型号,
1.2按发热条件选择
按允许的发热条件,每一种导线截面都对应一个允许的载流量。因此在选择导线截面时,必须使其允许载流量大于或等于线路的计算电流值,
1.3按电压损失选择
为了保证用电设备的正常运行,必须使设备接线端子处的电压在允许值范围之内。但由于线路上有电压损失,因此在选择电线或电缆时,要按电压损失来择电线或电缆的截面。
1.4按机械强度选择
导线本身的重量以及风、雨、冰、雪使导线承受一定应力。如果导线过细,就容易折断,引起停电等事故。因此,还要根据机械强度来选择,以满足不同用途时导线的最小截面要求,
在具体选择导线截面时,必须综合考虑电压损失、发热条件和机械强度等要求。
1.5 选择室内、外线路导线的基本原则
从经济合理着想,室外线路的电线、电缆一般采用铝导线,架空线路采用裸铝绞线。当高压架空线路的档距较长、杆位高差较大时,采用钢芯铝绞线。对于有盐雾或其他化学侵蚀气体的地区,采用防腐铝绞线或铜绞线。电缆线路一般采用铝芯电缆,在振动剧烈和有特殊要求的场所采用铜芯电缆。
1.6 选用电缆线的原则
当输配电线路所经过的路径不宜敷设架空线路,或当导线交叉繁多、环境特别潮湿、具有腐蚀性和火灾爆炸等危险情况时,可考虑采用电缆线。其他情况下一般应尽量采用普通导线。
2、电线、电缆的型号和截面的选择
2.1 常用电线、电缆的型号规格与敷设方式的标准
在民用建筑中,室内常用的导线主要为绝缘电线和绝缘电缆线;室外常用的是裸导线或绝缘电缆线。绝缘导线按所用绝缘材料的不同,分为塑料绝缘导线和橡皮绝缘导线;按线芯材料的不同分为铜芯导线和铝芯导线;按线芯的构造不同分为单芯和多芯导线。
2.1.1 塑料绝缘电线
常用的聚氯乙烯绝缘电线是在线芯外包上聚氯乙烯绝缘层。其中铜芯电线的犁型为BV,铝芯电线的型号为BLV。
聚氯乙烯绝缘软线主要用作交流额定电压250V以下的室内日用电器及照明灯具的连接导线,俗称灯头线,都是双芯的,型号为RVB和RVS。它取代了过去常用的RX和RXS型橡皮绝缘棉纱编织软线。
2.1.2 橡皮绝缘电线
常用的橡皮绝缘电线的型号有BX(BLX)和BBX(BBLX)。BX(BLX)为铜芯棉纱编织橡皮绝缘线,BBX(BBLX)为铜芯玻璃丝编织橡皮绝缘线。这两种电线是目前仍在应用的旧品种。它们的基本结构是在芯线外面包一层橡胶,然后用编织机编织一层棉纱或玻璃丝纤维,最后在编制层上涂蜡而成。由于这两种电线生产工艺复杂,成本较高,正逐渐被塑料绝缘线所取代。
2.1.3 电缆线
电缆线的种类很多,按用途可分为电力电缆和控制电缆两大类;按绝缘材料,可分为油浸纸绝缘电缆、橡皮绝缘电缆和塑料绝缘电缆三大类。一般都由线芯、绝缘层和保护层三个主要部分组成。线芯分为单芯、双芯、三芯及多芯。是常用的塑料绝缘电力电缆的结构。
2.2 常用电线和电缆型号的选择原则
在民用建筑电气设计和施工过程中,电线和电缆型号的选择应遵循如下原则:贯彻“以铝代铜”的方针,在满足线路敷设要求的前提下,宜优先选用铝芯导线,但在一些特殊场合和配电装置中,必须选用铜芯导线;尽量选用塑料绝缘电线,这是由于塑料绝缘线的生产工艺简单、绝缘性能好、成本低,尤其在建筑物表面直接敷设时,应选用聚氯乙烯绝缘和护套电线。
2.3 导线和电缆截面的选择
导线和电缆线的截面选择主要应满足如下要求:有足够的机械强度,避免因刮风、结冰或施工等原因被拉断;长期通过负荷电流不应该使导线过热,对避免损坏绝缘名造成短路、失火等事故。
线路上电压损失不能过大。对于电力线路,电压损失一般不能超过额定电压的10%;对于照明线路一般不能超过5%。
2.3.1选择方法
一般可按如下步骤进行:对手距离L≤200m的线路,一般先数热条件的计算方法选择导线截面,然后用电压损失条件和机械强度进行校验;对于距离L>200m的较长的供电线路,一般先按允许电压损失的计算方法选择截面,然后用发热条件和机械强度条件进行校验。
民用建筑主要由低压供配电线路供电,所以导线截面的选择计算方法主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。
2.3.2 按发热条件选择导线截面
由于负荷电流通过导线时会发热,使导线温度升高,而过高的温度将加速绝缘老化,甚至损坏绝缘,引起火灾。裸导线温度过高时将使导线接头处加速氧化,接触电阻增大,引起接头处过热,造成断路事故,因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。在这个允许值范围内运行;导线温度不会超过允许值。
2.3.3按允许电压损失选择导线截面
电流流过输电线时,由于线路中存在阻抗,必将产生电压损失。这里所讲的电压损失是指线路的始端电压与终端电压有效值的代数差,即ΔU=U1- U2。由于用电设备的端电压偏移有一定的允许范围,所以要求线路的电压损失也有一定的允许值。
2.3.4 零线截面的选择方法
在三相四线制供电线路中,零线截面可根据流过的最大电流值按发热条件进行选择。根据运行经验,也可按不小于相线截面的1/2选择,但必须保证零线截面不得小于按机械强度要求的最小允许值。单相线路的零线截面应与相线相同。两相带零线的线路可以近似认为流过零线的电流等于相线电流,因此零线截面也与相线相同。
在选择导线截面时,除了考虑主要因素外,为了同时满足前述几个方面的要求,必须以计算所求得的几个截面中的最大者为准,最后从电线产品目录中选用稍大于所求得的线芯截面即可。■
参考文献
Abstract: This paper carries out quality sampling of the single-core low-voltage wire products of the series of BV, BLV/BVV, BLVV 450/750V, which aims at making clear of the ranking method of the low-voltage wires of the series of BV, BLV/BVV, BLVV 450/750V to strengthen the quality control of wire products and ensure the normal operation of power systems.
