时间:2023-05-31 09:11:15
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篇发热电缆,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。
Abstract:Lane snow, Ice on roads and safety bring serious influence,and the current chemical deicing method has many side effects: erosion surface, corrosion to pipeline, corroded steel bar, the destruction of the ecological environment, building form by Lane restrictions, chemical deicing and snow melting method is not suitable for. Thermodynamic heating cable method, has the advantages of safety, durability, environmental protection and other advantages, is a very good solution to the problem such as snow ice lane, but in engineering design and construction, there is no relevant standards and norms, good system construction, cannot simply copy the electrical specifications.
Key-words:Heating cable, snow, ice, system
中图分类号:TM247文献标识码:A 文章编号:
一、引言
北方地区冬季一般有5-6个月,黑龙江、吉林、内蒙古、新疆等省份个别地区甚至可以长达8个月,每年都有几次较大降雪过程,给人民生产生活、交通及交通安全都带来很大影响。道路积雪结冰问题越来越引起各级部门、建设单位及设计的关注和重视。根据北京气象资料显示,北京每年平均降雪量为8.4毫米,2010年1月2日,北京普降大雪,降雪量普遍有4至8毫米,部分地区出现10至18毫米的暴雪,北京大部地区积雪深度10至20厘米,昌平和门头沟积雪深度达33.2厘米,日降雪量均突破了1951年以来的1月份历史极值。冬季的降雪,经行人踩踏、车辆碾压就会变成坚硬的冰雪路面,积雪融化后还会结冰,对交通安全带来了很大影响。而建筑物汽车出入的车道,往往是更易发生交通意外的拐弯、上下坡处,解决车道积雪问题,选用适用、 经济、 高效、 环保的方法快速、安全除雪化冰,对行车安全具有重要意义。
二、车道融雪化冰方法选择
某办公楼车道位于D-G/20-22轴,坡度达10%,要做到及时、有效、安全除雪化冰,主要有以下几种方法.
1 人工清除法和机械清除法
人工清除法劳动强度大、效率低,这种传统的除雪方法是雪停后才开始除雪,实际上在降雪过程中路面积雪经车辆碾压已被压实形成冰雪路面,对车道这种车辆经常出入道路不适用。机械清除法的除雪方式主要有摆锤旋转击打式、往复冲击振动式、旋转铣削式、楔铲式等,这种除雪设备制造成本较高,除净率低,工作效率低,功率消耗非常大,使用效果不理想,而且受制于车道建筑形式,车道一般空间有限、清扫面积小,除雪设备一般无法使用,较人工清除法更加不经济。
2 融化法
2.1 化学融化法
目前广泛采用的化学融化法,也就是撒盐或者其他化合物,会造成很多负面作用,如:侵蚀路面、腐蚀管道、锈蚀钢筋,破坏生态环境。据统计,每年冬季除雪撒盐造成道路损坏较不撒盐上升2倍,北京市 2002 年 12 月 15 日-23 日不到 10 天时间就使用融雪剂七千吨,2003 年上半年,北京城区 51 条道路和绿地 37 万株绿篱受害枯死, 约占全市绿篱 5%-10%, 草地受害三十多万平方米,几万株灌木和乔木枯死,直接经济损失近千万元。 长期大量使用化学融化法除雪,除对植物的损害外对水源的影响 也很大,含有大量融雪剂的残雪最终会通过各种渠道进入江 河或地下,造成水体污染,这种污染的持续时间更长,影响范围更广。因此,化学融化法除雪应严格控制,合理使用, 用量越少越好。从未来发展趋势看,融雪剂的使用将会受到越来越严格的限制,使用量及使用范围将非常有限。
2.2 热融化法
热融化法原理简单而且不会造成污染,成为车道融雪化冰的主要措施。主要方法有地热管法、太阳能蓄热系统、导电混凝土、发热电缆敷设等方法。地热管法受制于热源,且安装复杂、影响路面;太阳能蓄热系统成本过高;导电混凝土工艺复杂、价格昂贵、控制繁琐,且在电压控制技术上存在问题;使这几种融雪技术在实际工程中的应用受到限制。由于发热电缆具有安全、耐用、环保等优点,是一种安全可靠的融雪化冰的方法。针对以上综合分析,本工程车道采用的是耐克森低温辐射发热电缆。
三、系统概述
1 低温辐射发热电缆特点
低温辐射发热电缆是一种通电后能发热的电缆,辐射供暖分为高温、中温、低温。其中加热时表面温度不超过70℃的称为低温辐射,低温辐射发热电缆工作时表面最高温度为60-65℃,并且大部分能量以辐射方式传递,因此称为低温辐射发热电缆。耐克森公司发热电缆由导热体(实芯电阻线),XLPE0.7mm的绝缘层,接地导线,铝屏蔽护网,0.8mm蓝色PVC外表皮构成,因有绝缘层和PVC外皮的双层保护,系统还设有漏电保护装置,所以不会漏电。整根电缆的接地线将电流导入大地,因此使用起来非常安全。低温辐射发热电缆的辐射辐射性能好,节能省电,发热电缆磁场强度最大为0.7μT,为国家标准规定的0.7%,工频电场最高为2.4V/m,为国家标准规定的0.6%。国家标准文件(HJ/T24-1998)中规定:地面磁场强度为80A/m(100μT),工频电场为4KV/m,且不含对人体有害射线,严格区别于核辐射、电磁干扰辐射等情况。
低温辐射发热电缆供暖具有使环境温度均匀、清洁、舒适的特点,它不只是单纯加热空气,而是使人体和周围密实物体首先吸收热量,温度升高,从而减少了对人体的冷辐射;而且没有传统供暖因空气对流引起的室内浮尘。发热电缆在欧美等发达国家有60-70年的成熟技术,他们的应用事实证明该产品的耐温、防潮、耐压及抗老化性能优良,能够做到正常使用50年以上。而且由于地面被作为传热的散热面,因此地面装饰层的材料难免会对采暖效果产生负面影响:
2 系统简介
发热电缆地面辐射供暖系统是以电力为能源,用发热电缆为发热体,将100%的电能转换为热能,通过地面以低温热辐射的形式,把热量地面。耐克森发热电缆地面辐射供暖系统的工作原理是发热电缆通电后,其工作温度为40℃-65℃,通过地面作为散热面,通过少部分对流换热加热周围空气的同时,以大部分的方式与四周的围护结构、物体、人体进行辐射换热,围护结构、物体和人体吸收了辐射热后,其表面的温度升高,从而达到提高并保持温度的目的。发热电缆地面辐射供暖系统的辐射换热量约占总换热量的60%以上。 通过铺设于地板上的地温探头或温控器内的温度探头,由温控器控制温度。当温度达到设定值后,温控器开始动作,断开通向发热电缆的电源,发热电缆停止加热,当温度低于温控器设定值时,温控器又开始启动,接通通向发热电缆的电源,发热电缆开始加热,这样重复运转。
3 系统架构
系统由三个主要部件组成:耐克森发热电缆、温控装置、地面。这些部件共同运行,构成一个能够提供舒适、安全的供暖系统。
温控装置为温控箱集中控制系统,用于设定、控制室内温度。根据实际需要,通过温控器随时调节温度,并且保持恒定,是节约运行费用的主要设备,地温探测器探测数据为主要依据并辅以室温探测器探测数据来进行系统启动或停止。用户可根据需要在10℃~30℃温度范围内任意设置需要的温度。
四、施工工艺
1 施工准备
1.1 施工现场应具备以下条件
(1)建筑物湿作业均已完成,并充分干燥;
(2)电源配电安装完毕,各回路电源管线预留工程结束;坡道内侧壁面化雪电源及温湿度探测器管线预留施工完毕;且其他电气管线工程施工完毕;
(3)现场的杂物,特别是地板上的铁丝,钢筋头等金属杂物已清除;
(4)地板的平整度符合国家有关施工及验收规范的要求.
1.2 工具准备
2.1 挤塑板安装
(1)将挤塑板平铺在坡道地面上,接口平直且间隙不得大于5毫米,挤塑板用钢钉固定在地面上;
(2)每40平米安装膨胀缝;
(3) 坡道周边垂直方向做50mm预留。
2.2放射膜安装
(1)将地暖专用反射膜平铺在挤塑板之上,用胶带粘接;
(2) 反射膜的铺设应平整,连续。
2.3金属丝网安装
(1) 将金属丝网平铺在挤塑板之上,用绑扎带固定;
(2) 金属丝网的铺设应平整,连续。
2.4 发热电缆的安装
(1)测试发热电缆的绝缘电阻,绝缘电阻应符合产品说明的电阻值,发热电缆按图纸要求铺设在金属丝网上,用塑料绑扎带固定在丝网上;
(2)保持电缆平直,距离均匀,最小距离不得小于35毫米,弯曲半径不得小于电缆直径的6倍;
(3)发热电缆不得重叠安装及压入保温材料中;
(4)测试发热电缆的直流电阻应满足相关生产标准;测试电缆绝缘电阻应与产品型号电阻上下浮动不超过10%;
(5) 发热电缆与墙面距离至少有15厘米间距,图纸有距离要求按照图纸施工;
(6)发热电缆铺设分成4个区铺设,每个区域的发热电缆冷引线引入坡道侧壁预留的电源接线盒内;
(7) 电缆铺装完毕,浇铸砂浆前后均做绝缘测试,绝缘电阻应应与产品型号电阻上下浮动不超过10%。
系统安装结构示意图:
2.5 温控箱的安装
(1)温控箱安置在坡道入口的车库工具间内,按照说明书安装温控器;
(2)坡道化雪专用温湿度传感器的传感线应穿管,探头放置在地面,应与坡道地面持平。
温湿度探测器必须于地面,直接探测环境温湿度,才能为系统的自动启动停止提供依据;探头的安装需与地面层施工同时进行。
2.6 通电测试
(1)系统安装测试完毕后方可进行通电测试;
(2) 调节温度控制器,检查系统运行情况;
(3)如发现漏电现象,仔细检查是配电原因或电缆原因。
3 建立工程档案
3.1 记录每根发热电缆的直流电阻及绝缘电阻的测试情况,包括安装前,安装后,浇铸砂浆前,浇铸砂浆后及通电测试前;
3.2 填写工程检查记录;
3.3 填写工程档案表格;
3.4 整理各种工程验收材料及器材的产品合格证;
3.5 做好质量验收交接工作,填写交接记录。
六、验收标准
1 系统施工应按照设计图纸进行,当修改设计时,应经原设计部门同意后,方可进行;
2 采用的器材及其运输,保管方式应符合国家现行标准的有关规定,当对产品有特殊要求时,应符合产品技术文件的规定;
3 当器材到达现场后,应按下列要求进行检查:
3.1技术文件应齐全;
3.2型号,规格及外观质量应符合设计要求和本规范的规定;
3.3系统安装工程施工中的安全技术措施应符合本规范及国家现行标准及产品技术文件的规定;
4 系统安装时应满足下列尺寸要求
4.1 电缆之间最小间距不得小于35mm;
4.2 电缆的弯曲半径不得小于电缆直径的5倍;
4.3 电缆与墙面的距离至少保持150mm;
5 每40平方米应预留膨胀缝;
6 系统所用主,辅材料应符合相关生产技术标准及施工要求的规定;
7 温湿度探测器安装在地面上,探测器上口不应有填充物,端正并找平地面;
8 电缆平直间距均匀,不得有重叠;
9 工程交接验收时应检查的项目:
9.1电缆的铺设外观平直,距离均匀,无交叉;
9.2各种规定的间距;
9.3电缆固定是否牢固,布局与设计是否相符;
9.4检查部分回路的直流电阻及绝缘电阻;
9.5系统的漏电保护装置及接地;
10 工程交接验收时,应提交下列技术资料和文件:
10.1系统的竣工图;
10.2设计变更的证明文件;
10.3安装测试记录;
10.4各种试验记录;
10.5各种材料,设备等的合格证.
