定義
電纜通常是由幾根或幾組導線[每組至少兩根]絞合而成的類似繩索的電纜,每組導線之間相互絕緣,並常圍繞著一根中心扭成,整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。多架設在空中或裝在地下、水底,用於電訊或電力輸送。1832年,沙俄退伍軍官許林格將電報線路埋在地下,六根導線之間彼此用橡膠絕緣後同放在玻璃管內,這就是世界上最早的一條地下電纜。 由一根或多根相互絕緣的導電線心置於密封護套中構成的絕緣導線。其外可加保護覆蓋層,用於傳輸、分配電能或傳送電信號。它與普通電線的差別主要是電纜尺寸較大,結構較複雜。電纜主要由以下4部分組成。①導電線心:用高電導率材料(銅或鋁)製成。根據敷設使用條件對電纜柔軟程度的要求,每根線心可能由單根導線或多根導線絞合而成。②絕緣層:用作電纜的絕緣材料應當具有高的絕緣電阻,高的擊穿電場強度,低的介質損耗和低的介電常數。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯、橡皮等。電纜常以絕緣材料分類,例如油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯電纜、交聯聚乙烯電纜等。③密封護套:保護絕緣線心免受機械、水分、潮氣、化學物品、光等的損傷。對於易受潮的絕緣,一般採用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保護密封護套免受機械損傷。一般採用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜),鎧裝層同時起電場禁止和防止外界電磁波干擾的作用。為了避免鋼帶、鋼絲受周圍媒質的腐蝕,一般在它們外面塗以瀝青或包繞浸漬黃麻層或擠壓聚乙烯、聚氯乙烯套。
電纜按其用途可分為電力電纜、通信電纜和控制電纜等。與架空線相比,電纜的優點是線間絕緣距離小,占地空間小,地下敷設而不占地面以上空間,不受周圍環境污染影響,送電可靠性高,對人身安全和周圍環境干擾小。但造價高,施工、檢修均較麻煩,製造也較複雜。因此,電纜多套用於人口密集和電網稠密區及交通擁擠繁忙處;在過江、過河、海底敷設則可避免使用大跨度架空線。在需要避免架空線對通信干擾的地方以及需要考慮美觀或避免暴露目標的場合也可採用電纜。
電線電纜
電線電纜是指用於電力、通信及相關傳輸用途的材料。“電線”和“電纜”並沒有嚴格的界限。通常將芯數少、產品直徑小、結構簡單的產品稱為電線,沒有絕緣的稱為裸電線,其他的稱為電纜;導體截面積較大的(大於6平方毫米)稱為大電線,較小的(小於或等於6平方毫米)稱為小電線,絕緣電線又稱為布電線。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。
電線電纜命名
電線電纜的完整命名通常較為複雜,所以人們有時用一個簡單的名稱(通常是一個類別的名稱)結合型號規格來代替完整的名稱,如“低壓電纜”代表0.6/1kV級的所有塑膠絕緣類電力電纜。電線電纜的型譜較為完善,可以說,只要寫出電線電纜的標準型號規格,就能明確具體的產品,但它的完整命名是怎樣的呢?