关键词: 低压电线;抽检;质量评价
Key words: low-voltage wire;sampling;quality evaluation
中图分类号:TM246+.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)29-0069-02
1 检测项目和排序项目的确定
本文主要针对BV、BLV/BVV、BLVV 450/750V系列低压电线进行质量抽检和评价。被抽产品按GB5023-2008产品标准要求进行检测,项目应根据广东电网公司的要求确定(见表1),表中所有指标首先应符合标准中相应的要求,根据多年来450/750V 227IEC01(BV、BLV)或227IEC10(BVV、BLVV)系列单芯低压电线产品生产和运行经验,选择关键的结构尺寸、机械性能检测数据和电性能检测数据进行重点考核,进行综合评价,作相应的排序。
在表1中“结果判断要求”栏内,对每个检测项目要求符合标准要求,同时对有些项目的检测数据要求作为排序打分的指标。
选择绝缘厚度和绝缘偏心度和护套项目排序打分的目的是:绝缘偏心度大小决定了样品生产企业的工艺装备和生产工艺,同时绝缘偏心度的大小也会影响电缆的使用寿命。
选择绝缘机械性能项目排序打分的目的是:考虑生产企业所使用的原材料质量和反映了电缆的工艺装备和生产工艺。
选择绝缘矢重项目排序打分的目的是:考核生产企业所使用的原材料质量。
选择导体直流电阻项目排序打分的目的是:导体直流电阻的大小反映了导体截面是否满足电缆电气有效截面的要求,直接影响电缆的载流量。
2 参加排序的检测项目相对分数处理公式
①绝缘偏心度 (A1数据最小者得最高分)。
绝缘偏心度定义:
A1=绝缘偏心度=(厚度最大测量值厚度最小测量值)/厚度最大测量值
②绝缘厚度(A2数据最小者得最高分)。
A2=(平均厚度-标称厚度)/标称厚度
③绝缘原始、空气箱老化抗拉强度(A3数据最大者得最高分)。
A3=(绝缘抗拉强度平均值-标准要求值)/标准要求值
④绝缘失重(A4数据最大者得最高分)。
A4=(标准要求值-绝缘失重)/标准要求值
⑤导体直流电阻(A5数据最大者得最高分)。
A5=(导体电阻标准值-导体电阻平均值)/导体电阻标准值
3 BV、BLV/BVV、BLVV 450/750V系列低压电线单项分数分配比例
从表2中可以看出权系数分配中电线的结构占45分,绝缘机械性能占25分,电气性能占30分,体现了低压电线的特点,反映了电线结构的均匀性和电气性能差异以及所使用的绝缘材料。
4 BV、BLV/BVV、BLVV 450/750V系列低压电线排序方法
第一步:合格的样品参加排序,不合格除外;
第二步:按上述规定的打分项目和每一项分配的分数,对合格样品进行逐项分数计算;
第三步:将合格样品所得每项分数相加,按分数高低排序;
第四步:如果分数相同者,按绝缘老化前后变化率指标B综合分析,决定先后次序。①绝缘空气箱老化前后抗拉强度变化率:
B1=10×(标准要求值-绝缘抗拉强度变化率的绝对值)/标准要求值
②空气箱老化后断裂伸长率变化率:
B2=10×(标准要求值-绝缘断裂伸长率变化率的绝对值)/标准要求值
B=B1+B2
分数高者,排序在前。
参考文献:
[1]施代.浅谈电线电缆的检测项目及检测方法[J].能源与节能,2013(01).
关键词:低烟无卤阻燃电缆;低烟无卤耐火电缆;矿物绝缘电缆
中图分类号:TU97 文献标识码:A
高层建筑发生火灾的因素较多,扑救难度大,因此高层住宅应立足于防火自救,采取可靠的防火措施,选用可靠的防火电缆,以达到预防火灾,逃生自救的目的。对选用电缆,没人做过明确的风险分析,毛估危险性而做出的规范规定,会导致执行层面的困惑。就工程而言,最薄弱的环节是终端箱以下线路的过载与短路。主干电缆的绝缘层较BV线厚,强度高,安全性比分支线路高许多。终端箱以下线路导线用量大,驳接点多,易发生火灾且有沿线蹿燃的可能。对这些量大面广的线路进行选型规定具有现实意义。就规范而言,对某一特定的建筑对象,应当给出选用普通电缆的风险是什么,发生危险后的应急成本多大,工程投资成本又是多少。应当给出选用普通电缆的风险与选用阻燃耐火电缆的风险比较。
1.高层住宅电缆选择
1.1 电缆分析
(1)规范要求高层住宅建筑中明敷设的线缆应选用低烟、低毒的阻燃类线缆。敷设在各类桥架内的线缆均按明敷设考虑。敷设在防火桥架内的高层住宅居民照明用电电源应采用低烟、低毒的阻燃类线缆。一类高层(建筑高度大于54m)住宅建筑,公共疏散通道上的应急照明应采用低烟无卤阻燃的线缆,二类高层宜采用。下面对低烟无卤电缆进行分析:WDZ-YJV交联聚乙烯绝缘、聚烯烃护套低烟无卤阻燃电缆。规范对低烟、低毒阻燃类线缆的阻燃级别未做要求,阻燃级别可选A*、B、C、D级。*为使阻燃级别达到A级,采用隔氧层工艺是一种有效方式。低烟无卤电缆,广义是不含卤素、不含铅镉铬汞等相关环境物质的胶料制成,燃烧发生时不会发出有毒烟雾的环保型电缆,此产品相关阻燃性能优越,燃烧时烟度甚少,无腐蚀性气体逸出,一般广泛应用于核电站、地铁车站、电话交换机及计算机控制中心、高层建筑大楼、宾馆、广播电视台、重要军事设施等,还有人员较集中,空气密度低的场所。低烟无卤电缆特性:①他的抗张强度比其他PVC电线大;②具有良好的耐候性;③具备良好的柔软度;④具有非移性;⑤ 燃烧时不会产生有毒黑烟;⑥具有较高的体积电阻率;⑦具有良好的耐高压特性;⑧具有良好的弹性和黏性。
WDZN-YJV交联聚乙烯绝缘、聚烯烃护套低烟无卤阻燃耐火电缆。
(2)建筑高度超100m或层数超35层的住宅建筑,用于消防配电的干线应采用矿物绝缘电缆。19~34层且高度50m~100m一类高层住宅建筑,宜采用矿物绝缘电缆。10~18层二类高层住宅建筑,消防干线配电线路应采用阻燃耐火类线缆。由此可见,只要是高层消防配电线路,不管其敷设方式是什么都应采用阻燃耐火线缆。
1.2 防火电缆的重要性
(1)建筑物发生的火灾情况时,电缆的接头触点名义氧化、松动和接触不良,造成电阻增大,产生过热或打火而引发现代高层建筑火灾事故。尤其是现代的智能型大楼,其电缆、电缆接点有成千上万个,电气、电子设备在长时光运行时,会使电线、电缆温升递增,导致导线接点与绝缘层加速老化或受损害,极易产生过热发生火灾事故。电线电缆绝缘层受到损害后,电缆被外界火源烧着蔓延而引起严重火灾,大家应该从电缆内在的联系中分析研究各种防火对策,其实从本质上讲,从电线电缆外边绝缘层和护套内在结构和成分上研究问题是最积极有效的。当人们研制、生产和利用一些新型的阻燃电线电缆,就是在电线电缆的绝缘材料中加入固定剂量的阻燃剂,使电线电缆具有一定的难燃性、阻燃性,或者当其被外来火种烧着时只在很小的范围内蔓延,因为电线电缆具有一定程度的防火性能,使火灾危害程度降到最低。当碰到大火燃烧时,要求电线电缆线路能在火中维持持续通电运行的时候,则要用到可靠的防火电缆,以铜芯铜套氧化镁绝缘电缆为特例,它可以在相对高温度火焰中,在一定的或相当的时间范围内维护线路通电运行。国外的工业与民用建筑早已使用了此种电缆。
2.矿物绝缘电缆分析
2.1 矿物绝缘构造分析
BTTZ-矿物绝缘电缆(一般重载)简称MI电缆,作为供配电使用时,国内习惯称作氧化镁电缆或防火电缆。它是由矿物材料氧化镁粉作为绝缘的铜芯铜护套电缆,矿物绝缘电缆由铜导体、氧化镁、铜护套两种无机材料M成。
2.2 矿物绝缘电缆适用情况及其优点