七、使用方法
1 首次运行:本系统尤其是每个采暖季的头几天,将消耗较多的电能,这并不意味着系统运行费用将会非常高。请等待系统达到平衡时再估算运行费用。对新竣工项目,为保证混凝土的使用寿命,需等待地面自然干燥(一般需28天)后再使用,并先用较低的温度预热。
2 系统初次使用时,按照温控器使用说明书将温控器开关打开,将温度值设置在较低温度处,使发热电缆供暖系统开始运行,然后逐步通过调整温度数值达到设计温度(一般为18℃-20℃〕。尤其需要注意的是:不要在初次开启系统时就将温度设置在高温处。
3 日常操作:操作简便是融雪化冰系统众多优点之一。当您需要采暖时,只需将温控器的开关打开,系统就会自动按照您的设定开始自动运行。当您离开或不需要采暖时,可以将温空器温度调整到10―15℃之间。
4 使用注意事项:
4.1发热电缆地面辐射供暖系统的设计安装依据是计算热负荷,因此与围护结构、地面装饰材料等均密切相关。因此当方案与设计确定后,请不要随意改动房屋的原定围护结构、地面装修等做法。
4.2将温控器设在非常高的温度上并不会使地面很快地温暖起来,设定在您所需要的温度即可。
4.3温控器安装在门上,周围不要有热源体。
4.4不要用家具遮挡温空器。
4.5不要随意晃动温空器,以免对温空器接线处造成破坏。
4.6如果长时间没人不使用,可将温控器调到5-10℃,以更加省电。如长时间关闭系统再次启动,升温时间会较长。
八、常见问题及解决办法
1 温控器控制温度不精确
故障原因:检查温控器是否被遮挡或周围有无冷热源。
2 温控器不工作或指示灯不亮
故障原因:检查接线端子接触是否良好。开关电源是否打开。
3 发热电缆不工作故障原因:发生短路,断路或电缆被打断。
如遇到以上故障或原因不明,用户不可自行维修,请及时与安装公司取得联系,由安装公司派专业人员进行维修。
融雪化冰系统一般无需维护,但需要避免以下人为损坏,以保证系统正常运行:
3.1禁止在铺设了发热电缆的地板上乱钉钉子、钻孔,以免打破电缆,造成漏电。
3.2禁止私自拆改发热电缆和相关配电系统。
3.3在安装提脚板或其他墙面装饰物时,不许在温控器垂直至地面这一段及其附近打木楔、钉钉子或剔凿,以免打断冷引线。
九、结论
在寒冷的冬季,发热电缆技术的应用,不仅安全、快捷地解决了冰雪对车道道面带来的各种问题,而且此办法对车道路面结构及周边环境基本上没有破坏作用、消除了其他方法带来的负面影响,保证了了冬季车道行车安全,同时还满足了绿化环保的要求。
参考文献:
[1]电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB50169-2006)
[2]建筑电气工程施工质量验收规范(GB50303-2002)
[3]城市轨道交通线网规划编制标准(GB/T50546-2009)
作者简介:
关键词:复合金属导体;隐式接头焊接;防腐耐油;弹簧式;发热软电缆
中图分类号:TM24 文献标识码:A
引言
发热电缆广泛应用在建筑、石化、石油等领域。尤其建筑采暖市场发展迅速,我国年需求将超过50亿元人民币。目前,普通发热电缆生产工艺已经成熟,但普通的发热电缆却在某些特殊场合不能满足使用要求,如油污等恶劣环境及防腐蚀、耐高低温等场合。普通发热电缆易腐蚀老化开裂,降低了电缆的使用寿命,影响正常生产生活活动,同时造成一定的经济损失。新研制的防腐耐油发热软电缆具有安装维护方便、节能环保、安全可靠、用途广泛等特点,同时具备柔软、防腐、耐油、耐高低温等多项优越性能。产品符合国家环保要求和发展方向,属新型环保类电缆高新技术产品。
1 电缆结构设计
防腐耐油发热软电缆其结构特征是:该电缆导体选用电阻率永久恒定的铜镍合金和镍铬合金作为发热体,发热体是发热电缆的核心,即使发热电缆在恶劣的环境中工作(-60℃~180℃),也应保证其有效的加热功能。内绝缘选用PTFE氟塑料,该种材料是有机物中电气性能、机械性能、耐寒耐热性能最佳塑料。该种PTFE绝缘材料的使用,能大大降低外绝缘交联聚烯烃的表面温度,使外绝缘层能够保持在正常的温度内工作,确保外绝缘料性能不受影响。在冷热线接头处采用PTFE氟塑料挤包,且挤包长度向外延伸3~4cm。因存在冷热接头,其所处部位电阻通常要高于正常值,产生的热量和温度也高。采用在冷热线接头处PTFE氟塑料绝缘向外延伸方法,就是要保证此处有良好的电气性能和机械性能。外绝缘层采用绝缘性能优、耐热性能好的交联型聚烯烃材料,以满足电缆的绝缘性能和耐高低性能。屏蔽采用双层铝塑复合带纵包结构,使屏蔽覆盖率达100%,同时在铝塑复合带屏蔽层下增设镀锡铜丝引流线,可有效将电磁场引入大地,实现良好的抗电磁干扰能力。护套采用耐热180度的抗拉撕硅橡胶材料,可使电缆具有优良的防腐、耐油特性,也可有效保护电缆线芯同时增加了电缆的散热面积。
2 科学技术路线
2.1 发热电缆导体选择
根据国家标准《GB/T20841―2007额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆》规定:发热电缆直径不得小于6mm,因此本发热电缆设计导体直径为6.5±0.3mm,同时导体采用新型的复合金属发热材料,由多股合金材料绞合而成,其具有抗拉强度高(70N/mm2)、电阻率低、柔软性好、接触电阻低、可焊性好等优点。
2.2 耐高温指标
原创性地将导热功能引人高分子绝缘材料,将绝缘材料的导热率提高了10倍,使高分子材料的热老化温度下降了近60℃,从而成倍地提高了发热电缆的使用寿命、热效率和升温速率。《GB/T20841―2007额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆》标准规定:发热电缆的导体线芯最高工作温度为90℃,电缆护套最高工作温度为65℃。而新研发的防腐耐油发热软电缆新产品导体采用合金导体,绝缘选用PTFE氟塑料和交联聚烯烃材料,其线芯最高工作温度可达150℃。护套采用硅橡胶材料,可使电缆耐环境温度最高达180℃。电缆绝缘和护套材料的耐高温指标均超过国家标准,其目的是:保证发热电缆可在高温环境中长期使用而不发生故障。我公司作比对试验发现:新型的防腐耐油发热软电缆可经150℃工作温度,180天不间断加热试验,电缆仍完好无损;而普通发热电缆在同等条件下,通电加热23天后便出现故障停止加热。
2.3 发热电缆组成及工作原理
组成:分户电表配电装置温控器发热电缆向地面供暖。
工作原理:发热电缆通电后产生热量,其温度一般可控制在50℃~60℃,热量通过热传导方式向周围的水泥、地砖传热,其传导热量约占电缆发热量的70%;同时发热电缆在通电后,还会产生7~10微米的远红外向空间辐射,这部分热量约占电缆发热量的30%,因此电缆供暖效果良好利用率高,热效率几乎无损耗。
3 产品试验设计
3.1 弯曲性能
防腐耐油发热软电缆采用弹簧式制造技术,有效地提高了电缆的柔软度,从而避免由于地面高度落差而造成对电缆敷设及产品性能的影响。
3.2 耐温和耐高频性能
一般来说绝缘层的质量好坏直接影响到发热电缆的寿命,电缆绝缘材质的改进,提高了电缆的耐寒性、耐热性能,使电缆可在-60℃~+180℃范围内正常工作;电缆的耐高频性能:在50赫到1000赫广阔的超高频范围内,耐高频性能几乎不变,产品优于市场上销售的任何发热电缆。
3.3 防腐耐油性能
护套材料采用具有优异的耐腐蚀、耐高低温的硅橡胶材料,既能满足电缆的耐高低温性能,又能满足其在恶劣环境中长期使用。在酸碱液类型(HCL、NaOH标准溶液)1mol(168h)的试验条件下:抗张强度变化率小于±30%,为14%;断裂伸长率≥100%,为180%。
4 试制中存在的问题及解决方案
在试制过程中我们遇到了一些技术上的关键性问题,针对问题我们逐一分析、研究与突破,主要有以下几点:
4.1 原有外护套的存在散热效果不好、易老化问题
我们根据新研制的产品特点,采用了目前橡胶中最好的硅橡胶材料,用它作为电缆的护套,它具有:良好的导热、散热、粘接性能;固化速度快,对金属有良好的附着力且无腐蚀;长期使用不会脱落,不会产生接触缝隙而降低散热效果;卓越的耐高低性能、耐老化性能、电绝缘性能和优异的防潮、防腐、耐油、耐电晕性能,可满足电缆的使用要求。
4.2 发热时电磁辐射问题
由于发热电缆一般用于人员较为密集的场所,而电缆在通电发热过程中,会产生电磁辐射(电磁辐射超过100微特斯拉对人身健康产生影响)。因此我们采用双层铝塑复合带和镀锡铜丝引流线屏蔽结构,有效地将电磁场屏蔽在缆芯内防止向周围扩散,且通过增设镀锡铜丝引流线,可将电磁场引入大地,使电缆屏蔽层与大地形成等电位端,使电缆产生的电磁辐射不超过20微特斯拉,避免了电磁辐射对人身的伤害。
4.3 冷热丝接头问题
目前市场上发热电缆大部分都采用冷接方法(冷、热线用机械压接的方式处理)。电缆在长期的运行中,发热部分与冷引线部份的接触点会因为接触不良而形成较大电阻,在接头部分产生高温,最终在接头处烧坏。冷接头就像家里用的电炉一样,电炉丝是很少被烧断的,而电炉丝与电源的接头就经常出现问题。而本新型的防腐耐油发热软电缆,采用隐式接头焊接方法(一种小直径金属丝对接方法),将发热丝与冷引线熔为一体,可有效避免发热丝因冷热变换而引起的接触不良现象,同时避免了冷热丝间焊接不牢、分层现象,提高了发热电缆的安全性和可靠性,从而延长了发热电缆的使用寿命。
5 产品主要性能指标
研制的防腐耐油发热软电缆,经上海电缆研究所国家电线电缆质量监督检验中心检测,各项性能符合或超过国内外相关产品的规定,同时满足使用要求。电缆具备了优良的电发热性能和优越的防腐耐油特性,其主要性能指标如下:
A.电缆具有较强的耐弯曲性能,最小弯曲半径可达4D。
B.电缆产品芯线为具有正电阻温度系数的金属合金丝组成,线性额定功率为20w/m,且产品绝缘电阻大于500MΩ・km。
C.电缆可在-60℃~+180℃温度和恶劣的环境中长期工作,防腐耐油耐高低温性能优异。
D.电缆燃烧时发烟量少,不含有卤素,不产生有毒有害气体和腐蚀性气体。
E.电缆不含有铅等重金属,不污染土壤,可以重复利用,再生性强。
结语
防腐耐油发热软电缆的使用场所广泛,既可在普通场合作供暖使用,也可用于防腐、耐油、耐高低温等特殊场合,同时也可作为石油、化工企业储油设备防冻伴热用。产品安装简单,维护费用低,有良好的经济效益和社会效益。本产品采用零排放、无污染的绿色环保的供暖方式,有利于国家环保,符合国家产业政策。产品已获国家实用新型专利证书(专利号:ZL2012 20038198.9)。
参考文献
[1]GB/T20841―2007,额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆[S].
[2]王卫东.高温加热电缆结构设计[J].河南机电高等专科学校校报,2011,19(01):7-9.
