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單芯鋼絲鎧裝電纜諸問題的探討

時間:2016-10-26閱讀:1277
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    通過試驗和現(xiàn)場資料的分析以及搜集到的資料表明,單芯鋼絲鎧裝電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計、選材和運(yùn)行合理性等諸多問題逐漸引起人們的關(guān)注。單芯鋼絲鎧裝電纜的鎧裝損耗越來越引起人們的關(guān)注,國內(nèi)采用單芯鋼絲鎧裝電纜給多處工程帶來麻煩和經(jīng)濟(jì)損失。用戶關(guān)注的敏感性及重視程度遠(yuǎn)大于電纜制造廠對這一問題的思考。資料[1]中對這一問題進(jìn)行了論述并列舉了國內(nèi)敷設(shè)單芯鋼絲鎧裝電纜線路情況。并提出國內(nèi)單芯電纜鋼絲鎧裝采用隔磁結(jié)構(gòu)是與世不同的“怪”產(chǎn)品。應(yīng)該與國外接軌,取消銅絲隔磁結(jié)構(gòu)。
    60年代中期敷設(shè)了上海過黃浦江電纜,選用意大利比瑞利的220kV充油鉛套PE護(hù)套鋁合金絲鎧裝,廠方采用非磁性鎧裝,消除鋼絲的磁損耗.能提高輸送容量。國外也有采用硬銅合金絲鎧裝(原文作者認(rèn)為采用非磁性鎧裝是一種誤導(dǎo))。60年代后期南京和安慶110KV充油單芯海纜工程曾設(shè)想生產(chǎn)非磁性鎧裝,因國內(nèi)沒有鋁合金絲產(chǎn)品,就改用銅絲隔磁設(shè)計。在鋼絲鎧裝中間均勻分布3到4根銅絲是單芯電纜外不形成閉合磁路。自從那時起至今國產(chǎn)超高壓單芯海纜全部采用隔磁結(jié)構(gòu)鎧裝。
    文章又列舉幾個引進(jìn)工程,220KV充油鉛套PE護(hù)套鋼絲鎧裝PLP外護(hù)層海纜。由日本住友供貨。采用φ8 mm鍍鋅鋼絲45根。為了提高輸送容量,在鉛套與PE護(hù)套間有24根扁平導(dǎo)線共240mm2。回流導(dǎo)體的作用是降低金屬套阻抗,以降低護(hù)套損耗提高輸送容量。1989年廈門集美至高崎跨海峽海纜,220Kv1×630mm2銅芯充油鉛套HDPE護(hù)層鋼絲鎧裝PLP外護(hù)層海纜。由法國阿爾卡貨。采用Φ7.6mm鍍鋅鋼絲41根。1998年北京供電局敷設(shè)在湖里的水底電纜,15kV 1×300mm2銅芯XLPE鉛套鋼絲鎧裝PE外護(hù)層電纜。由法國阿爾卡貨。鎧裝采用φ7 mm鍍鋅鋼絲23根。廠商認(rèn)為鋼絲表面鍍鋅,其排列不是十分緊密,鋼絲間被外護(hù)層的防腐劑(如瀝青)所填充,不會形成閉合的磁回路,不會產(chǎn)生額外的護(hù)套損耗。
    文章說國產(chǎn)單芯交流海底電纜鋼絲鎧裝的結(jié)構(gòu)自60年代開始至今一直采用隔磁鋼絲結(jié)構(gòu)設(shè)計。而所有國外進(jìn)口的單芯交流海底電纜的鋼絲全采用鍍鋅鋼絲設(shè)計,制造廠認(rèn)為從理論和實際運(yùn)行記錄上看沒有必要采取隔磁設(shè)計。為了使我國海纜的結(jié)構(gòu)與國外產(chǎn)品相似,文章作者的觀點(diǎn)是取消隔磁結(jié)構(gòu)。不僅是海纜,110kV XLPE電纜等都應(yīng)該作相應(yīng)的修改。
    以上是國內(nèi)外高壓和超高壓電纜用于水下敷設(shè)時單芯鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)方面的情況。對于35kV及以下電纜由于國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用銅絲隔磁結(jié)構(gòu),所以各個制造廠基本都是按標(biāo)準(zhǔn)制造。設(shè)計部門和使用部門也選用此類電纜。出問題的大有其在。
    首先探討單芯鋼絲鎧裝電纜在相同工作溫度和相同環(huán)境條件下為什么載流量要比非鎧裝電纜載流量要小得多?其中主要原因是鎧裝鋼絲損耗太大。在三角形排列情況下鋼絲的磁滯和渦流損耗是線芯損耗的3倍多。平面排列是線芯損耗的2倍多。即使是分離敷設(shè)(電纜中心之間距大于2倍的電纜外徑),鋼絲損耗也是線芯損耗的2倍多。載流量是非鋼絲鎧裝單芯電纜載流量的57%(相互接觸三角形排列)和64%(間隙為1個電纜外徑平面排列)。從熱阻方面考慮,有于鋼絲電纜比同截面的非鋼絲鎧裝電纜外徑大得多(大約1.2倍)。空氣中敷設(shè)時其外部熱阻要比非鋼絲鎧裝電纜小(大約是0.80%)。雖然鋼絲鎧裝多了內(nèi)襯層熱阻,其增加值與外部熱阻的減小幾乎相抵消。所以說鎧裝損耗在這里起著作用。這是載流量降低的主要原因。

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