《建筑设计防火规范》GB50016-2014 10.1.10第三条消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井内、沟内;确有困难需要敷设在同一电缆井、沟内时,应分别布置在电缆井、沟的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。这条不是强制性条文,许多设计人员,未按照此条设计。当消防配电线路和其他线路敷设在同一电井内时,消防配电线路仍采用低烟、低毒的阻燃类电缆。本文觉得这样的做法还是不合适,有的设计人员考虑造价问题,认为矿物绝缘电缆造价太高,其实大家可能忽略了下面一点,矿物绝缘电缆可以不用桥架或穿管,可为工程节约造价10%。大家再来看看其他的性能指标:耐温性能:矿物绝缘电缆正常为250℃,最高可达1000℃,普通耐火电缆(ZN-YJV及WDZN-YJV)电缆最高90℃,短路仅为250℃。环保性能:矿物绝缘电缆为无烟、无卤、无毒型,普通阻燃耐火电缆ZN-YJV燃烧中产生大量烟雾、毒气。无卤低烟耐火电缆WDZN-YJV燃烧中有少量烟雾及毒性气体。
2.3 矿物绝缘电缆适用缺点
矿物绝缘电缆也有其缺点,具体如下:
(1)街头处容易受潮绝缘层极易与空气中的水分发生化学反应,而生成能导电的矿物质,在电缆头施工中,如果处理及时有可能造成该电缆无法正常使用。
(2)施工难度大矿物绝缘电缆硬度比其他电缆相比较高,并且线路较长、接头较多,寻找故障点困难。要求施工时避免与其他线路同时敷设,以减少对矿物绝缘电缆的弯曲及碰撞。
(3)施工工程量较大矿物绝缘电缆截面积超过35mm2的均为单芯电缆,单芯电缆成束后如果穿管敷设的话,应每一路穿一根管道,单根单芯电缆不能单独穿于钢管内,且穿管敷设只能穿直通的管道,长度宜控制在30m范围内;矿物绝缘电缆电缆交货长度为比较短,或敷设距离较长则会增加大量中间接头的制作,使施工工作量成倍增加。宗上,严格、合理地利用矿物绝缘电缆尤为重要。鉴于刚性矿物绝缘电缆的缺点,在发达国家特别是欧盟国家中,柔性矿物绝缘防火电缆正在崛起,刚性矿物绝缘电缆的使用正逐步被替代。
在实际工程应用中预防电线电缆火灾,除了从控制危险因素着手外,建筑物内的电线电缆的防火也非常关键,既关系到电线电缆线路本身是否能够安全可靠地通电运行,也关系到国家建设和人民生命财产的安全。所以,积极并且合理地使用防火电缆实属必要。
【关键词】载流量;电压损失;经济电流;密度;敷设方式
随着我国电气行业发展不断规范化,对电气设计的标准和规范逐渐完善丰富,并且在导线截面的设计选择要求上也更加严谨。在低压配电线路设计时,人们通过符合计算出线路电流,按照“线路负荷计算电流
1、载流量。
线路导体的载流量通常指导体的选择导线、电缆的截面,也称为导体发热条件、电缆的截面。当导体中通过电流时会产生一定热量,使导体温度增加,因此在选择导体时应满足导线和电缆的绝缘介质能够承受导体发热的热量,不至于加速绝缘体老化和烧坏绝缘体。导线及电缆的发热条件主要由导线和电缆工作环境及通过电流量的大小决定,可通过采取措施对导线允许的载流量进行调控和改变。
2、电压损失。
电能在通过输电线路时,会在导体流通过程中出现电能和电压损失的现象,因此在选择导线和电缆截面时应采用国家标准允许的电能电压损失范围。
3、经济电流密度
当前我国的能源节约政策和经济政策之一是有色金属的节约,但很多时候在进行导线和电缆的选择上,两者是相互制衡的。为保证既能降低有色金属的损耗,又能有效降低导线或电缆的能耗,使经济寿命的成本减少,因此,人们通常按照经济电流的密度来选择导线的截面。
4、机械强度
导线的机械强度对导线的正常使用至关重要。当导线截面过小时,其机械拉应力强度必然很弱,当外力超过导线拉应力的最大承受能力时,将造成导线的断裂和损坏。因此,在选择导线时,应选择其最小截面满足必要的机械强度的要求,同时配电线路导体截面不应低于行业设计规范标准。
5、敷设方式
布线系统载流量国家标准GB/T16895.15—2002电气装置第5部分:电气设备的选择和安装规范中明确划分了电线、电缆的A1、A2、B1、B2、C、D、E、F、G。在这九种方式中,均是以B1为参考,与其成系数关系。按照B1敷设方式下提供的450/750V型聚氯乙烯绝缘电缆穿管载流量数据可知其与国家建筑标准设计图集04DX101-1《建筑电气常用数据》中BV绝缘敷设在明敷导管内的载流量近似相同。
6、电线电缆类型的选择
电线电缆可分为无绝缘导线、绝缘导线、耐热导线、屏蔽导线、控制导线和通信导线等。常有的绝缘电线有以下几种:聚氯乙烯绝缘电线、聚氯乙烯绝缘软线、橡皮绝缘电线、电力和照明用聚氯乙烯绝缘软线等。在选用电线电缆时,一般要注意电线电缆导体材料、电力电缆绝缘水平、绝缘材料及外护层、导体截面的选择。
配电技术人员应根据电缆具备的不同机械性能和敷设不同条件下的敷设环境,合理选择电源的接地形式,并根据电缆的负荷性质决定电线电缆选择的类型。
(1)电线电缆截面的选择
(2)电力电缆缆芯截面选择的基本要求确定电线电缆的使用规格(导体截面)时,一般应考虑电线电缆温升、电压损失、经济电流密度、机械强度和短路热稳定等。根据经验;低压动力线因其负荷电流较大,故一般先按发热条件选择截面,然后验算其电压损失、短路热稳定性和机械强度;低压照明线因其对电压水平要求较高,可先按允许电压损失条件选择截面,再验算发热条件和机械强度;对高压线路,则先按经济电流密度选择截面,然后验算其发热条件、短路热稳定性和允许电压损失。
7、电缆的分类与对比
通常电线或电缆具有可燃烧性,可分为普通电线电缆、耐火电线电缆、阻燃型电线电缆和矿物质绝缘型电线电缆。采用阻燃型电线电缆设计施工时,应选用保证质量的产品并必须明确其产品阻燃级别。选定电线电缆的阻燃级别,是按同一电线电缆通道内电线电缆的非金属含量来确定。
8、国家及行业标准对消防线缆的选用原则
(1)国家对电缆选用的标准。
目前国家有关规范对消防配电线缆选择的规定有《电力工程电缆设计规范》GB50217—1994的第7.0.1条,其中规定:“对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集场所,应有适当的阻火分隔,并按工程重要性、火灾几率及其特点和经济合理等因素,确定采取下列安全措施。①实施阻燃防护或阻止延燃;②选用具有难燃性的电缆;③实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。”此外还有《民用建筑电气设计规范(JGJ/T16—92)》的第24.8.2条,其中规定:“超高层建筑内的电力、照明、自控等线路应采用阻燃型电线和电缆;但重要消防设备的供电回路宜采用耐火型电缆一类高、低层建筑内的电力、照明、自控等线路宜采用阻燃型电线和电缆,但重要消防设备的供电回路,有条件时可采用耐火型电缆或采用其他防火措施以达耐火配线要求。
在国家对消防配电线缆选择的规定中,《电力工程电缆设计规范》仅在定性上作出了规定,《民用建筑电气设计规范》的用词允许稍有选择,然而,后者仅仅是一个行业推荐性标准,虽然执行了相当长的时间,但到目前为止仍没有颁布相应的可执行的国家标准。
(2)国家标准对消防线路敷设方式要求
为使民用建筑物内电线电缆的设计和使用做到安全可靠、技术先进、经济合理,防止电线电缆引起的火灾,减少电线电缆在火灾中所造成的人身伤亡和财产损失,保证消防设备电源线路在火灾中仍能维持其完整性,为此,国家和一些地方防火设计规程针对设备用电设备的配电线路做了明确的规定,如:
1)《高层民用建筑设计防火规范(GB5004595)》为保证消防用电气设备的配电线路可靠、安全供电,根据国内高层建筑对消防用电设备配电线路的实际做法,目前国内电缆电线厂家生产耐火电缆电线的水平和能力,要求消防用电设备的配电线路应符合规范9.1.4条和相关条文说明规定。
2)《汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB50067—97)》消防用电设备的配电线路应符合规范中的9.03条和相关条文说明规定。