关键词:地暖电缆;发热金属丝;绝缘材料;屏蔽层;护套
中图分类号:TU832
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)15-0018-03
1 设计原理
1.1 定义
所谓地暖电缆就是指单芯无磁场发热电缆或双芯无磁场发热电缆,按照设计要求,安装在地面下,通电后电缆发热,使相应局部空间温度上升的电缆。
1.2 工作原理
地暖电缆的工作原理其实很简单,与水暖地暖的工作原理基本一致。不同点是:水暖地暖的发热原理采用的是管道中的热水。而地热电缆的发热原理是,电缆中金属丝通电后发热,然后将产生的热量传导到蓄热层,促使相应的局部空间温度上升。结合加热空间的大小,对金属丝的选型是一个重要环节,根据不同的加热空间要选用不同规格的发热合金丝;还有就是冷线(导线)和发热线的联接头非常重要,联接头做的好坏直接影响地暖电缆的质量。
1.3 基本特点
地暖电缆具有发热快、占用房间高度空间少、适用范围广、智能控温、寿命长、免维护、环保的特点。
1.4 安全性
电缆的金属屏蔽层,可有效的阻止电磁辐射,保护用户的安全使用。发热金属丝采用热稳定性较高的合金丝,绝缘和护套同样为稳定性较好的交联聚乙烯绝缘料和聚乙烯护套料,寿命可达30年
以上。
1.5 设计原理
1.5.1 结构
地暖电缆的结构是由其基本特点(发热快、占用房间高度空间少、适用范围广、智能控温、寿命长、免维护、环保)和安全性(防电磁辐射、寿命)所决定的。电缆由外至内的结构为:外护套、金属屏蔽(引流线)、绝缘、发热金属丝。
1.5.2 发热金属丝的选型
根据地暖电缆的特点,在选用发热金属丝材料时,要求结合加热空间的大小,选择有合适电阻率的金属丝,使其在工频220V电压下,满足单位长度设计的额定功率。
如果电阻率不合适,过大或过小,则加热电缆的长度就会很短或很长;或者说发热金属丝就会很粗或很细,这样就会给制造加工和使用安装造成困难。除此之外,对发热金属丝的熔点要求比较高,不能发热了就熔化了;同时在温度较高时,发热金属丝的化学稳定性要比较高,不能很快就氧化而缩短寿命。在电压一定时,随着温度的升高,发热合金丝的电阻会增大,功率是会有些下降的。当发热与散热达到平衡时,温度就会稳定下来。电阻丝的功率,由材料(电阻率)、电阻丝的粗细、长度来决定。如果是同一种材料,电阻丝越长、越细,电阻也就越大,功率就越小。发热金属丝的工作温度,在地暖电缆产品设计时,就确定好了。比如,地暖电缆设计工作温度只有几十度,根据房间的面积、散热情况来选定发热合金丝的单位长度的额定功率。如果使用中改变了使用条件,如将单位长度的额定功率增加一倍,造成地暖电缆散热不畅,就很容易引起地暖电缆的故障。地暖电缆温度控制,需要用功率和热能的转换公式来计算。
电功率公式:P=W/t=电功/时间
电功公式:W=UIt=电压*电流*时间
焦耳定律公式:Q=I2×Rt或热功率P=I2×R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律与电功公式W=UIt适用于任何元件及发热的计算,只有在纯电阻电路中才可用Q=W=UIt=I2Rt=(U2/R)×t。
热量与温度之间是有一定关联的,单位质量的某种物质,温度降低1℃或升高1℃所吸收或放出的热量,叫做这种物质的比热容简称比热。单位:KJ/(kg.℃)根据以上阐述,经反复研究、试验,我们决定采用镍铬合金丝、铜镍合金丝作为地暖电缆的发热金属丝。
1.5.3 绝缘材料的选用
地暖电缆的绝缘材料是由它的安全性和寿命决定的。聚乙烯受到高能射线或交联剂的作用,在一定条件下能从线型分子结构转变成体型三维结构,同时由热塑性塑料转变成不溶不熔的热固性塑料。交联聚乙烯与热塑性聚乙烯比较,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。所以使用交联聚乙烯可使电缆的长期工作温度从70℃提高到90℃,特殊配方的交联聚乙烯,长期工作温度可达125℃和150℃。根据以上众多优越性我们选择交联聚乙烯作为地暖电缆的绝缘材料。
1.5.4 屏蔽层及护套材料的选用
地暖电缆的屏蔽层起电磁屏蔽的作用。电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播,即对电磁能流起到反射、吸收和引导作用。研制地暖电缆时,首先应该考虑地暖电缆作为干扰源产生电磁干扰和电磁辐射对人体或周围电子仪器的危害。一方面,电磁辐射会影响人们的身体健康,另一方面会对周围的电子仪器设备造成严重干扰,使它们的工作程序发生紊乱;为防止电磁辐射造成的干扰与危害,我们采用具有高导电和高导磁性能的金属复合带作为电磁屏蔽材料,并以纵包的方式将地暖电缆产生的电磁干扰屏蔽掉,同时为了更有效的抑制干扰,增强地暖电缆的安全性和可靠性,我们在金属复合带纵包的同时纵放具有高导电性能的镀锡铜丝作为接地引流线,有效地避免地暖电缆作为干扰源造成的危害。地暖电缆的护套材料同样是由它的安全性和寿命决定的。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130℃,相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220℃~26℃。鉴于高密度聚乙烯具有上述的优良特性,我们将它作为地暖电缆护套材料的首选。
2 制造的工艺要点
2.1 工艺流程
发热合金丝绞合—绝缘挤出—绝缘线芯蒸煮(一步法硅烷交联料不需要蒸煮)—接地屏蔽护套联合挤出—成品试验—入库。
2.2 绝缘层挤包
在硅烷交联聚乙烯的生产工艺中应注意以下几个方面:
防止杂质混入。绝缘材料从储存处到加入挤出机的清洁度,对绝缘层的加工质量起着至关重要的作用。电缆的击穿场强,很大程度上取决于对材料清洁度所采取的预防措施。如果加工过程中绝缘材料混入杂质,则会引起电缆绝缘的击穿;防止材料在挤出机或机头内停滞时间过长。在挤出机和机头的连接区,在机头的流料腔中,应防止由于死角的存在而使材料停滞焦烧,焦烧产生的杂质,会使交联聚乙烯产生电树枝和电化树枝,从而引起电缆绝缘的击穿;在挤塑加工交联聚乙烯前,一般先用相容性的聚乙烯试运转,用以清洗螺杆,直到挤出系统稳定为止。挤塑结束后,必须再用聚乙烯清洗挤出机,以防止停机后硅烷交联聚乙烯凝结残留在挤出机内。当然最好的办法是擦拭机头和螺杆。
2.3 接地屏蔽、护套联合挤出
地暖电缆在接地屏蔽、护套联合挤出时,屏蔽用金属塑料复合带的质量是关键。首先根据地暖电缆设计要求的宽度,把金属塑料复合带分切成条,分切质量的好坏直接影响地暖电缆生产。复合带分切后应无刀痕、无荷叶边、端面平整,复合带放出来的时侯应该是平直的,这样,复合带在经过弯边模、初成型模、成型模和定径模过程中易于成型,搭盖处不易翘起,粘结良好,电缆的屏蔽及挤出后的外观效果好。反之则不然。
复合带的带面动摩檫系数对地暖生产工艺的影响是明显的,特别是铝塑复合带,因为它的机械强度、抗拉力、抗变形能力相对要小得多。实际工作中,除了工艺调整问题、故障或其他人为因素外,复合带本身过大的动摩擦系数往往是造成地暖电缆生产中铝塑复合带断带的主要原因。生产地暖电缆时采用带面摩擦系数小的复合带,复合带变形小、易成型,它带来的好处首先是不易断带,减少了断带的麻烦;其次是在工艺配合良好的情况下,可以明显提高生产线速度,即提高工作效率;最大的好处还是保证了地暖电缆的质量,同时对保证地暖电缆的安全使用和寿命有好处。单盘长度长的金属塑料复合带可以使地暖电缆生产时少接续,减少接续时的风险,减少废品率和提高生产效率;而单盘金属塑料复合带内无接头,则可以降低地暖电缆生产中断带的风险。
3 热线和冷线的连接头
地暖电缆的冷热线联接头分为外置式和内置式。我们采用的是外置式联接头。
内置式连接头是将冷线与发热线焊好后,使其在同一道工序中进行绝缘挤出,挤出后的绝缘线芯通过6000伏的高压检测,如果达不到耐压要求就会被击穿;地暖电缆生产工艺的特殊性,主要在发热线与冷线(导线)之间的接头不好处理上,接头工艺的好坏直接影响地暖电缆的运行寿命。发热线是合金丝,而冷线(导线)是铜,二者焊接需通过特殊工艺才能焊好,而且两种线的线径不同,轴心的对中需要很精密的夹具才能保证。接头处因焊接而产生应力集中,很容易使接头部位虚焊或产生气泡、裂纹等焊接不良。同时,发热线加热,而冷线不发热,二者之间的变形很大。发热电缆出现问题的部位很大程度上都是在接头部位出现的;外置式接头是将成圈的地暖电缆(热线),与加工好的导线(冷线)通过特殊工艺焊接起来,通常是将地暖电缆与导线分别剥离后,把合金丝和铜导体焊接在一起,处理好绝缘层,外屏蔽层同样接好,然后接头处用注塑的方式将接头处密封好,使其充分与地暖电缆和冷线结合,在此过程中,如果接头不慎很容易将导线接头与屏蔽层接头接在一起,造成屏蔽层带电,这样是非常危险的。另外,外面的塑料件如果注塑不好,在施工时很容易使接头进水,从而在接头处带电。
所以,针对外置式地暖电缆的热线和冷线接头技术首先抗拉力需在200牛顿以上;其次绝缘性测试,碱液加温到50摄氏度,接点完全震动浸泡4小时后,测绝缘电阻达500兆欧,耐压1800V一分种无闪烙;最后,接触电阻应为零欧姆。接头如有接触电阻,会导致接触点发热、绝缘层破裂或接触点出现打火,造成火灾或产生电腐蚀,从而熔断接触点。
4 结语
郑州电缆有限公司地暖电缆,已经通过省级鉴定,各项性能指标经国家电线电缆质量监督检测中心检测,符合企业标准要求,并且广泛应用在各个领域。
参考文献
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关健词:采暖;陶瓷砖;电热;地暖砖
1 引言
采暖陶瓷墙地砖是指具有室内采暖功能的陶瓷砖,一般可分为采暖地砖和采暖墙砖两大类。普通的陶瓷砖本身不能产生热量,它必须与一定的热源组合后才能通过自身被加热而具有对外辐射热量的功能。
与传统的取暖炉、暖风机、空调机、暖气片等采暖形式相比,采暖陶瓷砖供暖系统可使室内具有地面温度高,上层空间温度低,给人脚暖头凉的舒适感,也符合中医“温足凉顶”的理论,同时可以减轻室内空气干燥感,无噪音、无风速、无扬尘、无废气,保持室内干净、清洁,在潮湿地区可以防止各种风湿疾病,有助于健康,给人以一种清新温暖的良好感觉。
目前,市场上最多的是采暖陶瓷地砖,其种类较多、名称繁杂、各具特点。本文从热源、结构、施工、运行等方面对采暖陶瓷砖作初步归纳,并提出一种新型的采暖陶瓷墙地砖方案。
2 采暖陶瓷砖的热源
目前,采暖陶瓷砖的热源主要有水热和电热两大类。
水热是通过加热盘管将水的热量传递给陶瓷砖,再由陶瓷砖将热量辐射给室内空气,热水温度在60℃左右,热水的来源有热水机、锅炉、温泉等。水热采暖系统相对较为复杂,技术要求高,主要包括:管道的联接、热水的制备、热水的分配、温度的控制等。水热采暖的优点是热容大、温度稳定性好、容易和原有的锅炉供暖系统相对接,无电磁辐射产生。
电热是将电能转化为热能来加热陶瓷砖,再由陶瓷砖将热量辐射给室内空气。目前采用的电热元件主要是由金属或者碳元素制备。市面常见的金属制备的电热元件是金属发热电缆、金属发热带、金属发热箔,其中最常用的是金属发热电缆,如图3、4、5所示。碳是一种导电材料,传统的碳电热元件是用碳黑、石墨制备,其缺点是易被氧化而失效。现在地暖市场上常用的碳制电热元件是由碳纤维或者碳晶制备的发热电缆和发热膜,如图6、7所示。电热采暖陶瓷砖的优点是占用室内空间少、控温准确、采暖系统相对简单、使用维护方便。