電線電纜產品的命名有以下原則:
1、產品名稱中包括的內容
(1)產品套用場合或大小類名稱
(2)產品結構材料或型式;
(3)產品的重要特徵或附加特徵
基本按上述順序命名,有時為了強調重要或附加特徵,將特徵寫到前面或相應的結構描述前。
2、結構描述的順序
產品結構描述按從內到外的原則:導體-->絕緣-->內護層-->外護層-->鎧裝型式。
3、簡化
在不會引起混淆的情況下,有些結構描述省寫或簡寫,如汽車線、軟線中不允許用鋁導體,故不描述導體材料。
案例:
額定電壓8.7/15kV阻燃銅芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜
“額定電壓8.7/15kV”——使用場合/電壓等級
“阻燃”——強調的特徵
“銅芯”——導體材料
“交聯聚乙烯絕緣”——絕緣材料
“鋼帶鎧裝”——鎧裝層材料及型式(雙鋼帶間隙繞包)
“聚氯乙烯護套”——內外護套材料(內外護套材料均一樣,省寫內護套材料)
“電力電纜”——產品的大類名稱
與之對應的型號寫為ZR-YJV22-8.7/15,型號的寫法見下面的說明。
型號
電線電纜的型號組成與順序如下:
[1:類別、用途][2:導體][3:絕緣][4:內護層][5:結構特徵][6:外護層或派生]-[7:使用特徵]
1-5項和第7項用拼音字母表示,高分子材料用英文名的第位字母表示,每項可以是1-2個字母;第6項是1-3個數字。
型號中的省略原則:電線電纜產品中銅是主要使用的導體材料,故銅芯代號T省寫,但裸電線及裸導體製品除外。裸電線及裸導體製品類、電力電纜類、電磁線類產品不表明大類代號,電氣裝備用電線電纜類和通信電纜類也不列明,但列明小類或系列代號等。
第7項是各種特殊使用場合或附加特殊使用要求的標記,在“-”後以拼音字母標記。有時為了突出該項,把此項寫到最前面。如ZR-(阻燃)、NH-(耐火)、WDZ-(低煙無鹵、企業標準)、-TH(濕熱地區用)、FY-(防白蟻、企業標準)等。
數字標記 鎧裝層 外被層或外護套
0 無 ---
1 聯鎖鎧裝 纖維外被
2 雙層鋼帶 聚氯乙烯外套
3 細圓鋼絲 聚乙烯外套
4 粗圓鋼絲
5 皺紋(軋紋)鋼帶
6 雙鋁(或鋁合金)帶
8 銅絲編織
9 鋼絲編織
套用分類
1、電力系統電力系統採用的電線電纜產品主要有架空裸電線、匯流排(母線)、電力電纜(塑膠線纜、油紙力纜(基本被塑膠電力電纜代替)、橡套線纜、架空絕緣電纜)、分支電纜(取代部分母線)、電磁線以及電力設備用電氣裝備電線電纜等。
2、信息傳輸系統
用於信息傳輸系統的電線電纜主要有市話電纜、電視電纜、電子線纜、射頻電纜、光纖纜、數據電纜、電磁線、電力通訊或其他複合電纜等。
3、機械設備、儀器儀表系統
此部分除架空裸電線外幾乎其他所有產品均有套用,但主要是電力電纜、電磁線、數據電纜、儀器儀表線纜等。
主要分類
1、裸電線及裸導體製品本類產品的主要特徵是:純的導體金屬,無絕緣及護套層,如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等;加工工藝主要是壓力加工,如熔煉、壓延、拉制、絞合/緊壓絞合等;產品主要用在城郊、農村、用戶主線、開關櫃等。
2、電力電纜
本類產品主要特徵是:在導體外擠(繞)包絕緣層,如架空絕緣電纜,或幾芯絞合(對應電力系統的相線、零線和地線),如二芯以上架空絕緣電纜,或再增加護套層,如塑膠/橡套電線電纜。主要的工藝技術有拉制、絞合、絕緣擠出(繞包)、成纜、鎧裝、護層擠出等,各種產品的不同工序組合有一定區別。
產品主要用在發、配、輸、變、供電線路中的強電電能傳輸,通過的電流大(幾十安至幾千安)、電壓高(220V至500kV及以上)。