3)《建筑设计防火规范(GBJ16—87)》(2001年版)消防用电设备的配电线路应符合该规范中10.1.3条10.1.4条和相关条文说明规定。可见,在设计中应根据以上各种国家规范和当地消防审批的具体要求,正确把握消防线缆的敷设方式。
【关键词】油田电网 架空绝缘导线
10kV及以下架空配电线路采用绝缘导线代替裸导线是是油田配电网建设与改造中的一项新技术。 发达国家早在20多年前就广泛使用绝缘导线,并取得了良好的经济效益和社会效益。据统计,日本在1976年架空配电线路的绝缘化率已达61%,低压线路的 绝缘化率已达76%。以日本某电力公司为例,到1985年3月,架空配电线路总长度5.4万km,其中裸线仅21km,绝缘化率达99.96%。
1 架空绝缘导线的定义
架空绝缘导线是:单层或多层铝股线绞合在上面挤制绝缘层的导线 。所谓架空线是相对电缆说的,就是由杆塔将导线架设在一定高度传输电能的线路。对于高压输配电网架空线的对地绝缘一般是靠空气的,之前的配电线路一般也采用裸导线,但由于市区配电环境复杂,常常发生短路接地及雷击线路的情况,导致供电可靠性降低,所以目前一般10kV以下架空线路都采用绝缘导线(即导线外层包裹绝缘层),这就是所谓的绝缘架空线。
2 架空绝缘导线的规格
(1)线心。架空绝缘导线有铝心和铜心两种。原有的配电网以钢心铝绞线为主,选用铝心线便于原有网络的连接。在实际使用中也多选用铝心线。铜心线主要是作为变压器及开关设备的引下线。
(2)绝缘材料。架空绝缘导线的绝缘保护层有厚绝缘(3.4mm)和薄绝缘(2.5mm)两种。厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触,薄绝缘的只允许与树木短时接触。绝缘保护层又分为交联聚乙烯和轻型聚乙烯,相比之下,交联聚乙烯的绝缘性能更优良。
3 架空线路导线连接要求
为确保架空线路安全可靠运行,在10千伏及以下架空配电线路设计技术规程(DL/ T5220-2005)中对导线的连接接头有明确规定。
不同金属、不同规格、不同绞向的导线,严禁在挡距内连接。在一个档距内,每根导线不应超过一个连接头。档距内接头距导线的固定点的距离,不应小于0.5米。钢芯铝绞线、铝绞线在档距内的连接,宜采用钳压方法。铜绞线在档距内的连接,宜采用插接或钳压方法。导线连接点的电阻,不应大于等长导线的电 阻。档距内连接点的机械强度,不应小于导线计算拉断力的95%。铜绞线和铝绞线的跳线连接,宜采用铜铝过渡线夹、铜铝过渡线,铜、铝绞线只能在配电线路耐张杆的跳线处连接。
4 架空绝缘导线与裸导线的比较
(1)一般裸导线线芯暴露在大气环境中易遭腐蚀,即使是按照GB 5023―1985要求制造的BV线,俗称“绝缘线”,其耐压水平仅限于低压,且户外架设不到5年就会老化开裂,失去原有性能。架空绝缘导线与裸导线或其他电线电缆相比,其最明显特点是耐气候老化。它能抵御强烈紫外线光照和雨、雪、冰雹、风沙等恶劣气候,耐高温、耐低温,有效防护烟雾、化学气体等侵袭和树干树枝频繁摩擦,故架空绝缘导线能延长线路的使用寿命。
(2)架空绝缘导线具有良好的绝缘性能,能大大减少人身触电伤亡危险,能防止外来异物造成线路相间短路或单相接地故障,减少线路跳闸次数,提高供电可靠性。
(3)与架空裸导线相比,采用架空绝缘导线可以适当减小导线的线间距离和对建筑物的间距,尤其在20世纪80~90年代已建住宅城区进行城网改造时,使用架空绝缘导线可以便捷地深入到负荷中心,缩短低压线路供电半径,提高电能质量。
(4)一般铝绞线的最高工作温度为70℃,而由交联聚乙烯XLPE组成的绝缘导线其最高工作温度为90℃ ;尽管线芯外径略小于同类标称截面的裸线,直流电阻略大于同类标称截面的裸线,其载流量基本一致。
5 绝缘导线的应用
(1)适用于多树木地方。裸导线架设的线路,在树木较多的地段,往往线路的架设和维护与绿化和林业产生很大的矛盾。采用架空绝缘导线可减少树木的砍伐(架设初期及运行维护阶段),解决于许多难题,与绿化、林业等部门的矛盾也减少,保护好了生态环境,同时美化了市容,而且降低了线路接地故障。
(2)适用于多飞飘金属灰尘及多污染的区域。在老工业区,由于环保达不到标准,金属加工企业,经常有飞飘金属灰尘随风飘扬。在火力发电厂、化工厂的污染区域,造成架空配电线路短路、接地故障。采用架空绝缘导线,是防止lOkV配电线路短路接地的较好途径。
(3)适用于盐雾地区。盐雾对裸导线腐蚀相当严重,使裸导线抗拉强度大大降低,遇到刮风下雨,引发导线断裂,造成线路短路接地事故,缩短线路使用寿命。采用架空绝缘导线,能较好地防盐雾腐蚀。因为有了一层绝缘层保护,可减少盐雾对导体的腐蚀,延缓线路的老化,延长线路的使用寿命。
(4)适用于雷电较多的区域。架空绝缘导线由于有一层绝缘保护,可降低线路引雷,即使有雷电,影响也会小得多。在雷区;采用裸导线架设的线路,线路绝缘普遍下降较快,经常出现爆裂接地事故。换上架空绝缘导线后,可减少接地故障的停电时间。
(5)适用于旧城区改造。由于架空绝缘导线可承受电压15kV,绝缘导线与建筑物的最小垂直距离为1m,水平距离为0.75m。因此,将10kY架空绝缘导线代替低压干线,直接送入负荷中心,缩短低压电网供电半径是旧城改造一种行之有效的配电方式。
(6)有利于防台风。由于架空裸导线线路的抗台风能力较差,台风一到,线路跳闸此起彼伏。采用架空绝缘导线后,导线瞬间相碰不会造成短路,减少了故障,大大提高线路的抗台风能力。
参考文献
[1] 陈传生.架空绝缘导线在10kv线路中的应用[J].农村电气化,2004-10-25
论文摘要:本文阐述了民用建筑工程中电线电缆内因与外因引起的灾害,提出了防治措施,并指出了应坚持"预防为主"的方针,尽可能地减少灾害的发生及其造成的损失。
1 概述
据消防部门资料介绍,近年来,我国发生的火灾有一半左右是由电气引发的,其中,电线电缆故障引燃的火灾约占电气火灾的40%。随着民用建筑工程配电系统的日趋复杂,使电线电缆用量增大、品种规格繁杂、敷设方式多种多样等,更提高了电线电缆的故障几率。因此,为减少民用建筑工程中电气火灾的发生、降低因电线电缆燃烧引发火灾中造成的人身伤亡和财产损失,必须提高电线电缆的运行可靠性。本文就民用建筑工程电线电缆引发的灾害及防治方法叙述如下。
2 内因引起的灾害及防治措施
2.1 电线电缆在发生单相接地(短路)事故后,继电保护装置因未动作切断故障而引起电线电缆过热导致绝缘层自燃。其防治措施是:在配电系统设计时应全面校核,各支路均不得存在保护盲区,保护装置的动作整定值与电线电缆的安全电流值必须配合,运行维护时不得随意加大保护装置的动作整定值;在易发生接地故障的支路(如插座及移动用电设备配电支路)中,必须在配电设备中设专用漏电保护装置,以保证人身和线路的安全。
2.2 电线电缆中间接头及分支T结处理时,由于导线连接不紧,导致接触电阻加大而引起局部过热,使绝缘层老化自燃,若是铝芯电线电缆,铝芯线会因在空气中发生氧化而增大氧化层电阻,通电后的发热量也随之升高;若铝芯线与铜芯线或与电器设备的铜接线柱连接时,铝芯线会因电化学反应使其氧化加速,极易引起过热而自燃。特别是在地下工程中,由于其环境湿度相对较高,更易促使铝芯线氧化。防治方法是:民用建筑工程中最好避免使用铝芯导线,铝芯电力电缆与铜铝相连处必须设铜铝过渡连接板。