3 采暖陶瓷砖的结构形式
3.1 陶瓷砖与热源分体型
这是目前市场上最常见的一种结构,其热源系统与陶瓷砖相对独立,(严格来说它不应称为采暖陶瓷砖,除非陶瓷砖具有特殊的热辐射功能)。在施工中首先在需要采暖的地方铺设独立的水暖或电暖系统,然后再在热源系统上面铺设装饰材料(陶瓷砖、木地板、大理石等)。以地暖陶瓷砖为例,该类地暖自下而上的各层结构分别是:
混凝土层:钢筋混凝土楼板;
隔热层:聚苯乙烯发泡板(XPS板),用来隔绝热量向下传递(也有采用泡沫混凝土); 上敷热反射膜(无纺布基铝箔材料),阻止向下辐射传热;
钢丝网:固定地热管线,均匀辐射热量,避免局部温度过高,水暖一般采用蘑菇板固定;
地热管线:分为地暖管材(水热,一般为PE-RT、PE-X或PB)或者发热材料(电热,一般为电缆或电热膜)两种不同的供热方式;
填充层:采用砂石混凝土浇制,起到均热蓄热作用;
铺地材料及防潮材料:地暖陶瓷砖。
这种结构的最大优势是装饰适应性广,不需要在铺贴施工前提前定做采暖装饰材料,不仅可用于采暖陶瓷墙地砖,还可用于采暖木地板和大理石。
3.2 陶瓷砖与热源合体型
该结构采暖陶瓷墙地砖只适合电热系统,它是将电热元件通过粘贴、烧附、沉积等方法附着在陶瓷墙地砖底表面上,再采用涂层、有机材料、无机材料等附在电热元件的表面上,使电热元件与外界隔离,起到绝缘、防水防潮、防腐蚀的作用。比如,先将发热电缆或发热丝盘绕在两层绝缘PET薄膜之间,经真空热压密封、制成所需面积规格和所需功率的电发热膜片,再将发热膜片粘贴在相应规格陶瓷砖的背面,按照陶瓷砖-电热膜片-热反射材料-电绝缘材料-保温材料-防水防腐材料的结构顺序组装成电热陶瓷砖。这种结构的最大优势是每块陶瓷墙地砖都是一个独立的发热单元,如采用并联电路,采暖砖可以各自独立工作,相互之间的影响很小,铺贴施工相对简单。
4 采暖陶瓷砖的施工程序
4.1 陶瓷砖与热源分体类型的施工
以电热地暖陶瓷砖施工为例:
(1)安装前,测试发热电缆的标称电阻及绝缘电阻。
(2)在地面上铺设专用保温板,若地面湿度较大,可先铺设一层防水膜,再铺保温板。
(3)在保温板上铺一层热反射铝箔。
(4)在反射铝箔层上铺一层金属网,目的是防止安装的热电缆被压入绝热材料中并起到增强地面抗压强度的作用。
(5) 根据事先设计的发热电缆布置方式从电源接线端开始将发热段均匀铺设在金属网上,并每隔一定距离作一次扎,发热电缆不能交叉重叠。之后用混凝土均匀覆盖并包住发热电缆,(混凝土厚度20 ~ 30 mm左右),最后再铺设陶瓷地砖。
4.2陶瓷砖与热源合体类型的施工
(1)测量地暖陶瓷砖安装区域的面积,进行安装策划,确定温控器的安装位置以及地暖陶瓷砖的铺贴数量。
(2)为温控器和接线盒剔槽:按照安装策划图示的位置将温控器的位置确定,再将温控器槽、接线盒槽以及接电源线管槽剔好,最后将温控器暗盒、接线盒安装在指定位置。
(3)找平地面:用1:5的水泥砂浆灰找平地面。
(4)铺贴保温板和热反射膜:在找平地面上铺设保温层,保温层间歇不能大于5 mm,并用粘胶带把缝隙连接起来,在保温层上铺设热反射膜。
(5)检查地暖陶瓷砖的质量:1)检测地暖陶瓷砖在运输和搬运过程中是否有损坏;2)检测地暖陶瓷砖线路是否有损坏或短路现象,功率是否符合要求;3)试铺地暖陶瓷砖,看是否有色差或其他地面缺陷。
(6)铺贴地暖陶瓷砖:1)铺贴地暖陶瓷砖的方法和流程与普通地砖基本一致;2)铺设地暖陶瓷砖最需要注意的问题是必须保证所有的插接头内不能有砂浆或其他杂物且保证把插接头拧紧拧实。
(7)安装温控器,⒆艿缭垂氐簦把地暖瓷砖连接线与温控器按照说明书上的要求的方法连接好,并用螺旋固定好。
(8)通电试运行和验收确认:通电后检查电源线路,看各项运行数据是否正常,检查每片地暖瓷砖是否处于工作状态,保证系统运行无误。
5 水热和电热陶瓷砖的运行对比
水热和电热陶瓷砖的运行对比见表1。
6 新型电暖陶瓷墙地砖(板)
从上述现有的采暖陶瓷墙地砖的多方面特性比较来看,电热陶瓷砖比水热陶瓷砖要好。从铺贴施工和后期使用维护来看,陶瓷砖与电热源合体型比分体型要有优势。
但是,现有的电热陶瓷砖也还存在一些问题。首先,电暖陶瓷砖工作时会产生一定的电磁场,这是其不足之处。电磁场是由盘绕的细长的发热电缆通电所产生的,只要是线状或长条状的电热元件,通电后都会在其周围产生电磁场。其次,现有电暖陶瓷砖系统中,发热元件与陶瓷砖之间夹着有机绝缘材料、防护材料和粘结材料,有些甚至隔着空气,这就增加了热传导的阻力,降低了热源的有效利用率。
采用陶瓷电热膜作发热材料就可以基本解决以上问题,陶瓷电热膜具有电热转换效率高、使用寿命长、发热速度快、发热温度高的特性,是一种新型的现代高科技电热材料。将陶瓷墙地砖与陶瓷电热膜相复合,可得到一种新型的电暖陶瓷墙地砖,如图8所示。初步构想是,它可由两块陶瓷砖(板)或一块砖(板)加保温防水涂层、陶瓷电热膜、电极、电极引导件、热反射膜组成,其中陶瓷电热膜附着在其中一块陶瓷砖(板)的底面上,电极附着在陶瓷电热膜上,电极引导件一端联在电极上,另一端在陶瓷砖(板)的外表面,热反射膜覆盖在电热膜和电极引导件上,两块陶瓷砖(板)或一块砖(板)与一保温防水涂层将电热膜夹在中间,陶瓷砖(板)之间用粘结剂粘成一个整体,电极引导件从砖(板)之间或砖(板)与保温防水涂层的侧面引出。
该新型电暖陶瓷砖属于瓷砖与热源合体的类型,电热膜与陶瓷砖(板)紧密牢固的粘结为整体,中间没有粘结剂等其它物质产生热阻,因此电热膜所产生的热量能够直接传给陶瓷砖(板),通电后陶瓷砖升温快、电热转换效率很高,即热量的有效利用率很高。陶瓷电热膜在使用中不会被进一步氧化,功率衰减小,使用寿命长,可达30年以上。由于电热膜呈平面状平铺在陶瓷砖的底面上,因此,通电后不会在周围产生电磁场,避免了电磁场在某些场合的不良影响。该新型电暖陶瓷墙地砖可以在36 V安全电压下工作,使用中更无触电的后顾之忧。
[关键词]电缆, 击穿,原因 ,消弧消谐柜,
中图分类号:TM507 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0281-01
公司近年来随着产业链的延伸不断发展壮大,电气系统也相应的随之加以增加变动,公司先后增加了热电联产项目:新增两台75吨锅炉,一台30MW的发电机组;化肥项目又增加了 301、302、303变电所,公司用电负荷由原来焦化5000kW增加到32000kW,电力系统发生了结构性的变化。公司供电主要是通过中央变到热电到化肥装置,热电发电机并在热电Ⅰ段母线上,而且属直属直配负荷,当系统发生接地时,发电机将直接跳闸,此时负荷全部压在中央变两台主变上,因受主变的容量限制,只能勉强维持公司的设备运行。可见,公司的电力系统平稳运行显得尤为重要。今年从4月份开始电缆先后4次击穿,给公司正常生产带来了很大的压力,通过几次事故从目前电气系统中发现一些问题。
一、电气系统中线路存在的问题
(一)中央变至热电每项是通过两根600mm2的单芯电缆联接,单芯电缆的弊端是:
1.单芯电缆不能直接用金属绑扎或穿钢管。
2.两根并联电缆的长度要一直,否则将影响两根电缆的电流。
3.电缆的屏蔽接地,不能两端同时接地。
二、电缆击穿的原因分析
1.电缆本体制造原因,一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等,有些情况比较严重可能在竣工试验中或投运后不久出现故障,大部分在电缆系统中以缺陷形式存在,对电缆长期安全运行造成严重隐患。
2.电缆接头制造原因,高压电缆接头需要现场制作的工作量大,并且因为现场条件的限制和制作工艺的原因,绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质,所以容易发生问题。电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处,因为这里是电应力集中的部位,因制造原因导致电缆接头故障的原因有应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、等原因。
3.施工质量原因,因为施工质量导致高压电缆系统故障的事例很多,主要原因有以下几个方面:
3.1现场条件比较差,电缆和接头在工厂制造时环境和工艺要求都很高,而施工现场温度、湿度、灰尘都不好控制。
3.2电缆施工过程中在绝缘表面难免会留下细小的滑痕,半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中,另外接头施工过程中由于绝缘暴露在空气中,绝缘中也会吸入水分,这些都给长期安全运行留下隐患。
3.3安装时没有严格按照工艺施工或工艺规定没有考虑到可能出现的问题。如果电缆头的半导层在削成铅笔头时处理的不好,造成电缆线芯与应力锥间放电。
3.4竣工验收及预防性试验采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。
三、解决方案
1.首先检查单芯电缆有无金属绑扎物,并将原有两端接地改为一端接地,因为单芯电缆在屏蔽层感应的电压将通过两端接地形成环流,环流电流随着负荷的增加而增大,加速电缆发热使电缆老化后易造成电缆击穿。短距离电缆可已一端不接地,另一端需直接接地 ,电缆过长需通过电缆屏蔽层过电压保护器接地。
2.近年来电缆头大多采用冷缩材料制作电缆头,改变热缩材质的电缆头。热缩和冷缩的区别在于热缩材质只能用5-8年,它不随电缆的热胀冷缩而收缩,而冷缩材质可以和电缆同时呼吸(收缩和膨胀)。今年两起事故是电缆头的原因造成,一期是4月8日35kV池鸿线电缆终端,一期是5月28日热电联络线中间接头,池鸿线和沁鸿线电缆头现已改造为冷缩头,热电联络线中间接头计划在明年大修期间更换。在施工时要选择有资质经过培训施工单位安装电缆头,并在施工过程中派有经验人员监护,以减少人为施工过程造成的电缆击穿事故。
3.另一起4月3日电缆事故是在电缆没有任何接头,也未受外力受伤的情况下被击穿,经过分析电缆在制作过程中,绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、导线拉升时有细微的毛刺,经过一段时间运行逐渐放电被击穿;还有一种原因是在生产绝缘层过程中有细小的气泡在电场的作用下形成水树脂,如果在使用直流耐压直流电压将很难释放出,而且电压会叠加,在电压波动时极易击穿。电缆最好使用串联谐振发测量,但是次仪器造价高,公司目前只能做交流或直流耐压实验。
四、当系统发生单项接地时对系统产生的危害
1.因系统10kV母线只要有一点接地,全部系统报故障,而且无从查找,只能用排除法,逐一将馈线停电,对生产造成极大的损失。目前公司10kV系统已经非常庞大,有焦化电气系统、热电电气系统、化肥电气系统,而且消弧谐谐柜同时动作,热电10kV高压室、热电厂用电、中央变电所谐谐柜同时动作,当故障点已排除而消弧谐谐柜却不能复位,给人造成假象就是故障点未排除。消弧消谐柜的具体作用是当系统发生间歇性不稳定的间歇性弧光接地,则微机控制器判断接地的相别,同时发出指令使故障相的真空接触器闭合,将故障相变为直接金属性接地。此时接地相电压变为0V,其他两项电压升高√3倍,间歇性弧光接地时易产生3次、5次、7次谐波及非正弦高次谐波分量。单相接地故障为弧光接地,则会在系统中产生最高值达3.5倍相电压的过电压或系统谐振,这样高的过电压如果数小时作用于电网,势必会造成电气设备内绝缘的积累性损伤,如果在健全相的绝缘薄弱环节造成绝缘对地击穿,将会引发成相间短路的重大事故。当消弧消谐柜投入运行后可以消除部分谐波分量,但也只能短时运行2小时。