3、電氣裝備用電線電纜
該類產品主要特徵是:品種規格繁多,套用範圍廣泛,使用電壓在1kV及以下較多,面對特殊場合不斷衍生新的產品,如耐火線纜、阻燃線纜、低煙無鹵/低煙低鹵線纜、防白蟻、防老鼠線纜、耐油/耐寒/耐溫/耐磨線纜、醫用/農用/礦用線纜、薄壁電線等。
4、通訊電纜及光纖(簡略介紹)
隨著近二十多年來,通訊行業的飛速發展,產品也有驚人的發展速度。從過去的簡單的電話電報線纜發展到幾千對的話纜、同軸纜、光纜、數據電纜,甚至組合通訊纜等。
該類產品結構尺寸通常較小而均勻,製造精度要求高。
5、電磁線(繞組線)
主要用於各種電機、儀器儀表等。
電線電纜的衍生/新產品
電線電纜的衍生/新產品主要是因套用場合、套用要求不同及裝備的方便性和降低裝備成本等的要求,而採用新材料、特殊材料、或改變產品結構、或提高工藝要求、或將不同品種的產品進行組合而產生。
採用不同材料如阻燃線纜、低煙無鹵/低煙低鹵線纜、防白蟻、防老鼠線纜、耐油/耐寒/耐溫線纜等;
改變產品結構如:耐火電纜等;
提高工藝要求如:醫用線纜等;
組合產品如:OPGW等;
方便安裝和降低裝備成本如:預製分支電纜等。
基本結構
電線電纜的套用電力系統:電力系統採用的電線電纜產品主要有架空裸電線、匯流排(母線)、電力電纜(塑膠線纜、油紙力纜(基本被塑膠電力電纜代替)、橡套線纜、架空絕緣電纜)、分支電纜、電磁線以及電力設備用電氣裝備電線電纜等。
信息傳輸系統:用於信息傳輸系統的電線電纜主要有市話電纜、電視電纜、電子線纜、射頻電纜、光纜、數據電纜、電磁線、電力通訊或其他複合電纜等。
機械設備、儀器儀表系統:除架空裸電線外幾乎其他所有產品均有套用,但主要是電力電纜、電磁線、數據電纜、儀器儀表線纜等。
電線電纜的基本結構
導體:傳導電流的物體,電線電纜的規格都以導體的截面表示。
絕緣:將絕緣材料按其耐受電壓程度的要求,以不同的厚度包復在導體外面而成。
保護層:保護電纜的部分。
注意事項
一、電線電纜選用的一般原則在選用電線電纜時,一般要注意電線電纜型號、規格(導體截面)的選擇。
⒈電線電纜型號的選擇
選用電線電纜時,要考慮用途,敷設條件及安全性;例如:
根據用途的不同,可選用電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等;
根據敷設條件的不同,可選用一般塑膠絕緣電纜、鋼帶鎧裝電纜、鋼絲鎧裝電纜、防腐電纜等;
根據安全性要求,可選用阻燃電纜、無鹵阻燃電纜、耐火電纜等。
⒉電線電纜規格的選擇
確定電線電纜的使用規格(導體截面)時,一般應考慮發熱,電壓損失,經濟電流密度,機械強度等選擇條件。
根據經驗,低壓動力線因其負荷電流較大,故一般先按發熱條件選擇截面,然後驗算其電壓損失和機械強度;低壓照明線因其對電壓水平要求較高,可先按允許電壓損失條件選擇截面,再驗算發熱條件和機械強度;對高壓線路,則先按經濟電流密度選擇截面,然後驗算其發熱條件和允許電壓損失;而高壓架空線路,還應驗算其機械強度。若用戶沒有經驗,則應徵詢有關專業單位或人士的意見。一般電線電纜規格的選用參見下表:
2、本表計算容量是以三相380V、Cosφ=0.85為基準,若單相220V、Cosφ=0.85,容量則應× 1/3。
3、當環境溫度較高或採用明敷方式等,其安全載流量都會下降,此時應選用較大規格;當用於頻繁起動電機時,應選用大2~3個規格。
4、本表聚氯乙烯絕緣電線按單根架空敷設方式計算,若為穿管或多根敷設,則應選用大2~3個規格。
5、以上數據僅供參考,最終設計和確定電纜的型號和規格應參照有關專業資料或電工手冊。
二、電線電纜的使用特性