2.3 电线电缆引起火灾的根本原因是电缆绝缘层和护套的材料(如塑料、橡胶、油浸渍纸等)具有可燃性。电线电缆的铜芯熔点为1083℃、铝芯熔点为658℃,而电缆绝缘层的熔点远低于此,如聚乙烯的熔点仅为200℃(当电线电缆密集敷设或绝缘老化后,其熔点会更低)。防治措施是:制造电线电缆时应使用不燃烧的绝缘层和护套。国外对此的要求十分苛刻,我国近年来对电线电缆的防火性能也已越来越引起科研和生产单位的重视。鉴于金属护套及耐火型、阻燃型电缆的价格较高,国家现行的有关规范中对电线电缆使用要求的词语均较宽松。但在我国四大直辖市等一些发达地区,已结合当地相关工程设计实践,制定了更为安全、完善的电线电缆防火设计规程,走在了全国消防设计的前列。国内工厂现行生产的耐火型及阻燃型电缆,其结构、外型尺寸与普通电缆相同,但在绝缘层和护套层中加入了某种填加剂(如磷酸酯类、三氧化二锑、氧化石蜡、硼酸盐等),以达到了降低聚合物产生的热量、遇热时能分解产生非燃性气体而隔绝氧气供给,能促进聚化物早期炭化形成保护层或熔融保护层附着在电缆表面,起到隔热和防止氧化的作用;耐火型电缆本身不易着火,经一定时间的燃烧,仍能正常供电;阻燃型电缆只是电缆不易着火或着火只局限在一定范围内。
对于民用建筑中一般的用电系统,电线电缆单纯是从防止火灾、减少损失考虑,采用阻燃型电缆即能满足要求,而有些配电线路如消防系统等重要负荷的供电电缆,不仅要求不燃烧,还应在火灾中不中断供电,因而应采用耐火电缆或矿物绝缘电缆,以提高发生火灾时的可靠性。因此为提高民用建筑发生火灾时自救供电的安全率,在的《民用建筑电线电缆防火设计规程》中更详细地规定了:除直埋敷设的电缆和穿管敷设的电线电缆外,用于特级、一级场所的电线电缆应采用无卤低烟型,用于二级场所的电线电缆宜采用无卤低烟型。其目的是为了降低火灾时因电线电缆燃烧产生的烟雾和毒气致人死亡的比例,并可在火灾时争取更多的逃生时间。
2.4 电线和电缆绝缘层在正常运行中会逐步老化,其使用寿命一般为15-20年,若因使用时间过长(20-30年)、经常过负荷或过电压、安装不当(如电缆的弯曲半径太小,电线保护管管径偏小)等,均有可能引发灾害。因此,电线电缆一旦超过使用寿命,应及时更换。
2.5 由于电线电缆供应渠道较多,产品质量差异也较大,因此若使用等外标准的产品,便无法实现设计中要求的保护系统的功能,在运行中可能会在任何一个环节发生事故。故应杜绝伪劣产品。
3 外因引起的灾害及防治措施
3.1电线电缆有时会因现场的明火(如电焊火花、喷灯等)而引燃起火。因此,建筑工程中已投入运行的电缆桥架、管线或电缆沟槽等,在维护时应严禁电焊作业及其它明火。
3.2 电线电缆在施工中,其绝缘层可能会受到机械性损伤,如:暗敷在顶板内的管线(KRG、PVC保护管)极易被冲击电锤打孔时误伤。因此,建筑工程顶板内的管线最好采用钢管保护,而且钢管管口要装护口,以免拉伤管线绝缘层,在施工中应严格按施工工艺要求操作。
3.3 民用建筑工程特别是地下工程中,老鼠等小动物导致电线电缆损坏的现象十分常见,如某大厦的地下商场曾发生线路绝缘层被咬破而造成短路跳闸的事故,小动物甚至窜入其变配电间地沟内,险些造成整个大厦配电系统故障,管理人员曾考虑投药毒杀,但怕污染环境而不曾采用。为保护电线电缆免受鼠害等,吊顶层内的管线应采用钢管、金属软管或无塑PVC管敷设;管理人员不准在控制室、机房内用餐,吃剩食物必须倒入指定容器并打扫干净;小动物可能进入的地方应及时堵塞或关闭,通风工程中的各种风口宜安装有防锈涂层的细孔金属网。
3.4 设计和运行中,由于开关和电气设备选择不当而发生母线短路、开关爆炸等恶性事故,并引起电线电缆着火。因此必须提高设计质量,并正确选择电气设备。
3.5 因外部火灾引燃电线电缆的,在设计中应按防火规范要求,将建筑工程划分为若干防火分区,当电缆桥架穿越防火隔墙时也应作防火分隔处理,一旦火灾引燃桥架内电缆时能切断或阻止延燃。电缆桥架穿越防火分隔墙的做法很多。
如:在穿越防火墙两侧各500mm处,涂刷改性氨基膨胀防火涂料,每隔24小时涂刷1次,共刷3-5次,涂层厚度0.5-1mm,铠装油浸纸绝缘电力电缆先包玻璃丝后再涂刷。消防联动用的电力及控制电缆,若敷设在电缆桥架内,则桥架外层亦应涂刷。防火墙预留孔洞需用防火堵料填实。防火隔板的作用是防止有毒热烟流窜和电线电缆火灾的延燃。
关键词:防雷措施 输电线路 雷击跳闸
引言
电力系统的隐患在近些年随着国民经济的发展与电力需求的不断增长逐渐开始显现,对电力系统安全带来了极大的影响,尤其是防雷击方面一直备受电力系统线路设计者的关注。众所周知送电线路作为电力系统中不可缺少的一部分,在设计中防雷要求有着重要作用。由于大气雷电活动的随机性和复杂性,目前在输电线路设计中雷击认识和问题较为严重,其中还存在着诸多的未知成分。因此在高压送电线路设计的时候要充分的考虑线路周围的环境问题,对每一条线路都进行充分、完整的质量比较,选择能够满足能够满足线路防雷标准的设计方法和措施,以期达到线路供电标准要求。
1、线路雷击跳闸的主要因素和原因
高压输电线路容易受到雷击的因素有:线路绝缘子的放电电压,有没有架空地线,杆塔是否接地,还有一个不受控因素就是雷电流的强度因素,所以我们在设计高压线路时要有针对性和目的性,通过认真分析雷击因素,规避雷击对高压输电线路的损伤,避免对电力系统造成更大的灾害。
1.1高压送电线路反击造成的雷击跳闸
雷击中杆、塔顶部或者避雷线的时候,雷电电流可以通过塔体和接地体顺利的进入大地之中,避免了对周围环境的影响。同时,由于雷电流通过塔体和接地体的时候,使得塔体电压增高,使得与导线上存在的电压产生感应电压,当期超过电压送电线路的绝缘闪络电压值的时候,导线与塔体之间就会发生相应的闪络,这种闪络则被称之为反击闪络,同时造成雷击跳闸。
1.2、绕击成因
关于雷电绕击率和避雷线边缘上的保护方面,要考虑杆塔的高度和电压输电线路所处的地形地理和地质条件等因素。如在山上时,设计线路就要考虑高压输电线路雷击率约为平地的3 ~ 4倍,这主要是由于山区设计线时,难免会有大跨度,高缺口的大线,这条线的耐雷击是最薄弱的环节。
2、防雷措施设计原则
线路防雷保护首先在于抓好基础工作,目前国内外在雷电防护手段上并没有出现根本的变化,很大程度上要依赖传统的技术措施,只要运用得好,仍然是可以信赖的。对已投运的线路,应结合地区的地貌、地形、地质以及土壤状况与接地电阻的合理水平给出正确的评价,找出可能存在薄弱环节或缺陷,因地制宜地采取措施。
3、高压送电线路设计防雷措施
清楚了送电线路雷击跳闸的发生原因,对照下面表1内容,我们就可以有针对性的对设计中送电线路经过的不同地段,不同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。
⑴ 加强高压送电线路的绝缘水平。高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比,加强零值绝缘子的检测,保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。我们在设计高压线路时充分比较各种绝缘子的性能,分析其特性,认为玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点,并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点。特别是玻璃是熔融体,质地均匀,烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体,仍具有足够的绝缘性能,所以设计中我们多考虑采用玻璃绝缘子。
⑵ 降低杆塔的接地电阻。高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻,这是提高高压送电线路耐雷水平的基础,是最经济、有效的手段。对于土壤电阻率较高的疑难地区的线路,则应跳出原有设计参数的框框,特别是要强化降阻手段的应用,如增加埋设深度,延长接地极的使用,就近增加垂直接地极的运用