2.寻找单相接地故障线路困难,目前许多小电流接地选线方法的选线成功率还不理想,往往还要采用试拉法。采用试拉法时,既造成非故障线路短时停电,又会引起操作过电压。 系统谐振过电压高,谐振过电压持续时间长并波及全系统设备,常造成PT烧坏、或PT熔断器熔断。
五、解决方案
1.如果接地是稳定的金属性接地、稳定性电阻接地,微机控制器发出指示和告警信号,等待值班人员或微机选线装置处理。
2.如果接地故障是不稳定的间歇性弧光接地,则微机控制器判断接地的相别,同时发出指令使故障相的真空接触器闭合,投入高能限压器,限制故障相的弧道恢复电压,吸收接地引起的电磁能量,减缓系统振荡,使恢复电压无法再次击穿故障点,从而完成消弧。使系统由稳定的弧光接地故障快速转变成稳定的金属性接地,装置认定此故障为永久性电弧接地故障,等待值班人员或微机选线装置处理。
3.系统发生谐振时,微机控制器根据谐振类型进行不同的消谐: 如果单相接地引起的系统谐振是工频或高频谐振,微机控制器在PT的开口三角绕组接入大功率消谐电阻进行消谐。简单的方法在PT的开口三角绕组加一个100w灯泡,破坏系统接地时从PT流过的线路电容电流引起的磁饱和产生的谐波震荡的条件。
4.将公司中央变和热电在同一段母线只投入一个消谐柜,减少因系统故障后多个消谐柜同时动作,以至于故障点排除后,消谐柜误以为还有故障点,导致消谐柜不能复位,延误查找故障点,影响到安全平稳的生产。
5.在中央变和热电新增加电网故障智能测控及配套选线装置,当故障来临时,能快速的通过每一馈线的零序电流互感器的零序电流,来判断选择接地线路并完成故障线路跳闸。
6.因目前公司两条供电线路相角差已解决,可以合环切换负荷。当热电联络线发生接地故障时,只能通过到运行方式来查找故障点,如果热电母联在合位时,在中央变和热电侧分别断开1#热电联络线,此时接地消失说明故障点在1#热电联络线,如果故障点没有排除,同样断开2#热电联络线判断故障点是否排除,用此方法判断可以不影响化肥装置运行,但是单热电联络线运行时先要计算保护定值,避免切换负荷时联络线跳闸,其次严格监视电缆的温升情况,如果温升过高可以适当的减少负荷。这样能减少化肥装置停车,不至于影响整个电力系统。
【关键词】抗风雪防冰冻 要求 设计 试验
1前言
2008年初,我国南方和西北方遭遇50年来罕见的灾害天气,持续的低温雨雪、冰冻给贵州、湖南等16个省市的生产和生活带来了严重影响。由于受风雪冰冻导线或电缆表面大量覆冰,多地线路出现断线,部分线路甚至出现倒塔等事故,造成500kV电网基本停运、220kV电网无法联网、部分地区全部停电,局部地区交通、电力陷入瘫痪。?罕见的冰雪灾害给电网安全和电力供应带来了严峻考验,引起了全社会对电力线路的关注和重视,也相应要求提高电网抵御特大冰雪灾害能力和电网应急抗灾水平。
2 电线电缆线路的抗风雪防冰冻要求
一般来说,普通电力线路是按15年一遇的抵御冰雪灾害能力而设计,允许承受10-20毫米表面覆冰或雪的厚度,如果超出承载力,风吹震荡,电力线路极易不胜重荷而断裂。为提高电网抵御特大冰雪灾害能力,提升电网应急抗灾水平,国家电网公司全面提高电网设计建设标准,具体如下:110~330千伏电网设防标准由15年一遇提高到30年一遇,500千伏电网设防标准由30年一遇提高到50年一遇,750千伏电网设防标准为50年一遇,正在建设的特高压工程设防标准按100年一遇考虑。除了参考国家建筑结构设计规定,提高电网设防抵抗灾害能力标准外,还有其它要求,分别是新增中冰区设计技术条件,坚持可靠性和经济性兼顾,合理提高电网大范围抗冰能力;通过差异化规划设计,在发生超过一般线路设防标准的严重自然灾害情况下,能够保持特高压电网、核心网架、大型发电厂输出线路、跨国跨区联网输电线路等重要线路的安全稳定运行等。
为进一步提供电网防灾减灾和科学发展的科技支撑,《电网防冰减灾关键技术研究计划》主要在下面几个方面进行研究:一是研究提出差异化的电网规划建设标准,进一步提高战略性输电通道、各电压等级骨干线路和向重要用户供电的输变电设施的抵御冰灾能力;二是研究开发大电网应急通信系统和应急指挥技术支持系统,进一步提高应急保障和指挥能力;三是研究灾害气象规律和输变电设备覆冰机理,开发冰灾气象预警和输电线路覆冰监测系统,进一步增强覆冰综合治理能力;四是研究开发大容量、高效率、自动化的电气融冰装置和灵活实用的机械除冰装置,进一步提高输变电设备除冰效率;五是研究开发用于电气设备的防冰冻、除覆冰的新技术、新材料,防止或减少电气设备覆冰等。
上述计划也给作为电网关键部分的电线电缆,提出了相应的防冰减灾研究规划和要求。目前室外架空线路主要包括架空导线、架空绝缘线、架空通信电缆、各种进户线、配线和接触线等。对电线电缆的抗风雪防冰冻要求如下:一是按环境因素进行差异化设计,从电线电缆的抗灾害强度方面满足抗风暴、耐冰冻、受雨雪及其它灾害的能力;二是针对相应的风雪冰灾害机理,研发能够自动调节灵活实用的抵御或减轻风雪冰灾害的电线电缆;三是改变电线电缆的结构设计,通过监测智能系统调节电线电缆的周界环境,自动融雪化冰;四是开展多层次的新材料、新技术以及相应试验方法的研究。
3 电线电缆的抗风雪防冰冻设计
3.1 设计思路
根据电线电缆的抗风雪防冰冻要求,我们分别从电线电缆抗风冰雪载荷和电热融冰雪两个方面进行设计,从而全面提高电力线路、通信线路等抗冰雪灾害的能力。
3.2 载荷型抗风冰雪电线电缆
载荷型抗风冰雪电线电缆主要是通过提高强度、增大容量、减小体积和重量、降低周界附着力等方面进行设计的,常见的有新型高强度轻型合金导线、自阻尼导线、低风压电线、防冰雪电线电缆等。
3.2.1 新型高强度轻型电力导线
这类导线主体部分以耐热铝合金线,其中合金铝的电导率可达60%IACS,抗拉强度为160N/mm2,长期工作温度为160℃或以上,比相应普通导线的截流量提高近一倍。而载力部分主要由高强度碳纤维或合金碳钢来承荷,其中碳纤维复合线以其高抗张强度、低线膨胀系数、重量轻、耐腐蚀等优点而逐步被广泛推广应用。采用新型高强度轻型电力导线,其良好的自阻尼减振特性能够吸收较多的激振能量,可以更好地抗风雪等恶劣气候条件。
3.2.2 自阻尼导线
自阻尼导线主要用于多风地带,其结构特点是在各个绞合层与层之间留有一定有间隙,自阻尼导线结构示意图见图1。当导线在风力状态下发现风舞振动时,由于各层导线的固有振动频率各不相同而相互干扰,能够自动抵消风舞振动的能量,达到减振轻荷的效果。这类导线的优点是,可以减少导线的疲劳应力,相应提高线路寿命和降低成本。
1-加强芯件 2-导体 3-各层间空隙
3.2.3 低风压电线
低风压电线与普通电线相比,可降低30%-50%的风压载荷,其减小风载荷原理模拟高尔夫球的表
面处理,使球表面形成涟漪来实现减小风载荷。该原理用来减小电缆表面所承受的风张力,电缆结构示意图见图所示2。
1-导体半径 2-绝缘凸脊及凸脊半径 3-绝缘层 4-导电线芯 5-绝缘半径
在强风地带,带有积雪的架空导线,通常会发生低频大振幅的自激振动,可能引起相间短路或对支持物的损害。此时用相间隔离器,可使各相导线的扭转风性各异,让积雪时的积冰雪形状不均,从而使作用于风上侧和风下侧的扬升力随机化,以抑制摆动。
3.2.4 防冰雪电线电缆
在重冰雪地区,往往会由于电线电缆覆冰过重或冰雪过厚,而造成断线或倒杆的线路事故。比较常见的结构设计是采用带翼状结构和防雪环式。防雪环式导线,将防雪环装在导线上,当导线上的冰雪受风振而沿架空弧垂滑动时,因受防雪环而脱落。带翼状结构防雪电线电缆见图3所示,这种结构电缆利用积雪时出现的不平衡而反转,使得积雪滑落。由于周围环境的恶劣,一般与融冰式方法组合设计,防冰雪效果才能比较理想。
1-导体 2-绝缘 3-翼状结构
在防冰雪电线电缆的外表面涂上一层化学憎冰性涂料,也能减小冰雪对导线的附着力,起到防冰脱雪的作用。
3.3 融冰雪式电线电缆
载荷型抗风冰雪电线电缆均靠电缆自身特性来达到抗风雪的目的。但在实际应用中,当周界环境恶劣多变时,载荷型抗风冰雪方式也无法满足要求。此时,必须利用辅助电热方式来融化冰雪。融冰雪电线电缆能够自动融冰除雪,广泛应用于重冰区的输电线路上,可避免由于导线覆冰或积雪过重引起的断线倒杆停电事故。
融冰雪式电线电缆有居里合金式、切换电流式、自控温式等多种型式。其中前两种方式只能用于电力线路中,而自控温式也能用于其他线路中。
3.3.1 居里合金式融冰雪导线
居里合金是一种镍-铬-硅-铁四元合金,该合金在低温时具有磁性,在低温时放在交变磁场中便会产生涡流而发热融冰。通过这种合金的磁性改良,研发出高发热型融雪线材,将该合金线材紧密卷绕在电力线路或加工电力导线中,便能起到一定的融冰雪效果。当然该导线融冰雪的能力会受到设计材料和电网电流等方面的影响。
3.3.2 切换电流式防冰雪导线
切换电流式防冰雪方法一般设计在钢芯铝绞线或合金线中,导线外部的铝芯与内部钢芯之间有一层耐老化的绝缘层,在正常情况下,电流通过铝线运行,当导线上面的温度降到零下,并构成结冰条件时,架设在杆塔构架上的传感器等电器元件控制相应切换开关,让部分电网电流经过钢芯,从而对导线加热而融化冰雪。融冰后仍通过传感器等电器元件,将全部电流再切换到铝线上,恢复正常运行。
3.3.3 自控温式融冰雪电缆
自控温融冰雪有两种方式,一种是将自控温加热电缆紧紧敷设在电力或通信线路上,自控温加热电缆能够长期将线路温度稳定在融冰雪的周界环境中,该方式通常工作温度是固定的,一旦电缆制成后便不可改变,主要用于常年积雪的严寒地带。
另一种是伴热电缆,该电缆实质是一种带绝缘体的加热元件,通过电力电子器件控制加热元件的发热功率,从而控制其加热线路的温度,可以灵活地进行冰雪灾害预防。
4抗风雪防冰冻电线电缆的试验要求
作为电线电缆,除了满足电缆本身功能性的电气和物理性能指标,加热型电缆还需进行功率、温度和抗老化寿命方面的试验。还得满足抗风防冻、耐环境等一些特殊试验,主要有风噪音、风压、电晕、难积雪、舞动、沙尘暴、抗冰冻、环境保护等方面的试验。
4.1 风振试验
架空导线在稳定风流量的吹动下,会引起振动,导线的振动与风向、风速、导线外径、档距、海泼和环境因素有关。导线承受的动、静应力超过其疲劳极限,经过一段时间会发生断股现象。风振试验是利用电磁激振器模拟导线振动,根据IEEE相关标准激振频率在100Hz内,振动3×107后,将导线拆股查看有无开裂断股现象。风振试验能够反应架空导线材料和结构的抗振动疲劳性能。
4.2 舞动试验
在风雨冰雪等自然条件下,导线承受低频率、大幅度的振动时,考核导线的传输性能和机械性能发生的变化。通常规定试验样品按架设档距固定,按标准施加张力,将激振频率调整到共振频率、连续舞动105次以上后,检查导线的机械电气性能的变化率。
4.3 蠕变试验
蠕变试验考核架空导线承受水平张力状态下、由于结构变形和材料延伸而产生的缓慢轴向塑性变形。按照IEC 61395规定,架空电线电缆在规定负荷下,持续1000小时后,分点记录蠕变量,并绘出蠕变曲线,根据该曲线,推算出10年、20年后的蠕变量。
抗风雪防冰冻试验在电线缆方面仍需经过研究部门进行深入的研究试验,并在实际应用中进行验证和调整。
