单芯电缆分段长度的研究

２０１４年第３期　Ｎｏ．３　２０１４　电线电缆　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ　２０１４年６月　Ｊｕｎ．．２０ｌ４　

高压单芯电缆交叉互联接地方式优化研究　

邱昊，　郑志源　

（广东省电力设计研究院，广州５１０６６３）　

摘要：为优化高压单芯电缆交叉互联接地方式，首先对交叉互联接地方式的优缺点进行分析。指出交叉互联接　地方式的主要缺陷，来自金属护层感应环流的不可避免以及线路改造时接地方式改造的困难。讨论目前常用　的几种金属护层感应环流的抑制措施，指出它们在有效性和适用性上存在的问题，最后提出了金属护层接地　方式的优化方案，能有效地解决感应环流和线路改造困难等问题，可作为以后工程的推广方向。　关键词：接地方式；交叉互联；感应电压；感应环流；独立地网　中图分类号：ＴＭ７５７．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－６９０１（２０１４）０３－００３３－０５　

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｒｏｓｓ－Ｂｏｎｄｉｎｇ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡＣ　Ｓｉｎｇｌｅ－Ｃｏｒｅ　Ｃａｂｌｅ　

ＱＩＵ　Ｈａｏ。ＺＨＥＮＧ　Ｚｈｉ．ｙｕａｎ　

（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６６３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ—ｂｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡＣ　ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ　ｃａｂｌｅ，ｔｈｅ　ｍｅｒｉｔｓ　ａｎｄ　ｄｅｍｅｒｉｔｓ　ｏｆ　ｃｒｏｓｓ—ｂｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｔ　ｆｉｒｓｔ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｄｅｍｅｒｉｔｓ　ｌｉｅ　ｉｎ　ｉｎｅｖｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｓｈｅａｔｈ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｌｉｎｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ａｆｔｅｒ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｉｖｅｎ　ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ｂｅ　ｐｒｏｂｌｅｍａｔｉｃ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｉｆｆｉｅｕｌ—　ｔｙ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｇｉｖｅｎ　ａｔ　ｌａｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｃｒｏｓｓ—ｂｏｎｄｉｎｇ；ｉｎｄｕｃｅｄ　ｖｏｈａｇｅ；ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ；ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　

