单芯10KV电力电缆安全运行的几点心得
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单芯10KV电力电缆安全运行的几点心得
河北金牛旭阳化工有限公司李燕峰
引言；随着工厂单套产能越来越大，用电负荷也随之增大。
设计电缆的截面也越来越大。
用三芯电缆的截面需要做的很大，重量，和弯曲半径也随之增加很多，受场地环境，施工敷设方法，人工，机械的限制。
给运输和施工带来许多困难，增加了许多工作量，也增加了安全隐患。
采用同截面单芯电缆，重量减少65%，弯曲半径缩短到原来的一半以下。
在很大程度降低了人工强度，给施工带来很大的便利。
单芯电缆多用于为重要的电源或重要设备供电，发生事故造成影响和损失是很大的，修复需要的时间长。
而如何做好电缆的安全运行有一些问题需要非常注意不可忽视。
关键词：单芯电缆长期持续允许载流量环境温度
单芯电缆的选型。
考虑各种因素影响确定载流量选择截面。
单芯电缆的持续允许载流量实在约定条件下单独敷设运行，线芯温度不超过按电缆使用寿命确定的温度值所通过的最大工作电流。
约定条件：在空气中敷设运行环境温度40度；直埋敷设运行土壤温度25度；土壤热阻系数120℃•cm/W..在实际中敷设条件和运行环境与约定条件会有差异。
在不同的敷设方式条件和运行环境中必须按照相关规范要求进行校正
一.环境温度的差异。
1.1.确定电缆的持续允许载流量应按照本地区气象温度多年最高温度的平均值，计入实际环境的温度影响
例如，在邢台地区，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-22.4℃，平均气温12.9℃。
户外空气中，电缆沟取值最热月日最高温度平均值 32℃. 户内电缆沟另加5℃
1.2.直埋时土壤热阻系数和空气中温度差异。
在土壤中直埋时周围土壤吸热和传导热量的能力决定着电缆的温升，也就是土壤的性质特征和水分均含量决定的。
引入表征坏境热阻的土壤热阻系数
电缆周围坏境热阻G越大，电缆的散热越差。
电缆的长期持续允许载流量就
区土壤热阻系数在200--300℃•cm/W.在上表内可以找到相对应的修正系数。
在上表内可以看到若其他条件相同敷设在土壤热阻系数较大地区电缆的长期持续允许载流量较小；反之较大。
土质对电缆的散热有很大的影响作用。
我们经常看到直埋土层下大截面电缆在挖开时电缆周围有2-3厘米沙土非常干燥，很明显的一圈干土。
如果是湿粘土电缆周围的土壤干燥程度变化不大。
沙土地直埋电缆时或电缆沟埋沙又无经常性水分补充时应按沙质情况考虑土壤热阻系数必须≥200℃•cm/W。
直埋干燥或潮湿土壤中，未采取避免水分迁移的措施选取土壤热阻系数必须≥200℃•cm/W.在正常情况下选取的电缆允许载流量必须降容，根据周围温度降10%-20%。
来保证电缆温升在允许范围内。
1.3.除土壤热阻修正系数外，当电缆周围温度Ø。
发生变化时电缆的长期持续允许载流量也随之发生变化。
周围温度Ø。
越高电缆载流量越小，就是说电缆的载流量在冬天和在夏天是不一样。
按冬天条件选择电缆在夏天会过负荷运行会温度过高带来隐患。
附表3不同土壤和空气温度下的载流量修正系数K3【YJV电缆长期允许工作温度90℃】
修正
1.4.多根电缆并列的影响。
电缆并列敷设时运行时产生的热量相对单根更难发散，载流量较单根要小些。
并列敷设的越多则允许载流量就越小。
由下表可以看出电缆并列敷设时间距最好大于300 cm（或电缆直径5倍以上）来保证电缆散热和故障时减少对其他电缆的影响。
大致可以得出电缆实际载流量I°＝I'•K2•K3•K4 [I'为约定条件下单根允许载流量]，这样基本可以认定。
实际应用中还有其他因素加以考虑。
另外，避免电缆户外架空敷设无遮阳时的日光直射。
夏季阳光直射电缆，使电缆表面温升很高[40度以上]造成线芯散热困难，绝缘温度过高，危及电缆安全运行。
紫外线对塑料的老化作用，缩短了电缆的使用寿命。
二.电缆电压等级的选择。