随着人们对生活水平的大幅提高,地暖作为南方没有全面冬季供暖的一种补充,越来越得到城市中高端人群的喜爱。地暖虽然近几年得到了一些发展,但是普遍认为它是高投入、高运行及高定位,让人望而却步。本人从事燃气设计行业多年,对各种地暖都有所接触,结合本人的经验谈谈看法。
一、地暖的发展:
地暖并不神秘。在我国,地暖的历史可追溯到明朝,但那时的地暖只能为皇宫王室才能拥有,如故宫,宫殿的青砖地面下都有砌好的烟道,并配有出烟窗,冬天,通过这些烟道传烟就可以达到加热地面青砖,而后把热能传到室内,使室内产生温暖的效果。
随着新型管材的出现,地炕被新的采暖方式取代了――在地板下铺设低温散热管道,利用地板自身蓄热辐射而将热量向地面上的空间散发。这种维持稳定适宜温度的供暖技术就是我们现在所说的地暖。此技术在上世纪 30 年代就开始在发达国家应用,我国在上世纪 50 年代就已经将该技术应用在人民大会堂、华侨饭店等工程中。
随着科技的飞速发展,各类性能优良的管材和保温材料的出现,令低温地板辐射采暖技术取得了很大的进展。 1999 年止,韩国约有 85% 的住宅建筑安装了地暖系统,加拿大为 65% ,瑞士为 48% ,德国为41% ,日本将地暖住宅当成改善人们居住质量的举措,未安装的住宅很难出售。
二、原理介绍:
在介绍各种地暖之前,我将对各种地暖的运行原理进行一下简单的介绍:
1、电地暖的工作原理:电源经过热电缆(电热膜)的发热管,把地板加热或直接产生热量,来达到采暖的目的;
2、燃气地暖的工作原理:燃气地暖又叫水地暖,它是用热水器把铺设在地板下或地砖下的水管里面的水进行加热,通过热水传导来加热地板会地砖,以达到采暖的目的;
3、地源热泵工作原理:利用地层之下四季保持一个相对稳定的温度,通过埋藏在地下的换热器,与土壤或地下水交换热量,实现冬季供热、夏季供冷。
三、地暖的分类及特点:
现在使用的地暖按照介质来分主要是电地暖和燃气地暖两种。这两种地暖使用范围和使用环境各有所不同,根据使用的情况不同进行铺设。
1、电地暖主要分成发热电缆采暖、电热膜采暖及地源热泵:
热电缆采暖的特点:1、一般埋藏在地下混凝土里和地板龙骨间,施工比较麻烦;2、技术比较成熟,使用寿命长,性能稳定;3、使用整根电缆,只有一个接头,故障点少;4、可根据热负荷不同,通过调节电缆排线密度来调节功率;5、有温控器可以控制地下温度。
电热膜采暖的特点:1、比较薄、面积大、可以上墙、上天花板,二次装修铺设在地板下,适合平铺;2、在同等条件下比热电缆采暖耗电省20%-30%;3、由于接头过多,电热膜防水性较差,无法铺设卫生间;4、安装使用都比较方便,投资成本也较低。
地源热泵的特点:1、一机三用:冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水;2、在国外技术比较成熟,美国40%的地方使用此系统,在我国属于新兴能源;3、整个系统运行稳定,不受室外气候条件的影响,没有室外机,并且解决了城市热岛效应,无任何污染和排放;4、初期投资较大,以后使用成本较低;5、适用大面积采暖空调,别墅等具有独立地面空间的地区。
2、燃气地暖:
燃气地暖的特点:1、供热用燃气炉可以同时解决生活用水供热问题;2、没有辐射的安全忧虑;3、运行费用较低;4、万一地下水管漏水,后果严重;5、燃气炉初期投资较大,如果只是小面积铺设的话就有点不划算;6、一般埋藏在地下混凝土里和地板龙骨间,施工比较麻烦;7、安装燃气地暖需要10cm左右的高度。
四、价格对比及前景预测:
在做价格对比之前我们要先掌握几个数据:
注:1、此测算没有考虑设备及管道经过处对能量的损耗;
2、现按照一天24小时全在工作状态情况下进行计算,实际工作时间在达到饱和情况下 就会停止运行;
3、实际费用应该远少于计算费用,可能高峰期出现在前2天,后续费用应该大幅度减少。
以上计算结果可知,水地暖和电地暖的价格差别非常明显,在大面积的情况下水地暖优于电地暖,在小面积(如:卫生间,单独卧室等)的地方电地暖的灵活性优于水地暖。
五、地暖发展的制约性:
虽然地暖对人们生活好处多多,但是它的缺点也是显而易见的,
能耗巨大是不可避免的。
以水地暖使用的能源为燃气,安装地暖的一户对燃气的使用量为是3-4户居民的使用量,一般情况下一幢高层我们建议有一户可以使用水地暖,如果有多户使用的话,对其他用户的供气会造成影响。因为燃气公司对管道的考虑,是按照一户居民用气一台热水器一台煤气灶考虑的,适当考虑一点预留,所以管径不可能考虑过大。同样道理电力公司给每户的电力配额也是有限的。
有人会问为什么不在设计时就考虑地暖,我们为某房产公司精装房做过一个测算,一个小区如果全部考虑使用地暖。如果小区不大同时工作系数可以达到0.7,如果一个大小区同时工作系数最少也要0.5。我们按照0.5对小区内燃气设施进行了测算,发现用气量增加5倍。原立管从DN40增加至DN65,地下设施及调压设施都要按照5倍进行放大,这样的投资将增加非常可观,在一定时期对市政管网造成很大的压力。而对于南方来说一年使用地暖的时间应该就是2个月左右,这样就对投资造成极大的浪费。
随着能源价格的上涨不管是天然气价格还是电价肯定会一步步的上涨,那样就会导致地暖运行成本将越来越高。
【关键词】节能技术;采暖通风;建筑工程
一、建筑工程的节能产业现状
随着现代社会的飞速发展,我国经济实力也在逐渐强大,其中以建筑行业的发展尤为突出,而相对应的能源消耗也日渐增长。目前,我国对于建筑节能尤其是采暖通风方面的节能尤为重视,通过在采暖通风中降低能耗,会大大减少建筑过程中的总体能耗量。我们所说的建筑节能实际上就是在实现建筑的整体舒适水平的基础上,最大限度的降低能源消耗并提高能源利用效率的方法措施[1]。面对现阶段人们价值观的变化,我们有必要了解其对我国建筑采暖通风设计的影响,就我国建筑中采暖通风设计的现状进行简要分析。
在采暖方面,目前主要的采暖方式包括:热水供暖、电加热供暖、空调器供暖等。但是由于各类采暖方式的特点不同,其耗能的程度也是不相同的。热水管道供暖在北方地区是最为常见的供暖形式,电加热供暖与空调供暖,在我国南方地区应用的还是比较多的,其供暖能量的消耗是很可观的。通风设计的出现为我国炎热干燥的地区提供了便利,良好的通风设计能够减缓人们的压力以及疲劳,促进人体的正常新陈代谢。与采暖具有多种方式不同,我国通风设计基本上是采用空调和电风扇这两种通风设施。而风扇只能在夏季使用,在秋冬季只能通过空调来实现对室内空气的通风。
二、政府对建筑节能的举措
(一)制定有关法律法规
政府在必要的情况下可以通过法律条例来进行能源管理,在行政手段的督促监管下,可以有效的引导建筑节能的进行。同时,国家通过对各种建筑中的节能设施和采暖设备做好改善,并给以一定的支持优惠,能够大大激发人民对节能产品的开发兴趣和热情[2]。以建设节能资金来为建筑提供贷款优惠,满足消费者的节能产品欲望,提高人们对能源的使用效率。
(二) 强化监管机制
对建筑进行能源监督并及时做好检查工作是一个非常重要的节能环节,政府通过对墙体和门窗等构件进行透风性和气密性等性能的检查来了解控制建筑的能耗。而且,这种节能监督体系应该列入到工程建设的质量管理制度当中,在各种审查和验收通过的前提下加大各政策的落实效率,尽最大可能节约能源资源。
(三)建立健全节能评估制度
政府应该加快建设并落实一定的建筑系统节能评估办法和体系制度,通过对能源的使用效率和使用的合理性以及正确性给予合理的评价,来激发人们使用节能设备,而对于涌入的不合格节能设计项目则直接不给通过。
(四)开发使用新能源
政府部门应加大对新能源的开发力度,组织科研队伍发展新能源,通过对可再生或者是能被重复利用的能源进行设计使用,来降低不可生能源的利用,太阳能就是目前广被利用的新能源,也包括地热能等。同时,国家应该加大对节能的宣传,使建筑节能走进各个角落。
三、采暖过程中的节能方法
(一)绝热屋顶
一般情况下,屋顶有平屋顶、坡屋顶两大类,对于坡屋顶可以通过设计保温层来实现保温盒绝热的效果;而对于平屋顶,则通过一些材料进行隔热。
(二)绝热墙壁
目前已经开始引入一种外墙外保温的先进技术,来对建筑的墙体进行保温工作。这种技术能够有效解决热影响和火危害等问题,但是使用成本比较高。因此,对于普通楼房建筑常使用墙体的遮阳装置进行对墙体的保温。
(三)绝热门窗
门窗是建筑中必不可少的部分,它们不仅能够保温,还可以隔音、防水,进行对建筑的保护,但是却会散失很多热量。这样就要求在建筑中做好节能,降低热量的损失。目前,铝制品和钢筋材料的门窗比较常见,也可以使用中空的上层玻璃,来实现预期的节能目的。
(四)地板辐射供暖
近些年各地已经开始发展使用地热能源,这种新能源、新技术为采暖做出了显著的贡献。由于地热取暖原理比较复杂,所需材料造价高,因此,它的整体使用费用就很高[3]。但是,这种技术能够有效节省空间,并且均匀的进行辐射可以保证获得稳定的热量来源,是一种有待进一步开发的新型供暖方法。
(五)发热电缆和电热膜技术
随着电力市场的开放,发热电缆和电热膜采暖技术得到了推广。地面辐射发热电缆采暖系统是以电能为能源,发热电缆为发热体,可以将98%的电能转化为热能,通过采暖房间的地面以低温辐射的方式,把热量送入房间。低温辐射电热膜工作时以电热膜为发热体,将热量以辐射的形式送入空间,其综合效果优于传统的对流供暖方式.发热电缆和电热膜发展潜力巨大,符合低碳经济发展趋势。这种采暖方式不耗水、不占地、开关自主,符合减排低碳的政策导向,发展前景广阔。采用先进的电热膜发热技术,其热效率大于原先的取暖设施。因此在新兴采暖设备中占有一定的优势,缺点在于消耗电能,不像太阳能那样可以无偿使用。
四、通风中的节能方法
(一)利用风压实现自然通风
在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。
(二)利用热压实现自然通风
利用建筑内部空气的热压差来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入[4]。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。
(三)机械辅助式自然通风
大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段,并借助一定的机械方式加速室内通风。
总之,在通风建设方面,采用自然通风和机械辅助式自然通风来达到采用空调制冷技术,在不消耗不可再生能源情况下降低室内温度,带走潮湿污浊的空气,改善室内热环境。达到节能下的提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人体的生理和心理健康。
结 语
采暖通风技术措施的正确利用将有利于我国建筑节能产业的良好发展,面对现阶段在建建筑施工及建成使用过程中大量消耗的能源,采暖通风技术措施的正确运用以及合理改良,都将有利于建筑节能工程的有效进步在未来的发展建设道路中。相关的政府管理部门应该与相关企业相配合,加大对建筑节能利用的控制以及管理,实现能源的合理利用,降低在采暖通风技术运用过程中不必要的能源耗损,提高该技术的核心运用价值。
参考文献
[1]孙东明.对我国建筑节能采暖通风措施的探讨[J].科技与企业,2013,15(03):208.
[2]刘建树.对我国建筑节能采暖通风措施的探讨[J].科技创新与应用,2013,19(03):191.