產品使用特性詳見具體產品介紹。
三、電線電纜的運輸和保管
1、運輸中嚴禁從高處扔下電纜或裝有電纜的電纜盤,特別是在較低溫度時(一般為5℃左右及以下),扔、摔電纜將有可能導致絕緣、護套開裂。
2、儘可能避免在露天以裸露方式存放電纜,電纜盤不允許平放。
3、吊裝包裝件時,嚴禁幾盤同時吊裝。在車輛、船舶等運輸工具上,電纜盤要用合適方法加以固定,防止互相碰撞或翻倒,以防止機械損傷電纜。
4、電纜嚴禁與酸、鹼及礦物油類接觸,要與這些有腐蝕性的物質隔離存放.貯存電纜的庫房內不得有破壞絕緣及腐蝕金屬的有害氣體存在。
5、電纜在保管期間,應定期滾動(夏季3個月一次,其他季節可酌情延期)。滾動時,將向下存放盤邊滾翻朝上,以免底面受潮腐爛。存放時要經常注意電纜封頭是否完好無損。
6、電纜貯存期限以產品出廠期為限,一般不宜超過一年半,最長不超過二年。
四、電線電纜的安裝與施工
電線電纜敷設安裝的設計和施工應按 GB 50217-94《電力工程電纜設計規範》等有關規定進行,並採用必要的電纜附屬檔案(終端和接頭)。供電系統運行質量、安全性和可靠性不僅與電線電纜本身質量有關,還與電纜附屬檔案和線路的施工質量有關。
通過對線路故障統計分析,由於施工、安裝和接續等因素造成的故障往往要比電線電纜本體缺陷造成的故障可能性大得多。因此要正確地選用電線電纜及配套附屬檔案,除按規範要求進行設計和施工外,還應注意如下幾個方面的問題:
1、電纜敷設安裝應由有資格的專業單位或專業人員進行,不符合有關規範規定要求的施工和安裝,有可能導致電纜系統不能正常運行。
2、人力敷設電纜時,應統一指揮控制節奏,每隔1.5~3米有一人肩扛電纜,邊放邊拉,慢慢施放。
3、機械施放電纜時,一般採用專用電纜敷設機並配備必要牽引工具,牽引力大小適當、控制均勻,以免損壞電纜。
4、施放電纜前,要檢查電纜外觀及封頭是否完好無損,施放時注意電纜盤的鏇轉方向,不要壓扁或刮傷電纜外護套,在冬季低溫時切勿以摔打方式來校直電纜,以免絕緣、護套開裂。
5、敷設時電纜的彎曲半徑要大於規定值。在電纜敷設安裝前、後用 1000V兆歐表測量電纜各導體之間絕緣電阻是否正常,並根據電纜型號規格、長度及環境溫度的不同對測量結果作適當地修正,小規格(10mm 2 以下實芯導體)電纜還應測量導體是否通斷。
6、電纜如直埋敷設,要注意土壤條件,一般建築物下電纜的埋設深度不小於0.3米,較鬆軟的或周邊環境較複雜的,如耕地、建築施工工地或道路等,要有一定的埋設深度(0.7~1米),以防直埋電纜受到意外損害,必要時應豎立明顯的標誌。
阻燃電纜
阻燃電纜:指在規定試驗條件下,試樣被燃燒,在撤去試驗火源後,火焰的蔓延僅在限定範圍內,殘焰或殘灼在限定時間內能自行熄滅的電纜。它的根本特性是:在火災情況下有可能被燒壞而不能運行,但可阻止火勢的蔓延。通俗地講,電纜萬一失火,能夠把燃燒限制在局部範圍內,不產生蔓延,保住其他的各種設備,避免造成更大的損失。根據電纜阻燃材料的不同,阻燃電纜分為含鹵阻燃電纜及無鹵低煙阻燃電纜兩大類。
其中含鹵阻燃電纜的絕緣層、護套、外護層以及輔助材料(包帶及填充)全部或部分採用含滷的聚乙烯(PVC)阻燃材料,因而具有良好的阻燃特性。但是在電纜燃燒時會釋放大量的濃煙和鹵酸氣體,鹵酸氣體對周圍的電氣設備有腐蝕性危害,救援人員需要帶上防毒面具才能接近現場進行滅火。電纜燃燒時給周圍電氣設備以及救援人員造成危害,不利於滅火救援工作,從而導致嚴重的“二次危害”。而無鹵低煙阻燃電纜的絕緣層、護套、外護層以及輔助材料(包帶及填充)全部或部分採用的是不含滷的交聯聚乙烯(XLPE)阻燃材料,不僅具有更好的阻燃特性,而且在電纜燃燒時沒有鹵酸氣體放出,電纜的發煙量也小,發煙量也接近於公認的“低煙”水平。