根据单相接地时系统中出现的最高电压的有效值确定。
第一类，用于单相接地时间每次不超过一分钟，或最长不超过8小时，每年累计不超过125小时的系统。
电压等级6.0\10.0KV,绝缘厚度3.4毫米。
用于不重要的一般性负荷。
第二类，用于单相接地时间更长的系统及对电缆绝缘性能要求高的场合。
电压等级8.7\15.0KV，绝缘厚度4.5毫米。
重要的电源，发电机出线等。
在不确定的情况下建议采用第二类电压等级，投资增加不会超过5%，但使整个系统对过电压的耐受程度提高了一个等级，预防了不可预知情况下产生的过电压和更长时间的过电压。
三.单芯电缆的金属护层{铜屏蔽}接地。
三芯电缆是由于三个线芯通过三相交流电，磁势抵消，磁链平衡。
.在正常状态下电缆的金属护层是没有电流通过的。
而单芯电缆的线芯与金属护层可以看做变压器初级与次级的关系。
当线芯通过交流电时产生的磁力线与金属护层交链，时金属护层产生感应电压，大小与电缆长度和电流成正比。
如果单芯电缆的金属护层两端同时接地运行，就会在单芯电缆的金属护层形成环流。
线芯和金属护层同时发热升温，加速了绝缘老化，缩短了电缆寿命。
另，单芯电缆金属护层两端的接地网不是同一个而又未进行等电位连接，两个接地网之间就会存在电位差；会在金属护层流过电流{环流}，使金属护层发热升温。
所以考虑采用引入电缆护层保护器。
在电缆距离较长时采用一端经护层保护器接地，另一端直接接地的方式[要求未采取防触碰措施的电缆金属护层任一点的电压小于50V;采取防触碰措施的电缆金属护层任一点的电压小于100V;] 。
平时护层保护器对地绝缘相当一个断开点使金属护层电流形不成环流。
当系统过电压时金属护层感应的电压达到一定值时，保护器动作接地释放电流。
保证电缆金
属护层不产生过电压和外护套绝缘良好不击穿，达到安全运行的要求。
四. 同一相多根电缆的并列使用，同一相单芯电缆的并列除考虑并列系数修正之外还有其他要素。
要求并列的电缆为同一厂家.同一批次生产的同型号规格的电缆。
而且单芯电缆的直流电阻必须相同，所截用单芯电缆的长度也必须相同。
在单芯电缆的终端头制作.线芯与设备接引上严格控制工艺要求。
这些要求和措施来保证并列的每根电缆的电阻相同，使电流在并列的每根电缆均匀分配。
否则由于每根电缆电阻不同，造成电流分配不均，使电阻小的电缆过负荷，温度升高.损坏绝缘.报废电缆。
五. 单芯电缆在地沟内的敷设要求。
作为重要设备和供电电源的电缆最好单独敷设。
不同回路在地沟内的两侧支架排列，距离最好不小于1米。
地沟高度不小于1.5米为益便于施工.检修和故障处理
室外地沟必须考虑雨季排水，排水坡度不小于5%.不能积水长时间在沟内积聚浸泡电缆，电缆非常忌讳长时间雨水浸泡。
水分会从护套的破损处【薄弱处】进入，侵蚀护套.腐蚀屏蔽层，进而侵入交联绝缘逐渐在绝缘内形成水树枝。
在电压的作用下进一步演变成电树枝；最后击穿绝缘，缩短电缆寿命，造成电缆损坏和接地事故。
电缆在支架上摆放每根之间的距离要大于10厘米，上下层之间电缆交叉之间摆放，层与层之间≥40厘米。
我公司进线电缆层与层之间为15厘米共三层，相邻电缆距离在2-3厘米。
在09年7月发生单相接地事故4小时，接地点底层电缆放电燃烧烧毁，将相邻电缆烧毁.绝缘损坏；将上层电缆烧毁.绝缘损坏；将顶层的电缆护套烧坏。
所以我们要采用比规范更大的距离和更高的标准，来保证事故范围不扩大。
结束语：单芯电缆施工和使用比三芯电缆有更高的要求；结构上的防护低于三芯电缆。
在各方面要更加重视和加强。
作为生产装置传输能量和动力的电缆是一经投资长期运行的产品，对可靠性和使用寿命方面有较高的要求。
严格按照产品的适用性和使用规范进行合理选型.正确设计和无缺陷施工具有重要意义
文献参考：GB50217-94«电力工程电缆设计规范»
GB50168-2006«电气装置安装工程电缆施工及验收规范»
«电力电缆实用技术»中国水利电力出版社于景丰赵峰 2002
上海胜华电缆选型手册 2005
河北劲超电缆选型手册 2008。