【关键词】桥墩柱; 混凝土;电伴热
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、前言
如何做好新形势下大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的控制研究发展工作,为大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的控制研究,实现可持续发展提供坚实的安全保障,是现在大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的控制研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、工程概况
某高速公路特大桥,全长为635 m,一共包括32跨,桥梁上部结构使用20 m的预应力空心板梁,下部结构使用双柱式桥墩,工程设计有两个板式桥台,工程为钻孔桩基础,桥梁墩柱有两种直径,分别为1.20 m和1.10 m两种。工程一共设计有123根墩柱,墩柱高度各不相同,最高为11.8 m,最低为4.2 m,工程墩柱模板都使用了定型钢模板施工技术,工程项目部组织了技术研究小组进行了攻关研究分析,从多方面采取了一定的技术控制措施来保证了墩柱的外观质量。
三、电伴热工作原理
1、工作原理:
管道保温电伴热系统由自控温电伴热带以各种方式缠绕或平铺于管道或罐体外部,外铺设保温材料,自控温电伴热带一端与温控器相连以准确控制自控温电伴热带的防冻运行,当温度传感器探测到管道温度低于所设定的温度时,温控器即接通电源,自控温电伴热带开始运行,当温度传感器探测到管道温度高于所设定的温度时,温控器即断开电源,使自控温电伴热带在最经济合理的状态下运行并满足介质防冻防堵。
2、 结构特点
我公司生产的伴热电缆由导电塑料和两根平行母线外加绝缘层构成,由于这种平行结构所有伴热电缆均可以在现场随意剪切,采用二通或三通连接。
3、发热原理:
在每根伴热电缆内,母线之间的发热高分子材料的电路导通数量随问题的影响而变化,当伴热线周围的温度变冷时,导电塑料产生微分子的收缩而使碳粒连接形成电路,电流流经这些电路,使伴热线发热。
4、有自调控温度特性
当温度升高时,导电塑料产生分子的膨胀,碳粒渐渐分开,引起电路中断,电阻上升,伴热电缆自动减少功率输出。
当周围温度变冷时,导电塑料又回复到微分子收缩状态,碳粒相应连接起来形成电路,伴热电缆发热功率又自动上升。
管道保温电伴热系统从节能安全性两方面设计考虑,电伴热带达到了国内先进水平。其电热元件PTC和外层材料跟国外材料同等并具有优越的性价比。广泛应用工业、建筑管线如:上下水管、排水管、喷淋管、消火栓管以及污水管线的防冻保温,最高维持温度为65℃。最高表面温度为85℃(伴热线适用于普通区,危险区或腐蚀区)。其最高维持温度发出的热量足以满足水系统不冻并保持5℃所需要的能耗。
四、冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑方法
1、冬季道路桥梁施工维持混凝土温度的措施
(一)搅拌升温。首先应考虑气温因素对混凝土运输过程的影响,同时,应做好运输车辆的清洁工作以防止杂质混入影响混凝土浇筑质量。事前可以调查好路况,计算并控制好混凝土运至现场所需的速度和时间,如遇交通堵塞等突况应采取有效的应急措施避免混凝土的质量因温度变化而产生影响,具体可通过搅拌升温等措施维持混凝土的温度。
( 二)电加热提温。电加热是指连接拌合站用电缆与变压器的同时配备相应的漏电保护装置,然后在拌合站水池底部安装电热管,通过上水口设置的温度计对水温进行监控,电加热提温是道路桥梁施工中常见的一种方法。在冬季低温条件下,可以用水温箱加热提温的方式避免拌合站内的温度过量散失。
2、材料的选用与原料比的控制
(一)水泥。在道路桥梁冬季混凝土浇筑施工中,应尽量选用普通硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥,所用水泥的标号应高于42.5,同时还应对其质量实施分批检查。其中在原料比上,由于这种类型的水泥,其水化热相对比较大,且早期的强度也较高,相对于普通水泥而言,可在较短时间内获得所需抗压强度,因此水泥用量应高于300kg/m3。
(二)骨料和水。在冬季混凝土浇筑施工中,应优化骨料的选用,对所用骨料,应检查其是否含有冻结物或容易冻裂骨料等,尤其要注意所用骨料不可含有活性材料,以免在水化中骨料间产生反应,对混凝土水化产生影响。同时在选用水上,最好选用清洁天然水后者饮用水,并将用水量适当地减少,可通过添加减水剂或者坍落度的控制等来进行控制。
(三)颗粒集料。在施工过程中,通常情况下所用颗粒集料都是就地取材,而这也容易使建设单位在选用颗粒集料时,忽略对颗粒集料硬度以及膨胀系数等的检测,造成所用集料满足不了施工需求。并在应用前对其质量实施检测,以免混凝土在水化过程中过由于体积的收缩而出现裂缝,确保混凝土表面质量以及强度。
五、冬季道路桥梁工程混凝土浇筑前期技术措施
1、混凝土施工中电加热技术的分析
在冬季进行混凝土搅拌的时候使用的水要达到一定的温度,这样才能更好的保证混凝土在进行搅拌的时候达到理想的效果。对水的温度一定要严格的控制,一旦出现温度过低的情况要及时进行加热。在进行搅拌的时候,要对搅拌池采取必要的保暖措施,这样可以避免搅拌好的混凝土出现热量散失过快的情况。
2、混凝土施工中混凝土的运输技术
在冬季进行混凝土的运输时一定要采取一定的方法来进行。冬季,混凝土在运输的时候,一定要对运输的速度进行控制,在运输的时候,要缩短运输的时间,同时,在运输的时候一定要保证运输的道路情况是非常好的,这样在运输的过程中,才不会出现影响浇筑质量的情况。
3、冬季道路桥梁工程混凝土浇筑技术
如果进行混凝土浇筑施工时,气温恰好比较低,那么要用彩色条布将施工点封闭,以便于保温,避免浇筑过程中混凝土热量散失太快,如果气温过低,就要对已经用彩色布条封闭的空间内设置碘钨灯,这样有利于提高承台侧面温度;顶面混凝土浇筑完成并且铺盖上土工布条后,可以增加电热毯保暖,如果气温不是极低,也可以只添加一层塑料薄膜。冬季混凝土浇筑过程中,墩柱的温度是比较难以控制的,混凝土浇筑过程一定要快,避免墩柱温度过低。目前冬季施工中主要是综合运用热水浇淋以及碘钨灯对缝隙处进行混凝土施工,温度高于五摄氏度。
4、冬季道路桥梁工程混凝土浇筑质量保证措施
冬季工程中进行混凝土的浇筑前期准备工作时,若是室外气温低于十摄氏度,那么要将直径不小于二十五毫米的钢筋用暖棚法进行加温,同时还要确保钢筋以及模版的整洁干净。对细薄截面的砼结构进行浇筑时,温度要不得低于十摄氏度;无论是在哪一个季节施工,其他结构的砼进行浇筑时温度都不得低于五摄氏度。要进行新的一层混凝土浇筑施工时,一般将与欲浇筑的混凝土砂灰比相同,但是水灰比比较小的水泥砂浆先铺在施工的横向细缝处,并且振捣结实后在进行新的层面的混凝土的浇筑施工。
六、结束语
综上所述,本文所提到的大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的研究工作,希望可以对大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的发展提供参考价值。随着大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的不断开展, 对大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的研究工作也将成为保障大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术的重要工作。
参考文献:
[1] 曹文清,夏忠磊. 海河特大桥墩柱混凝土冬期电伴热施工技术[J]. 公路.2013(08):59-62.
关键词:道路;除雪方式;成本
中图分类号:U41 文献标识码:A
1前言
随着我国经济的快速发展,公路的不断延伸以及路面硬质化的普及,机动车保有量的增加,交通安全问题越来越受到人们的普遍重视。我国北方大部分地区冬季都会降雪,有的省份降雪期长达六个月。降雪严重影响道路的通行,给人们的行车带来较大的麻烦,易引发交通事故,造成较大的损失与伤害,因此应给予高度重视,加强道路的除雪工作。由于各个省份所处的地理环境不同,所出现的气候环境也不相同,因此需要综合考虑各种除雪方式。
2除雪方式
2.1 雪的分类
道路上的积雪根据是否受到车轮碾压以及碾压后的形态,主要分为松雪、压实雪、雪浆、冰板、冰雪板。
松雪主要指高速公路上的雪颗粒未被轮胎碾压,是一种天然状态下的积雪;压实雪也称为雪板,主要指松雪被车辆碾压,出现板体,且板体具备一定的强度与密度,压实雪在形成过程中其雪颗粒处于未融化状态;雪浆主要由压实雪或松雪转变而成,即当气温有所升高,压实雪或松雪中的部分雪颗粒逐渐融化为水,这些水与未融化的雪颗粒混在一起,形成水泥砂浆状的混合物;公路上的雪浆经冻结后可出现冰板;当高速公路上的雪板可与冰板交替出现,并出现新的雪层,可将其称为冰雪板。
一般而言松雪、压实雪和雪浆用机械较易清除,而冰板和冰雪板强度较高且与路面结合较紧密因此清理这类的雪是一项复杂且艰巨的工作,尤其是薄冰板,清理需要一定的难度。
2.2 除雪方式总结及应用情况
查阅现在许多已存在的防冰技术。这些技术可以被归类为机械除冰、化学除冰、热能源除冰(包括发热电缆、导电混凝土、热液循环、微波加热、红外加热、微波加热)、保温材料等。各种类型的防冰系统总结如下。
(1)化学除冰,使用道路盐除冰的坏处是对地下水的污染程度较严重,能浸出土壤中的重金属,因而昂贵但“绿色”的化学物质,如防冰乙酸钾的使用已成为未来的趋势。固定式自动喷涂防冰化学物质系统已经被美国许多州采用。安装喷淋系统的地方很特殊,需要大型储油罐、大空间、和泵送硬件,导致初期投入成本较高,年维护成本也较高。美国一个喷淋系统的年度维护包括排水、冲洗系统、冬末时的原料存储和对泵送系统的预防性维修,估计花费32800美元。此外,一个泵的使用寿命大约是5年,泵和控制软件的成本约3500美元。同时该系统存在系统激活、维护和培训的问题。
(2)机械除冰,机械除雪法是利用机械装置将路面积雪或冰与路面分离并移送出路面的方法,它应用范围广,适应性强。从工作原理和装置结构特点上可分成雪犁式除雪装置和抛雪机两大类。雪犁式除雪装置工作原理类似于平地机,置于车前的犁板呈一定弧度并与前进方向呈一定倾斜角度,除雪时挂接车辆一般以30 km/h以内速度行使,积雪被推起并沿着犁板弧面和倾斜角度抛向路边,除雪效率很高。抛雪机这种除雪装置适合于降雪量很大的场合,如一次降雪在150 mm以上。
(3)路面加热系统:
①电热电缆,含有加热系统的大桥和匝道通常嵌有电阻电缆或含加热流体的管道。电热电缆被安装在新泽西州纽瓦克的一条公路吊桥上。所产生的热量每小时足以融化25毫米厚的雪。然而,后来放弃了这一方法,因为在车辆作用下电力电缆会从沥青混凝土拉出。1968年,在新泽西州的两个斜坡和桥面上安装一个相似的系统,有报告称这个系统除冰效果令人满意。电力消费约375 W/m2和年度营运成本大约是5$/m2。1970年,在内布拉斯加州奥马哈的一个混凝土桥面嵌入电加热电缆。然而,传感元件来使加热装置加热是不可靠的,因此需要手动操作。
②液体循环系统 ,1981年,怀俄明州拉勒米的一个桥面上结合地热换热器采用重力热管系统。该系统利用蒸发的液体蒸汽凝结释放潜热来加热桥面。氨热桥面的表面温度大约2~14°C比桥面未加热部分温度更高。产生的热量足以用来防止桥面结冰和融雪。主要缺点是在建设和装配热管时比较复杂。大约40%的总成本花费在钻井和管道灌浆。1950年,俄勒冈州一个运河的桥面上安装了含防冻液的铜管其热源为地热。该系统成功地阻止了桥面结冰。1993年,内布拉斯加州林肯市的人行天桥上安装了含防冻剂的橡胶软管其热源为燃气锅炉加热。使用的流体是丙二醇与水混合物,其流量为454L/min,能为桥面提供473W/m2热通量,这些热量足以保持人行道无冰。然而,这个系由于供应和返回线的聚氯乙烯管(PVC)泄漏已经不再运行。安装供暖系统的成本是161美元每平方米,每场风暴融化76mm雪的操作成本大约为250美元。1996年,阿默斯特的布法罗河大桥的桥面上安装了含有温度达到149℃氟利昂的钢管,其热源是丙烷锅炉。然而,氟里昂在还未到达上三分之一的甲板时就会冷却凝聚。因此,几种不同的工作流体被测试以便替代氟利昂。系统的安装成本约为181000美元,估计的运营成本每年约1000美元。类似的液体循环加热系统已被安装在俄亥俄州、俄勒冈州、宾夕法尼亚州、南达科他州、德克萨斯和西弗吉尼亚。报道称这些加热系统具有高昂的建设成本和需要频繁维护。