按國家標準GB12666.5-90《成束電線電纜燃燒試驗方法》中規定——從成品電線電纜上截取試樣,每根試樣的長度為3.5m,試樣的根數按成束電線電纜每米長度所含非金屬材料的不同體積分為三種類別:
A類:試樣根數應使每米所含的非金屬材料的總體積為7L(升)。
B類:試樣根數應使每米所含的非金屬材料的總體積為3.5L。
C類:試樣根數應使每米所含的非金屬材料的總體積為1.5L。
用噴燈火焰燃燒試樣,A類和B類試樣供火時間40min(分),C類試樣供火時間20min,如試樣炭化部分所達到的高度不超過2.5m,則判定試驗結果為合格。
A類阻燃最為嚴格,B類阻燃要求較高,均適用於對阻燃要求較為嚴格的場合,C類阻燃為一般阻燃,適用於大多數要求阻燃的場合。用戶在訂購阻燃電纜時應根據需要在7.2條規定的型號“ZR”後註明類別代號“(A)”或“(B)”。
選用時注意事項:
(1)由於含鹵阻燃電纜(包括阻燃電纜、低鹵低煙阻燃電纜)在燃燒時會釋放具有腐蝕性的鹵酸氣體,大大阻礙消防工作從而耽誤救火時間並加劇火勢蔓延,因此在人口密度較高的公眾場所應儘量設計選用無鹵低煙阻燃電纜。
(2)在人口密度較小的作業區可以選用任意一種阻燃電纜。
(3)阻燃電纜分為A、B、C3類,其中A類阻燃電纜性能較B、C類更優,價格也最貴。設計人員提供訂貨清冊時應標明阻燃電纜的類別。
(4)從外觀上無法區分阻燃電纜的A、B、C類別,只有靠製造廠家進行供貨保證,因此在設計選用時應慎重選擇電纜製造廠家。
(5)無鹵低煙阻燃電纜與含鹵阻燃電纜相比,有低腐蝕、低煙的優點,但電性能及機械性能明顯降低,所以在進行電纜敷設時,無鹵低煙阻燃電纜應較含鹵阻燃電纜有更大的彎曲半徑。
(6)在進行電纜敷設設計時,不宜將非阻燃電纜和阻燃電纜並列敷設,不宜將不同阻燃類別的阻燃電纜並列敷設。
分類及選用
耐火電纜:指在規定試驗條件下,試樣在火焰中被燃燒,在一定時間內仍能保持正常運行的性能。它的根本特性就是:電纜在燃燒條件下仍然能維持該線路一段時間的正常工作。通俗地講就是,萬一失火,電纜不會一下就燃燒,迴路比較安全。因此耐火電纜與阻燃電纜的主要區別是:耐火電纜在火災發生時能維持一段時間的正常供電,而阻燃電纜不具備這個特性。該電纜主要使用在應急電源至用戶消防設備、火災報警設備、通風排煙設備、導行燈、緊急電源插座、緊急用電梯等供電迴路。普通耐火電纜分為A類和B類:B類電纜能夠在750℃~800℃的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少90min而電纜不被擊穿(即3A保險絲不熔斷)。在改進耐火層製造工藝和增加耐火層等方法的基礎上又研製了A類耐火電纜,它能夠在950℃~1 000℃的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少90min而電纜不被擊穿(即3A保險絲不熔斷)。A類耐火電纜的耐火性能優於B類。選用事項:
(1)當耐火電纜用於電纜密集的電纜隧道、電纜夾層中,或位於油管、油庫附近等易燃場所時,應首先選用A類耐火電纜。除上述情況外且電纜配置數量少時,可採用B類耐火電纜。
(2)耐火電纜大多用作應急電源的供電迴路,要求火災時正常工作。由於火災時環境溫度急劇上升,為保證線路的輸送容量,降低壓降,對於供電線路較長且嚴格限定允許電壓降的迴路,應將耐火電纜截面至少放大一檔。
(3)耐火電纜不能當作耐高溫電纜使用。
(4)為降低電纜接頭在火災事故中的故障機率,在安裝中應儘量減少接頭數量,以保證線路在火災中能正常工作。如果需要做分支接線,應對接頭做好防火處理。