创新技术　：ｉ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　修等因素）及自然环境因素对护层环流的影　响，下面从护层环流稳态是否超标和护层　环流变化趋势两方面进行分析。　３．１护层环流超标的判断方法　线芯电流与护层环流成正比，线芯电　流增加，同时引起护层环流变大，对于特定　的电缆线路，在外部环境没有发生变化的　情况下，线芯电流与护层环流的比值基本稳　定，变化很小。故将线芯电流与护层环流的　比值作为判断护层环流超标的主要依据，护　层环流的绝对值作为辅助依据。即护层环　流的绝对值或线芯电流与护层环流的比值　超过设定闽值均可判断为环流异常。　３．２护层环流变化趋势分析　该方法主要是针对电缆接地线被盗　割，电缆对地短路等可以引起护层环流突　变的故障。系统运行过程中，线芯电流突变　会引起误判，为将线芯电流的干扰因素排　除，仍要采用线芯电流与护层环流的比值作　为判断依据，为实现对突变的判断，将该实　时比值与历史平均值比较，计算出比值变化　率。当变化率超过设定闽值时即可判断为　环流异常。　４利用故障行波进行故障定位　高压输电线路故障定位按采用线路模　型、应用原理和测量设备的不同，大致可以　分为行波法、阻抗法和故障分析法等。上述　故障定位方法基本上都是在输电线路停电　后，通过专用设备对电缆进行离线故障定　位，本文讨论的方法是对电缆线路护层环　流进行分布式在线监测，对护层环流的瞬　变、突变进行监测，捕获故障行波的波头信　号，通过分析故障波头到达各监测点的时　间顺序、方向以及时间差，定位故障发生的　电缆段和具体故障位置。　这种故障定位方法的难点在于分布式　安装于电缆线路沿线的监测终端如何进行　时间同步，针对这个问题，我们的解决方法　是：监控主机对监测终端通过通信电缆进　行广播授时，由于监测终端与监控主机距　离不同，监测终端收到授时脉冲沿的时间　也不同，在监控主机端，根据监控主机与监　测终端的距离，计算出授时信号到达监测　终端的延时数据，用于对监测终端上传的　故障信息的时间戳进行修正。监控平台对　各个监测终端上传的故障行波数据进行分　析，根据故障行波到达监－删终端的时间顺　序和时间差，从而实现电缆故障定位。　由图１可以看出，当电缆故障发生时，在　故障点左侧，故障头波先到达监测点Ｂ，后　到达监测点Ａ，在故障点右侧，故障头波先　到达监测点Ｃ，后到达监测点Ｄ，由此可以　判断故障发生在监测点Ｂ与监测点ｃ之间的　电缆段内，然后在根据ｔＢ和ｔＣ具体数值，即　可计算出故障发生的具体位置。　５护层环流在线监测及故障行波定位　系统　５．１系统概述　高压电缆一般敷设在电力隧道或管沟　内，所处环境恶劣，常年比较潮湿，雨季积　水严重，因此，护层环流在线监测及故障行　波定位系统的现场设备应能满足防尘防水　的要求。系统包括电流互感器、监测终端、　监控主机和监控中心．．系统示意图见图２。　５．２电流互感器　电流互感器采用开口式结构，二次绕　组必须可靠接地，以防止由于绝缘破坏后，　一次测高压危害设备及人身安全。电流互　感器安装在护层接地线上以后外加保护壳　防水材料灌封。　５．３监测终端　监测终端负责护层环流的采集、分析，　同时锁定高压电缆故障的故障行波波头信　息，并传送至监控主机。由于是远端供电，　线路损耗较大，传输到监测终端的能量有　限，监测终端需采用低功耗器件。终端外壳　采用压铸铝外壳，防护等级ＩＰ６８。　４．４监控主机　监控主机布置在电力隧道管沟就近的　变电站内进行数据采集，通过综合数据网　以ＴＣＰ／ＩＰ以太网接口的方式将监控信息　数据传至监控中心的电缆网综合智能数据　管理平台。　５．４监控中心　监控中心的后台数据处理软件和电缆　故障专家分析系统对护层环流数据及故障　行波信息进行分析，对环流异常情况及时　告警，确定发生故障的电缆段，进行故障定　位。监测中心的图形展示界面上闪烁显示并　自动将排障资料打［￣ｊｌ／存储系统数据库中，　通过语音、短信方式自动通知值班维护人　员。　６结语　金属护层环流监测及故障行波定位系　统可实现对电缆金属护层环流的实时监测　和电缆故障行波的锁定，通过分析比对，结　合电缆线路运行数据模型，可及时发现电　缆护层环流的异常，实现电缆故障及时有效　定位，提高电力系统安全运行水平。　参考文献　［１】贾欣，曹晓珑，喻明．单芯电缆计及护　套环流时载流量的计算［Ｊ］．高电压技　术，２００１，１（２５）．　［２］赖晓峰．电力电缆故障测距方法的研究　［Ｊ】．云南电力技术，２００６，３４（５）：ｌ　５一　】７．　（上接３９页）　械自动化的其他应用技术。　２．２实现机械自动化分析　直接迈向高度机械自动化必然是一个　失败的举动。在现在这个阶段，引入合适的　自动化设备，采用可通过更换复合制造单元　等部件进行快速调整的自动化设备组成流　水线，。时机成熟时实现全盘自动化。我针　对我国现在的国情，我国目前的机械制造　业，与发达国家相比，缺乏必要的投资能力　和技术经验，我国机械自动化的发展前景应　是采用合适的机械自动化发展方案，在这　种情况下盲目发展生产过程的全盘自动化　是不合适的，仍然存在着较大差距。我们要　在现阶段不断积累技术和经验，针对生产　批量和生产类型的不同，以自动机床、半自　动机床、组合机床等作为自动化设备，合理　研究吸收技术的精髓之处，大量相同产品　进行连续性流水作业的加工中，在对国外　的技术进行引进时，品种多的批量生产中，　为了实现成组自动化，为了我国机械自动化　技术的全面应用，从我国实际情况出发，创　造出适合我国发展的机械自动化理论，将理　论推向实际，要在不断的学习和发展中，达　到生产过程的全盘自动化的目标。了解其理　论基础。　３结语　保证我国机械制造自动化水平与国际　接轨是我国机械制造行业的前景和发展目　标，实现全面的机械制造自动化，，以这个　目标为准，我们要提高我国机械制造行业的　技术能力，提高我国机械制造行业的国际竞　争力，不断进行学习和研究。　参考文献　［１］谢卿，石礼兵．机械自动化技术的应用与　发展探Ｈ［Ｊ】．建材与装饰：下旬，２０１　３（９）：　１３６—１３７．　［２　Ｊ陈志刚．机械自动化技术应用与发展　前景［Ｊ】．江苏商报・建筑界，２０１　３（１　７）：　２９８－２９９．　【３】包怀晋．机械自动化技术的发展与应用　［Ｊ】．中国机械，２０１３（９）：１６．　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　４１