⑶ 根据规程规定:在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段,可以增设耦合地线。由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大,并使流经杆塔的雷电流向两侧分流,从而提高高压送电线路的耐雷水平。
⑷ 适当运用高压送电线路避雷器。由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时,避雷器就加入分流,保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验,在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。目前在全国范围已使用一定数量的高压送电线路避雷器,运行反映较好,但由于装设避雷器投资较大,设计中我们只能根据特殊情况少量使用。
(5)对线路中测出的接地电阻不合格的杆塔的接地电阻进行重新测试;并测试土壤电阻率。对查出的接地电阻不合格的杆塔接地放射线进行开挖检查,重新对本杆塔的敷设接地线,并进行焊接。对检查中发现已烂断或无接地引下线的杆塔接地装置进行焊接,并对接地电阻重新测试,不符合规定的重新进行敷设。对被浇灌在保护帽内的接地引下线,采取的方式可为将引下线从保护帽内敲出,再重新浇灌保护帽或将引下线锯断重新进行焊接。
4、其它方面
作为设计部门,我们在进行送电线路设计时还应注意以下几点:
(1) 在选择高压送电线路路径时,应尽量避开雷电多发区或对防雷不利的地方;对于易受雷击的杆塔接地,要尽量降低接地电阻。
(2) 在选择避雷方式时也要充分考虑本地区的防雷经验及特点,选用合适的避雷方法;
(3) 对于雷击多发区也应当减少大档距段的设计和在规程允许的范围内降低塔高。
(4) 加强高压送电线路的验收。对于新投产的高压送电线路,做好高压送电线路的验收工作,抽查接地体的埋深是否符合规程的要求,射线长度是否达到设计的长度,接地体与接地引下线是否有可靠的电气连接,这些都是保证杆塔可靠防雷基础。
(5) 对已投运的线路,生产单位要加大对老旧线路的投资和改造力度,对运行中发现问题较多的线路、雷击频发区段,要集中人力、资金,尽快进行改造。
【关键词】防雷方法 绝缘配合 配电线路 雷击
实际操作经验显示,电力体制中所有雷害事故中有60%一70 %是配电网的雷害事故,对供电安全性造成了威胁。架空配电线路杆塔收树木和建筑物的屏蔽作用,且自身高度不高,线路被雷击中的几率很小,但避雷线对中、低压配电网的架空线路为给予保护,故其绝缘效果差,很容易受雷击,发生跳闸,产生相应的损害事故;另一方面。绝缘性能较差的架空配电线路对400一500 kV幅值的感应雷过电压较为敏感。所以,对架空配电线路实施合理的防雷方法,保障配电网正常安全的运行时十分必要的。
1对架空配电线路防雷存在的漏洞进行解析
1.1 雷击架空绝缘导线出现断线
在配电线路中架空绝缘导线的应用较多,绝缘导线因雷电过电压出现短线的情况时有发生。例如,2010年7月河南漂河市某10 kV配电网受到雷击,绝缘导线出现大范围断线的问题。
架空绝缘导线雷击断线的本质是力过程和热过程短时间的综合作用。雷电过电压闪络时,在雷电击穿的作用下生成短路通道,在电网工频电压条件下穿过工频续流,增加电弧能量。绝缘层上的击穿点将高温弧根灼烧,部分地区过热,使绝缘导线出现断裂。
1.2 被雷击中的架空配电线路有较高的跳闸率
(1)绝缘能力较差的架空配电线路容易跳闸。感应过电压为影响配电网的雷电过电压,其幅值的分散性较大,线路的雷击闪络几率降低的一个有效方法是增强架空配电线路的绝缘能力。配电线路中的绝缘子对架空配电线路的绝缘能力有所影响,绝缘子50%冲击放电电压能力离不开绝缘子闪络。所以,为减少雷击的跳闸可能性,使绝缘子闪络降低到最低水平应改进线路的绝缘能力。
(2)对架空配电线路很少维护是引起雷击跳闸几率增加的主要原因。由于配电线路未管理监控处于运行模式的绝缘子,线路老化且投运时间长,很多的零值和低值绝缘子出现在线路中;与此同时,大气中很多污秽,如扬沙、灰尘均使绝缘子出现污垢,绝缘能力下降。配电线路绝缘能力下降很大程度上均受绝缘缺陷的影响,在雷电过电压的情况下发生线路雷击闪络的几率增加。
1.3 绝缘装置和配电线路搭配不合理引起事故
雷击使变电站的隔离开关、主变压器、穿墙套管和断路装置出现不同程度的破坏,故很多变电站、发电厂的雷害事故均由此产生。据研究发现,变电场、发电厂中90%的雷害事故均是由雷电侵入波入侵线路所引起,在雷电侵入波中配电线路引起的事故占主要部分。
山区雷电频发,为减少架空配电线路雷击的跳闸几率,经常利用改进架空配电线路的绝缘能力来减少架空配电线路的雷击闪络可能性。可是在架空配电线路的绝缘能力增加的情况下,线路上不能有效的释放雷电波,雷电波会沿线路入侵变电站,引起配电装置和主设备的雷害事故。
2 架空配电线路主要防雷方法
2.1 减少雷击闪络的可能性,增强配电线路绝缘能力
增强部分线路的绝缘能力,减少线路费用,可利用架空绝缘导线促进部分线路绝缘的方法,这种方法对加强线路的冲击放电电压十分有效,避免架空绝缘导线受雷击出现断裂。
2.2 改进中性点接地方式促使配电线路建弧率降低
消弧线圈接地是架空配电线路最宜使用的运行模式。配电网单相接地电流会熄灭接地电弧,而这种运行模式可以较好的弥补这种现象,促使电弧故障建弧率减少;与此同时,可以可在一定程度上增强配电线路供电的可依赖性,减少铁磁谐振过电压。而此种接地模式有一定的要求,即要仔细计算分析变电站分段运行模式的基础上,自动跟踪补偿消弧配置,尤其是要对自动消弧设备安装点的电网电容电流的最小最大值有正确的认知,使其不超过自动跟踪补偿消弧配置的补偿范围。
2.3 在一些特定的地方进行避雷器的安装保护
避雷针安装在配电线路雷害常发的地方并对其进行保护,如:配电线路分支处、杆塔和T接点处,能在一定程度上降低雷害过电压引起的配电线路损害的问题。避雷器应选择具有免维护和防爆脱离功能的无间隙金属氧化锌材质。安装避雷针起到保护线路的同时,还应关注避雷器的接地问题。一方面是避免避雷器接地电阻过高的现象;另一方面是接地引下线的故障。接地引下线的规格在各个地区未形成统一,引起接地引下线出现极大程度的腐蚀,严重的话会断裂。接地不良的避雷针基本上无法起到避雷的效果。
2.4 拆掉不正规的防雷保护装置
避雷针和消雷器应安装在35 kV以上的电压等级线路上。因为低于此电压等级线路上的避雷针和消雷器不仅不会起到防雷的功效,反而会促发雷的发生,引起雷电事故。尤其是位于变电场和发电厂的进线段上很容易被雷击,当雷电波不减少的情况下,强雷电波侵入变电场和发电站,并对其装置造成损坏。所以,避雷针和消雷器的安装应在35 kV以上的电压等级线路上,尤其是位于进线段处的避雷针和消雷器。与此用时,避雷线应避免安装在20 kV及以下电压等级的线路上。
3 结语
本文深入分析了配电线路绝缘能力较差、配电线路的防雷方法不合理引起的事故、绝缘导线受雷电过电压影响出现断裂的现象、变电站主装置与配电线路绝缘搭配不合理、维护较少引起的雷击跳闸几率增加,以及架空配电线路上同塔多回与同塔双回引起的问题,并由此提出防雷方法,创造新兴防雷产品。这些防雷产品和方法可以促进架空配电线路的安全运行。
参考文献:
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[3]申元,李景禄,彭利强,邓文斌.贵州某35 kV变电站雷害事故分析与防雷改造[J].电瓷避雷器. 2010(02).