電力電纜
(一) 能長期、安全可靠地傳輸大容量電能的絕緣電源稱為“電力電纜”。電力電纜是導體外包有優質絕緣材料,並有各種保護層的電纜。它的主要功能與架空導線一樣,在電力系統中傳輸和分配大容量的電能用。與架空線的區別是電力電纜可在各種環境下敷設,安全隱蔽、不受外界氣候變化的干擾;以及可以較少維護,經久耐用(一般要求40年以上)。但電力電纜的結構比較複雜,製造工序多,產品價格要比架空導線高出幾十倍;因此一般套用於不適應採用架空線路的場合,如城市中輸配電線路和工礦企業的動力引入與廠區的主幹電力線路中;以及跨越江河鐵路站場,貫穿地下隧道等。實際上電力線路是架空導線與電力電纜共同組成的,架空導線側重於產生電源的輸、變、配電部分,而電力電纜側重使用於配電、用電端,因此,中低壓電力電纜的生產量占98%以上。
隨著中國經濟水平的迅速提高,電力電纜在電力系統中的比例不斷增加。如城市中心區的中、低壓架空線路將逐步改為隱蔽的電纜線路,市郊和中心城鎮將採用架空絕緣電纜。
(二) 電力電纜應具有下列技術特性
1,能長期承受較高乃至極高的工作電壓,應具有非常優良的電絕緣性能,因此電力電纜按使用電壓級可分為:低壓(1千伏及以下)、中壓(6——35千伏)、高壓(66——330千伏)、超高壓(500千伏及以上)。
2,能傳輸很大的電流(幾百安乃至幾千安),因此會採用截面積為幾百乃至幾千平方毫米的導電線芯。同時要求所用絕緣及其他材料具有優良的耐熱老化性能,而整體結構能保持熱平衡。
3,為使電纜能適應各種敷設方式和使用環境(地下、水中、溝管、隧道、豎井),必須採用多種組合的保護層結構。
事實上,電力電纜所依託的高壓絕緣技術、大電流傳輸技術以及結構平衡、護層結構等均代表了電工學科中這幾方面的學術水平。
(三) 製造電力電纜的工藝設備主要有絞線機,絕緣包覆設備,成纜機(將3——5根絕緣線芯絞合成纜),內、外護套擠包機以及鎧裝(鋼帶、鋼絲鎧裝)設備。其中,不同的絕緣結構採用不同的設備,且工藝技術要求極高。
(四) 電力電纜均使用於電力系統中,因此一般不再分小類,而是按不同絕緣材料或結構分出系列作為分類。
電力電纜的產品系列有:
1, 聚氯乙稀絕緣電力電纜 由於聚氯乙稀塑膠價格便宜,物理機械性能較好,擠出工藝簡單,但絕緣性能一般。因此大量用來製造1千伏及以下的低壓電力電纜,供低壓配電系統用,年產量達十多萬公里。如採用加了電壓穩定劑的絕緣料,允許上產6千伏級的電纜。
2, 交聯聚乙烯絕緣電力電纜 由於聚乙烯是電絕緣性能最好的塑膠,加上經過高分子交聯後成為熱固性材料,因此其電性能好,機械性能和耐熱性好。近二十年來,已成為中國中、高壓電力電纜的主導品種,可適用於6——330千伏的各個電壓級中。
近年來,1千伏低壓電纜的交聯化已成為一個技術方向,關鍵是降低絕緣厚度使之在價格上能與聚氯乙稀電纜競爭。
3,粘性油浸漬絕緣電力電纜 在1992年前是中國中壓電纜的主導產品。這是電力電纜的經典結構,已有百多年的歷史,電、熱性能裕度大,使用壽命長(國內還在用1923年敷設的進口電纜)。但由於生產工序多,周期長,材料來源少等,已被交聯聚乙烯電纜所取代。
4,充油電纜 是另一種結構的油紙電纜,採用薄型絕緣紙繞包後,用低粘度油在壓力下填充間隙中。適用於66——500千伏。從上世紀六十年代起是中國高壓電纜的唯一產品,但近年來也已被交聯聚乙烯絕緣高壓電纜所取代。
5,橡皮絕緣電力電纜 是一種柔軟的,使用中可以移動的電力電纜,主要用於企業經常需要變動敷設位置的場合。採用天然橡膠絕緣,電壓等級主要是一千伏,可以生產6千伏級。