③导电混凝土,利用导电混凝土防冰是一个新兴的材料技术。传统的混凝土不导电,普通混凝土的电阻率是6~11 kΩ•m。混凝土导电有两个方面原因:自由电子和离子。电子导电是通过自由电子在导电媒体的运动实现的,而电解导电则是由离子在孔隙中运动产生的。刚配制的混凝土在水化过程中通过离子运动导电。然而,在已经硬化的混凝土中已几乎没有水分, 只能通过自由电子导电。因此,金属或其他导电纤维和粒子必须添加到混凝土块中来实现相对稳定和较高的电导率。
(4)保温材料,聚氨酯泡沫板能够使路面保持一定的温度减缓路面温度降低速率。
2.3各种类型的雪适宜的除雪方式
压实雪、雪浆、松雪适宜用大型机械清除如吹雪机、雪犁、抛雪机等,这一方式可以提高除雪效率。
冰板和冰雪板的清除,在路面结冰处撒融雪剂(或盐)40g/m2,待融化一般撒盐后2小时左右(和气温有关)使用平地机和轮式推土机除冰;如局部结冰且较严重时,局部加融雪剂(或盐)30g~40g/m2,一般采用平地机和轮式推土机除冰较理想。也可以通过热能源的方法使与路面接触的冰融化薄薄一层进而用机械进行除雪。在除雪过程中要做到“雪中路畅,雪过路清,雪后不滑”,保障道路畅通和行车安全。
3结论
(1)化学除冰虽然成本较低,但其自身发挥作用需要一定的温度,而且对环境有不同程度破坏。
(2)机械除冰清除未压实的积雪效率较高,但对于压实的积雪要难清除干净。
(3)若要达到实时融雪的目的,导电混凝土是一个不错的选择。但导电混凝土的能源利用率较低。
(4)保温材料的应用对道路除雪并没有多大的帮助。
参考文献:
【关键词】 电力系统 光纤光栅 测温
对电力系统设备出现的过热故障进行分类,包括外部热故障和内部热故障。对于前者而言,通常是指在大电流作用下,压接不良的接头出现温升现象,给设备的安全造成隐患;对于后者而言,主要是指密封在材料内部的电缆等发生长时间发热现象,造成局部温度上升。对设备内部故障进行检测可以通过其周围材料的温升检测来实现。光纤光栅传感器比传统传感器的抗电磁干扰能力更强,具有更低的损耗和更高的灵敏度,属于无源独立器件,其应用也逐渐从实验室走向实际生活,将其应用于电力系统中具有其他传感器无法比拟的优越性。
1 电力系统温度检测的现状分析
在电力系统中的送变电工区集中有大量的电气设备。当下,很多变电站已经实施了无人值守的工作状态,通过集控中心对这些变电站进行监控,通常情况下,一个集控中心所管辖的变电站多达十个。变电站中的设备长时间处于高负荷状态,常常会出现温度累计上升,最终导致热故障的现象。在这些发热现象中,有一些在萌芽状态就能及时被人们所发现并得到处理;有些无法进行停电处理;有些采用现有的测温技术无法被检测出来。当无法实现对温度的跟踪时,常常会出现设备的热故障。对出现的设备热故障以及故障点进行总结,主要有:引线接头的热故障;隔离刀闸的接触部位热故障;高压套管的接头热故障;电流互感器和电容器组上接头的热故障;封闭式开关柜内部的内铝排接头热故障等[1]。
2 电力系统温度监测方法比较
对当前的电力系统温度监测方法进行分析,包括以下几种。
2.1 电类传感器件实现电力系统温度监测
在电力系统中使用的传统温度监测方式是采用温度敏感元件实现的,如:热敏电阻等。此时需要配合使用相应的处理电路对信号进行相应的处理。其特点是可靠性低、测量精度差、需要较多的电线等。随后出现了数字温度传感器,提高了监测系统的精度和智能化程度。在水电站,这种方案得到了较好的应用。总体上来说,采用电类传感器进行温度的监测属于接触式监测,这就意味着使用的传感器与需要监测的设备有直接的接触,将温度信号转换为电信号,显示在现场仪表上。电类传感器件实现电力系统温度监测的主要优点是有成熟的技术。但最大的不足在于:得到的结果信号是以电信号的形式存在于系统中的,但电力系统营造的是一个高电压、强磁场的环境,对电信号会有较大的干扰作用,容易造成结果信号的失真,使得监测失去效用,稳定性较差。
2.2 红外线温度监测系统实现电力系统温度监测
在红外线温度监测系统中一般包括有:非接触式红外线温度传感器、数据总线以及计算机。这类传感器能够监测高压大电流载体的温度,能够稳定运行于强电场的环境下。相比于传统式电类传感器,它的工作方式属于非接触式测量,其主要不足在于:红外测温探头的安装较为困难,在无人值守变电站中无法实现实时的在线监测。
2.3 光纤式温度监测系统实现电力系统温度监测
该系统的工作原理为:通过光纤将光纤式温度传感器连接到读数仪表上,并与监控计算机通过总线连接。光纤式传感器的体积小,感温头易于与被测物体的表面接触。该类传感器的主要优点为:受潮湿环境的影响较小,具有较高的电磁干扰能力和良好的绝缘性,不易腐蚀等。不足在于:进行多点监测时,网络结构的复杂程度增加,需要增加更多的现场读数仪表。
3 光纤光栅测温系统在电力系统中的具体应用
光纤光栅测温系统在电力系统中的具体应用总结起来包括以下一些方面。
(1)测量电力电缆表面和电缆密集区域的温度;在发电厂和变电站中,光纤光栅测温系统可用于对电缆夹层和沟道以及电缆隧道的温度进行监测,起到监护电力电缆的作用。此时,需要将测温用光纤传感器贴在电缆的表面,通过光纤光栅测温系统实时获取电缆表面温度的相关数据,连同电缆中流过的电流共同绘制出相关曲线,以此来推算出电缆中芯线的温度系数,根据电缆表面温度和芯线温度的差值得到电流与电缆表面温度之间的关系。这一关系可以为电力系统的安全运行提供参考依据。(2)测量汽轮机内部湿蒸汽;对于系统的稳定来说,火电机组的正常运行扮演着重要角色。在汽轮机的内部,对其安全经济运行起着重要影响的因素之一是湿蒸汽。在大型凝汽式汽轮机的最后几级以及中大型汽轮机的所有级中,湿蒸汽含量都较重,这会大大降低汽轮机的工作效率,因此,对其中湿蒸汽含量进行实时测量具有重要意义。(3)其他应用;光纤光栅测温系统在电力系统测温中的应用除上述介绍的场合以外,还包括:对大中型发电机以及变压器的温度分布进行监测;实现热动保护并及时诊断出设备故障;对火力发电厂的加热系统及蒸汽管道和输油管道进行温度测量;对地热电站以及封闭式电气设备进行温度监测等。作为一种高新技术,光纤光栅温度传感器能够实现高压电缆全线的温度监测。
4 结语
近年来,光纤光栅传感技术发展迅速,作为一种新颖的传感检测技术,光纤光栅传感技术自出现之日起就得到了广泛的关注。在国外,光纤光栅传感技术已经在航空航天、智能材料与结构以及石油等领域有了实际应用。在国内,光纤光栅传感技术的应用时间还较短,其发展也较滞后,在电力系统测温中的应用还有很多问题有待解决。光纤光栅在电力系统测温中的应用领域主要集中在电力电缆表面温度的测量、汽轮机内部湿蒸汽测量、高压开关柜隔离触头温度检测等,随着技术的不断进步,相信在不久的将来,光纤光栅测温系统在电力系统中的应用将会更加广泛和深入。
参考文献:
关键词:电缆 微机管理 负荷检查 安装新工艺
1、引言
随着现代科技的发展,电力设备在信息技术、智能监测、新材料新工艺等方面也得到了前所未有的进步。而作为输变电线路的关键设备之一--电力电缆,在资料管理、负荷监测以及安装等方面也有着很大的改进,其管理功能、监测手段与安装工艺也日趋完善,使得运行人员能够更好的掌握电缆的运行情况,为电缆的维护、检修提供更加科学可靠的资料,制定更加合理的技术和质量保证措施,以确保电缆安全、可靠运行。下面,文章即对应用较为广泛的新技术进行介绍。
2、电缆资料的微机管理
随着各地电缆安装数量的不断增加,电缆的各种资料也越来越多,原有的人工资料管理的方法已经不能适应大量的运行和检修工作需要,并逐渐暴露出一些问题,如资料查询繁琐、修改时间慢、容易遗失、保管资料需要占用较多地方等等,因此利用计算机来进行电缆资料的管理已势在必行。目前北京、上海等电缆总公里数较多的地方已开始运用微机进行资料管理,并取得较好效果。其中上海地区已开始应用一种先进的电缆地理信息管理系统(GIS),来进行电缆1∶2000 总图资料的管理。该GIS 系统具有以下一些主要应用功能:
(1)系统内数据库已输入运行电缆的所有资料信息,包括电缆线路名称、起始地点、制造厂家、安装日期、线路总长、埋设深度、接头信息、电缆参数(电压等级、型号、截面、长度等)、故障处理信息(故障日期、地点、性质、处理方法等),然后根据测绘部门提供的电子地图,将1∶500 的电缆竣工图纸上的电缆资料绘制到GIS 总图上,其图形信息与电缆资料信息一一对应。
(2)系统具有多功能的菜单信息,包括路面信息、直埋电缆信息、工井排管内信息、变电站信息、杆上变压器及分支箱内电缆信息等,显示的各种信息能任意缩放和移动,可供用户选择、变更、查询、统计、打印输出。
(3)系统具有多种选择的显示功能,如能根据线路名称显示该线路走向及有关信息;能显示指定地点的所在电缆线路及其相关信息;能显示满足组合查询条件的所有电缆线路及相关信息;能以不同颜色显示不同电压等级的电缆,并可分别或同时显示;能进行电缆管道信息以及相应剖面图的统计和查询等,使用起来十分方便。
(4) 系统中建立了扩展开发系统,使其能适应用户需要的不断变化,灵活地适应不断产生的新的业务需要。由于其中的电子地图是符合标准要求的,故联网后系统中电缆信息资料可供其他地下管线所属单位共享。GIS 中电缆总图管理是电缆地理信息管理系统的一部分,还只是宏观上的资料管理。目前1∶500 的GIS 系统的已开始进行开发,其存储及显示的资料信息将更加齐全,绘制出的图纸也将更加规范、统一,从而可以完全替代手工资料绘制,最终实现电缆资料的计算机系统管理,为电缆的运行和检修工作带来更大方便。
3、电缆的负荷监测
运行中的电缆出现过负荷将会缩短电缆的使用寿命和增加电缆线路的事故率,因此在实际工作中应认真做好电缆负荷的测量和监视工作,常见的工作包括用红外线测温仪来测量电缆终端接点温度,用热电耦温度计测量电缆外皮温度以及测量运行电缆的地温等。这些工作虽然能反映出电缆的一些运行情况,但不能有效地反映电缆终端、接头等电缆薄弱部分内部的运行状况。
例如TVS-100系列温度热像仪,它一种用来测量物体温度的非表面接触式温度热像仪,该仪器采用彩色液晶显示,能以10幅/s的速率观察物体,让使用者能够高精度地获取并记录物体内部各个部分的温度情况。该装置结构紧凑、重量轻,并具有摄像和图像处理系统,能获取数字化高质量的物体图像,还可自动跟踪温度,并记录回放的温度图,通过输出端子连接到微机上,在微机上进行图像数据分析。该仪器操作主要通过控制面板进行,能对图像进行自动和手动聚焦、选择温度测定点位置以及图像定格和特性显示。这种仪器特别适用于对电缆终端、接头等内部温度状况的监测和图像分析,能及时发现因过负荷而引起的局部发热情况,从而做到对运行电缆负荷的有效监测。
4、电缆安装新工艺的应用
随着电缆安装要求的不断提高,一些旧的施工工艺已不能适应现在的安装要求,而且用旧工艺施工后运行的电缆,其故障及缺陷也日益增多,所以针对电缆运行和检修中发现的问题,并通过对电缆事故的分析,应加快采用新工艺、新技术,从而提高电缆的运行水平,同时大大降低施工强度。
最为常见的新工艺主要有:①针对油纸电缆终端瓷套管易积污、发生污闪或雾闪故障以及超高压充油电缆维护麻烦、容易渗漏油的情况,加快各电压等级交联聚乙烯电缆的更新速度,其附件安装逐渐由预制式代替手工绕包;②针对户外鼎足式铸铁终端易受潮和户内尼龙终端易渗油的缺点,采用油纸热缩型终端来代替;③针对聚氯乙烯(PVC)低压电缆故障较多的现象,采用四芯等截面的交联聚乙烯低压电缆来代替;④针对电缆分支箱密封不良,容易进水的问题,采用全封闭插拔式分支箱来代替传统结构的分支箱等等。