[4]陈国盛,仇炜,李景禄.110kV贵州剑牵线雷害事故分析及防雷措施的探讨[J].电瓷避雷器.2009(05).
【关键词】架空;地下;送配电线路
在实际工作中,电力系统的线路分类有明显的规定。随着电力系统的不断发展,电力系统的负荷仍在不断加大。因此,社会公众逐渐开始关注电力系统发展的相关内容。通常情况下,我们将送电线路分为输电线路与配电线路。只有发电厂进行升压变电站建设或者将系统枢纽变电站架设至降压变电站的线路达到35千伏以上的,才能被称为输电线路。相对的,当降压变电站至用户之间的35千伏以下的线路,才被定义为配电线路。我们只有在明确的了解送配电的相关理论知识后,才可能结合电力系统发展的实际状况,将专业的理论知识正确的应用到相对复杂的电力系统中,同时促进架空以及地下送配电线路更好的发展下去。
1 架空送配电线路
一般而言,从架空送配电线路与地下送配电线路对比资料分析发现,架空送配电线路在应用中的经济性价值高于地下送配电线路的经济性价值,并且在远距离的送配电工程中的应用也相对广泛。架空送配电线路的构成内容主要包括电线、绝缘子、支撑物以及架空地线等零部件。为了有效的防止架空送配电线路在进行送配电过程中出现问题,我们必须重视架空送配电线路中的细节性工作,从细微处入手,保证架空送配电线路正常的进行日常的送配电工作。
1.1 关于架空送配电线路中电线的相关分析
在进行架空送配电线路的相关工作之前,还需要做好一定的准备工作。电力系统的管理人员必须重视对架空送配电线路中涉及到的电线、绝缘子、支撑物以及架空地线等的管理工作。对于应用于架空送配电线路电线的选择,必须按照一定的标准选择具备导电率高、机械强度大、扩张能力强、耐久力大,同时密度相对较小、价格相对低廉等特点的电线。只有符合这些标准的电线,才能在一定程度上避免送配电线路出现安全问题。目前市场上符合架空送配电线路的电线主要有铜线以及铝线两种,为了进一步加强电线的耐用性、机械强度,我们还可以利用一定的工序进行加工,使之可以更加符合架空送配电线路对电线的要求,确保架空送配电线路中电线的质量以及规格,都能够符合电力系统的使用标准。
1.2 关于架空送配电线路中绝缘子的相关分析
在架空送配电线路中,绝缘子的使用关系着电线与支撑物能否有机的结合在一起并发挥一定的作用。绝缘子的机械强度与绝缘性能是决定电线和支撑物之前绝缘性能的重要指标。在实际的工作中,我们通常会选择以粘土、陶石为主要成分的绝缘体材料制成的绝缘子,以确保绝缘子的性能良好,从而保证电线与支撑物之间的绝缘性能不会存在安全隐患的问题。但绝缘子上下方的金具流过电流时,电压会不断升高,当电压的升值达到一定程度时就会对绝缘物质造成一定的破坏。电压通过绝缘子的表面,借助绝缘子两端的金具便会产生持续不断的电弧,产生的电弧在很大程度上都会致使绝缘子发生短路,最终形成闪络电压。在雷雨天气中发生闪络电压,便极有可能造成电力企业的重大经济损失。
1.3 关于架空送配电线路支撑物的相关分析
在架空送配电线路的工作中,支撑物始终发挥着重要的作用。支撑物是为电线提供支撑的物体,也是绝缘子与电线必须依托的支撑物体,一旦失去支撑物的支撑作用,将会对整个架空送配电线路造成极大的不利影响。另外,支撑物的组成部分通常包括木杆、铁柱、钢筋水泥杆以及铁塔等,这些重要的组成部分对架空送配电线路的正常工作都具有至关重要的作用。因此,在进行送配电的工作中,相关工作人员必须确保支撑物的各种规格都符合一定的标准,确保支撑物在进行送配电的过程中,不会出现严重的质量以及规格的问题,以免给架空送配电线路的工作造成不利的影响。
2 地下送配电线路
(1)在实际的生活中,地下送配电线路的应用也比较广发。经过实践的调查发现,在我国部分人口密度较高的城市,出于对安全、环境、经济、环保等因素的考虑,通常会选择使用地下送配电线路进行送配电的相关工作,而且这种趋势越来越明显。采用地下送配电线路进行工作,可以在保证人们正常的工作与生活的同时,促进城市经济的进一步发展。当前,地下送配电线路已经成为城市供电系统中的重要内容。从理论方面分析,地下送配电线路的相关工作与架空送配电线路的工作相比,具有很大的不同。而且相比较而言,城市使用放射状方式的地下送配电线路的方式较为普遍。在地下送配电线路的使用中,还有环状、多端子、点式网络等方式,每一种方式都有其独特的特点,我们可以在结合电力发展的实际状况的基础之上,选择适合的方式进行送配电的相关工作。地下送配电线路的发展,是城市经济发展不可或缺的力量。因此,在进行地下送配电线路的相关工作时,必须充分考虑影响其正常发挥作用的所有因素,力争将其发展中的不利因素造成的影响降至最低。
(2)在地下送配电线路的工作中,最为重要的是电力电缆的工作环节。一般情况下,电缆的基本构造都是采用载流芯线、金属保护层、绝缘体等构成。在选择电缆的时候,必须注意电缆的相关规格说明,确保电缆的质量。同时注意尽量选择电缆本体规格较高的电缆,因为电缆本体性能良好,能够保证电流均匀的分布,减小电缆导线间同步运行的自感抗阻,在一定程度上可以达到节约电能、降低单耗的目的。同时,导线之间的摩擦力较小,就会增强电缆线的稳固性,减少电缆线出现断股的情况,提高电缆线的使用寿命,节约电力系统的投资成本,促使其经济效益的不断提高。通过不断的实践活动,我们逐渐总结出,在22-33kV中,SL电缆的应用比较多,因为SL电缆的电气绝缘性能、机械性能都是非常好的。而在22-77kV中,通常是选择CV 电缆进行送配电工作。CV 电缆不但绝缘性能良好,而且介质的损耗相对较小、机械程度高、质地较轻。在进行地下送配电线路的工作时,只有在结合当地的电力系统的运行状况的基础上,才能选出最优的技术方案进行工作。城市电力系统是一项相对复杂的工程,不仅关系着人们的日常生活,对整个社会的经济发展都具有重要的现实意义。
3 总结
随着社会经济的快速发展,电力系统的发展水平有了很大的提高。近几年,架空和地下送配电线路的发展,成为社会公众关注的热点问题。架空和地下送配电线路的发展,不但为人们的生产生活带来了极大的便利,同时也促进了社会经济的发展。在实际的工作中,为了进一步满足社会对电力的有效需求,面对复杂的电力系统工作,我们必须重视电力系统中架空和地下送配电线路等的发展工作,以及更加积极的探索其相关内容,促进架空和地下送配电线路更好的发展下去,提高电力系统的整体运行状态,使之为我国社会经济的发展作出一定的贡献。
参考文献:
[1]川良春,赵西亮.中国电力行业的改革与发展[M].北京:中国电力出版社,2000.