6,架空絕緣電纜 實質上是一種帶有絕緣的架空導線,由於仍架設在電桿上,其絕緣設計裕度可小於電力電纜。絕緣可採用聚氯乙稀或交聯聚乙烯。一般製成單芯,但也可將3——4相絕緣芯絞合成一束,不加護套,稱為集束型架空電纜。
變頻電纜
近二十年來變頻調速電機在國內外有很大的發展,年增長率略超過10% ,而直流傳動年增長率為3-4% 。變頻電機具有較多的優點,如設備投資費用少,結構簡單,體積小,成本低,節能,調速範圍大,具有恆功率、恆轉速的特性,使用方便,容量大等等。因此當前在冶金、礦山、鐵路等工業方面廣泛地使用,最近在家用電器同樣也大量套用。——江蘇賽德變頻調速技術關係到變頻電機、變頻電源和連線電纜,這段電纜長度並不很長,截面也不很大,絕緣性能屬於電力電纜範疇,因為實際的工作頻率為30~300 Hz ,常簡稱為變頻電纜,當前常選用交聯聚乙烯為絕緣材料。
大概三十年前,電纜研究所開發和生產過中頻電纜,這也可稱得上是目前變頻電纜的前身,其工作頻率為100~400 Hz ,提供電源的設備是由直流電機驅動的中頻發電機組,改變直流電機轉速來調節發電機的輸出頻率,中頻電壓的波形能維持形狀規則的正弦波,當時電纜的設計思路是降低線路阻抗和集膚效應,採取同軸電纜和擴大內導體直徑,電纜在冶金工業上套用效果十分良好。
目前的變頻電源是通過可控矽元件調頻,較大程度上改變了波形特性,從而對電機和電纜帶來了新問題。
一、變頻電纜的工作特點
1.脈衝電壓對絕緣的影響 變頻電源的頻率調節範圍較寬,不論頻率高低,具有一個主頻率的波形輪廓,它包含了許多高次諧波,作為一種行波經多次反射,幅值疊加可達到工作電壓數倍,電纜越長,幅值越高,若電纜絕緣安全係數不高,可能被擊穿。石油開採用3000多米長的潛油泵電纜,在工頻下能長期正常運行,可是在變頻條件下,電纜才投入運行數小時即發生擊穿,說明脈衝過電壓的危害性,所以預防是必要的。由於交聯絕緣電力電纜的耐壓水平較高,電纜長度一般在300米以內,多年來的運行未發生擊穿事件,儘管如此,絕緣厚度及工藝應加以重視,實心絕緣是可靠的,繞包絕緣是不適合的。
2.電纜本體對外發射電磁波 一般變頻家用電器為單相供電,長度很短,功率也較小,設計時已將變頻電源、連線電纜和變頻電機一併設定在金屬殼內,抑制了電磁波對外發射。但是在工業領域內,電機功率較大,連線變頻電機和變頻電源之間的電纜長度長,在工作時電纜就是高頻電磁波向外發射的有效載體,對於周圍鄰近地區的通信工具(如無繩電話)或調幅接受器(如收音機調幅波段)將產生干擾,有時情況也比較嚴重,稱之為電磁波的環境污染,國外早已對這種電纜提出要求,國內也很重視,目前各電纜廠制訂了企業標準,今後將會統一制訂行業標準。
3.中性線電流的疊加 完整的三相正弦供電系統,當三相電流平衡時,其中性線的電流為零,若出現三次諧波,則三次諧波的電流分量在中性線內不存在相位差,所以直接疊加成分量得三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機,而且處於三相功率分布平衡狀態,則中性線電流更大,中性線截面應不小於相截面。
二、變頻電纜的結構及附加試驗討論 了解變頻電纜工作特點之後,就不難從電纜結構改進來解決上述三個問題。