第ｌ４期总第２１６期　

２０１０年７月　内蒙古科技与经济　

Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｎｏ．１４，ｔｈｅ　２１６ｔｈ　ｉｓｓｕｅ　

Ｊｕ１．２０１０　

１　１　０ｋＶ单芯电缆载流量的研究　

王　屹　，刘　静　

（１．呼和浩特市光源电力安装有限责任公司，内蒙古呼和浩特０１００５０；　

２．内蒙古国电能源投资有限公司金山热电厂，内蒙古呼和浩特０１０１０６）　

摘要：文章以单芯电缆主绝缘的耐受温升为依据，对１ｌＯｋＶ单芯电缆的载流量进行了研究，用迭　

代法编程精确计算了单芯电缆金属护套在各种接地方式下的载流量，讨论了环流对栽流量的影响，并与　

ＩＥＣ直接计算所得结果进行了比较。　

关键词：单芯电缆；环流；载流量　

中图分类号：ＴＭ２４６　文献标识码：Ａ　文章编号：１Ｄ０７—６９２１（２０１Ｏ）１４一ＯＯ８４—０２　

本文以１１ＯｋＶ交联聚乙烯单芯电缆为研究对　

象，以电缆金属护套环流研究和计算为基础，以电缆　

发热为依据，用迭代法编程计算电缆载流量，讨论了　

护套环流对载流量的影响。并研究多回路并列运行　

对载流量的影响，编写相应软件，为运行人员提供理　

论依据和计算工具。　

１迭代法计算电缆载流量　

绝缘材料长期能够承受的最高温度是影响电缆　

载流量的一个主要因素。在绝缘材料长期和短期允　

许最高工作温度下，电缆可以在使用期内（３０年左　

右）安全可靠、经济合理地运行；反之，电缆工作温度　

过高，绝缘材料老化加速，电缆寿命缩短　所以选用　

电缆时除了充分考虑电气和机械性能外，还应仔细　

分析其热性能，使电缆在保证传输容量的条件下，电　缆的发热不超过容许限值　

电缆在运行时，线芯、绝缘层、金属护套和外护　

层均会发热而建立热流场［１］［　。考虑到电缆长期连　

续运行时温度随时间的变化不会很急剧，可以认为　

电缆建立的热流场是稳定的热流场。因而电缆载流　

量是给定基准条件下通过一系列热的计算。　

典型的直埋地下的单芯电缆（无铠装）的等值热　

单芯钢丝铠装电力电缆载流量试验研究

何文钧 张举位

摘要： 通过对铠装和非铠装、采用和不采用铜丝隔磁等结构的单芯电力电缆进行载流量试验，证明单芯铠装电力电缆的铠装层会产生大量的损耗，大大降低了电缆的载流量水平。采用通常的铜丝“隔磁”方式也不能有效降低铠装层损耗。

关键词：单芯钢丝铠装电力电缆、载流量、试验

1 问题的提出

单芯钢丝铠装电力电缆是一种常规产品。电线电缆制造厂基本上是依据有关国家标准进行设计和生产。GB12706规定“单芯电缆铠装应采用非磁性材料或采用减少磁损耗结构”；GB2952进一步规定“交流单芯电缆应采用非磁性材料铠装。当采用钢丝铠装时，应采用非磁性材料将其至少分成大致四等分。”

在实际生产中基本上是采用四根铜丝把铠装钢丝大致分成四等分来生产，这种结构也为一般用户所认可。而有关铠装层对电缆载流量的影响因为认为采取了上述措施之后已减少到可忽略不计。

那麽是不是果真如此呢。

2000年3月份，我公司供给遵义铁合金厂一批YJV32 8.7/10kV 1×400mm2交联电缆。该电缆单独为一台电炉变压器供电，负载电流约650~700安培（最大730安培）。电缆散热条件最差的地方在电缆隧道中。电缆隧道左右各有五层电缆托架，电缆托架一边放一些小电缆、控缆、照明线等，另一边放电力电缆。托架高度间隔约400mm，电缆隧道内温度约26~27℃，（环境温度约10℃）,隧道采用鼓风机强迫通风。我们提供的电缆单独放在一层托架上，电缆水平敷设，电缆间隔大致保持有一根电缆直径，电缆屏蔽铜带和铠装钢丝两端接地。据该厂介绍，电缆运行4小时后，电缆护套表面温度可达90℃以上。最初我们以为是由于电缆铜带和钢丝两端接地所致，要求对方改为单端接地后再试，结果情况依旧。我们又看了敷设在其他地方的几根电缆，一处为上述同型号同规格电缆，负载电流约400安培，护套表面温度手感最热处为52℃，（露天敷设、三角形排列、三根电缆紧挨，气温约10℃）。另一处电缆为YJV 1×240mm2 26/35kV，负载电流约550安培，6根电缆垂直平行敷设，间隔为0~30mm，电缆表面温度手感最热处为27℃，一般仅22~23℃（气温约10℃）。至此我们意识到单芯钢丝铠装电缆异常发热的原因可能与铠装有关，应该对其进行必要的试验来验证。