[2]植芝豹.柳州电网输电线路防雷研究与实践[D].广西大学,2005.
关键词:载流量;电压损失;经济电流;密度;敷设方式
进入二十一世纪以来,我国经济发展带动了电气行业的飞速发展,尤其是该行业中所存在的规范和相关标准已经逐渐的完善起来,对于该行业中所涉及到的导体材料、截面等方面的设计选择也进行了更为严格的规定。特别是建筑物体在进行低电压配电线路设计的过程中,人们必须要周密的考虑到建筑内部线路所产生的总电流,依据既定设计的各项数据来作为导体选择的一个重要标准,但是仅仅依靠这种方法,还存在着一定的不全面性。下文主要针对建筑电气低压配电设计过程中的导体选择进行了深入的探讨。
1、载流量
线路导体的载流量通常指导体的选择导线、电缆的截面,也称为导体发热条件、电缆的截面。当导体中通过电流时会产生一定热量,使导体温度增加,因此在选择导体时应满足导线和电缆的绝缘介质能够承受导体发热的热量,不至于加速绝缘体老化和烧坏绝缘体。导线及电缆的发热条件主要由导线和电缆工作环境及通过电流量的大小决定,可通过采取措施对导线允许的载流量进行调控和改变。
2、电压损失
电能在通过输电线路时,会在导体流通过程中出现电能和电压损失的现象,因此在选择导线和电缆截面时应采用国家标准允许的电能电压损失范围。
3、经济电流密度
一直以来,我国都倡导勤俭节约,其中所涉及到的能源节约政策就针对有色贵金属的使用进行了一定的节约引导。但在实际选择的过程中,其节约的标准必须是要在保证安全性,符合安全标准的基础上来进行的,这两者之间存在着互相制衡的关系。所以,为了能够较为有效的避免对有色金属的浪费,又要保证导线自身的相关标准能够符合使用的要求,让导线的寿命和经济性都得到极大的加强,通常情况下,人们都是直接按照导线所需要使用的电流环境,也就是电流的密度来决定导线实际需要的截面大小,以此来避免导线和浪费,并且保证导线自身所具有的安全性。
4、机械强度
对于导线自身来说,导线的机械强度直接影响到了导线的寿命。例如导线自身的截面大小过细时,其自身所具有的机械强度拉应力必然较为脆弱,尤其是外部力量施加到脆弱的导线之上后,导线自身无法承受,就会促使导线出现损坏或者断裂的现象。所以,在进行导体选择的过程中,要根据导体所使用的环境来选择合适的机械强度,最大限度的避免环境因素对于导线所带来的危害,此外,导体在进行选择的过程中,不仅要根据环境因素来抉择,还应当保持较高的安全标准,不能低于相关设计规范的标准。
5、敷设方式
布线系统载流量国家标准GB/T16895.15―2002电气装置第5部分:电气设备的选择和安装规范中明确划分了电线、电缆的A1、A2、B1、B2、C、D、E、F、G。在这九种方式中,均是以B1为参考,与其成系数关系。按照B1敷设方式下提供的450/750V型聚氯乙烯绝缘电缆穿管载流量数据可知其与国家建筑标准设计图集04DX101-1《建筑电气常用数据》中BV绝缘敷设在明敷导管内的载流量近似相同。
6、电线电缆类型的选择
电线电缆可分为无绝缘导线、绝缘导线、耐热导线、屏蔽导线、控制导线和通信导线等。常有的绝缘电线有以下几种:聚氯乙烯绝缘电线、聚氯乙烯绝缘软线、橡皮绝缘电线、电力和照明用聚氯乙烯绝缘软线等。在选用电线电缆时,一般要注意电线电缆导体材料、电力电缆绝缘水平、绝缘材料及外护层、导体截面的选择。
(1)电线电缆截面的选择
配电技术人员在进行电线电缆的截面型号选择过程中,并不是单纯根据电线电缆自身的相关数据来进行选择,而是要根据导体实际需要使用的环境和机械所需要的相关标准来进行确定。所以,配电技术人员在进行导体选择的过程中,应当要科学合理的对电源接地形式进行设计,并且要按照电缆自身的负荷大小来决定所需要选择的导体类型。
(2)电力电缆缆芯截面选择的基本要求确定电线电缆的使用规格(导体截面)时,一般应考虑电线电缆温升、电压损失、经济电流密度、机械强度和短路热稳定等。根据经验;低压动力线因其负荷电流较大,故一般先按发热条件选择截面,然后验算其电压损失、短路热稳定性和机械强度;低压照明线因其对电压水平要求较高,可先按允许电压损失条件选择截面,再验算发热条件和机械强度。
7、电缆的分类与对比
一般情况下电缆在不同的使用条件下,就必须要采用不同的电缆形式,而电缆最容易出现的问题便是燃烧现象,所以,目前对电缆的分级都是按照电缆耐火程度来进行分级,可以分为矿物绝缘电缆、阻燃电缆、耐火电缆、普通电缆。在电缆铺设的过程中,如果使用阻燃电缆来进行设计,那么就必须要完全确认电缆的相关产品质量已经完全符合阻燃的等级。一般情况下,在进行电缆阻燃级别确定的过程中,都是依据同一电缆等级之下其内部非金属物质的含量来进行确定的。
8、国家及行业标准对消防线缆的选用原则
目前国家有关规范对消防配电线缆选择的规定有《电力工程电缆设计规范》GB50217―1994的第7.0.1条,其中规定:“对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集场所,应有适当的阻火分隔,并按工程重要性、火灾几率及其特点和经济合理等因素,确定采取下列安全措施。①实施阻燃防护或阻止延燃;②选用具有难燃性的电缆;③实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。”此外还有《民用建筑电气设计规范(JGJ/T16―92)》的第24.8.2条,其中规定:“超高层建筑内的电力、照明、自控等线路应采用阻燃型电线和电缆;但重要消防设备的供电回路宜采用耐火型电缆一类高、低层建筑内的电力、照明、自控等线路宜采用阻燃型电线和电缆,但重要消防设备的供电回路,有条件时可采用耐火型电缆或采用其他防火措施以达耐火配线要求。
9、结束语
综上所述,电线电缆等导体从本质上来说与我们的生活息息相关,其安装的质量和种类的选择,直接影响到了居民的日常生活,而电缆、电线等相关导体材料在进行敷设的过程中,必须要充分的考虑到其线缆自身的实际使用环境以及所连接的电源负荷等方面的因素,利用用电安全、低耗能来作为导体选择的一个基本因素,对电缆种类和截面等方面的信息进行选择,最大限度的保证用电安全性。■
参考文献
[1] 宋东先. 建筑电气设计中的节能措施[J]. 甘肃科技. 2009(19)