1.絕緣的電氣擊穿問題 變頻電機大量套用後,大多數情況選用一般電力電纜,如聚氯乙烯絕緣、護套電纜或交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜,由於電纜本身耐壓水平較高,很少發生電纜本體擊穿。這與上述深井油泵電纜擊穿事故顯然不同,深井油泵電纜採用聚醯亞胺/聚全氟乙丙烯複合薄膜繞包燒結和乙丙橡膠雙層絕緣,從厚度和絕緣密實來看並不理想,油泵電纜長度超過3千米,油井的工作環境嚴酷,電纜處在高溫、高壓、含油和含水的條件中工作,其絕緣性能比較脆弱,當運行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕後發生電、熱因子交錯作用而導致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長期運行而變頻下幾小時內擊穿? 這決不是老化問題,基本上可歸結於高頻脈衝電壓的影響。一般陸用情況下,採用聚氯乙烯絕緣並不理想,因為其介質損耗偏大。交聯聚乙烯絕緣較為滿意,它兼有機、電、熱等優良性能。電纜絕緣厚度可採用1kV電壓等級的規定,若適當加厚,當然更為可靠,這對變頻電纜更為有利。
2.高頻電磁波對環境污染問題 雖然目前沒有國家規範規定電纜發射電磁波造成環境污染的考核指標,但抑制對外高頻干擾是必須做到的。對於四芯低壓電纜,首先是改善絕緣線芯的排列,假如電纜的四個芯直接成纜,是不對稱結構,如果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣芯,把三大三小線芯對稱成纜,二種情況相比較,對稱型比較有利。第二應認為更重要的是加強總禁止結構。製造者習慣採用銅線編織禁止,實際上這並不是好方法,材料消耗大、加工速度慢、禁止效應不是最理想。採用銅帶搭蓋縱包並軋紋是較為先進的結構和工藝,形成了全封閉金屬層,只要厚度適當,可達到有效的禁止功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領域中已十分普遍,銅帶厚度不能太薄,以保證抑制電磁波對外發射。
3.禁止層接地措施 禁止層接地良好是抑制電磁波對外發射的必要條件,銅線編織禁止的接地方式較容易解決,而縱包銅帶軋紋禁止需用專用夾具接地,夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合,接地線由夾具尾端引出。
4.外護套 這種電纜大多數敷設在室內,一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護套,但選用高密度聚乙烯更為合適。
5.電纜的附加試驗一般低壓電纜不需要進行脈衝電壓試驗,如IEC 60502 標準僅對 3.6/6 kV 及以上的電纜才規定進行脈衝電壓試驗。變頻電機的連線電纜情況略有不同,需要承受高頻脈衝電壓。高頻波振幅可達1200~1900 V ,振鈴頻率約 100~2000 kHz ,對電纜進行脈衝電壓試驗(型式試驗)是體現電纜絕緣水平。試驗可參考IEC 60502 標準,即施加正負各十次脈衝電壓試驗,試驗電壓可考慮 40 kV ,但需要進一步驗證,是否必要工廠也可自行決定。
三、3.6/6 ~ 6/10 kV中壓變頻電纜的發展由於機械裝備大型化,需要電機容量也配套擴大,相應變頻電源的輸出電流也要求增大,但受到大電流變頻元件的限制,進一步提高電流容量技術發展受到限制。但另一方面提高變頻電源輸出電壓相對比較容易,提高電壓後,中壓變頻電機功率可大幅度增加,此時電纜的電壓等級也必須跟上。目前3.6/6 ~ 6/10 kV中壓變頻電纜已有投入使用,從絕緣結構和電氣、機械、物理性能上說,可以與電力電纜等同,交聯聚乙烯顯然是首選絕緣材料,如果在敷設時要求柔軟,採用乙丙橡膠絕緣也有一定的優點。由於工作電壓的提高,高頻電磁波的發射能力明顯增強,所以禁止結構要求更完善。在變頻電纜工作條件下,同軸電纜是一種合適的結構,所以變頻電纜的三個主線芯採用同軸結構,總禁止的結構與低壓變頻電纜相同。四、結束語變頻電機用交聯聚乙烯絕緣電纜是一種新的系列產品,目前還不能說很成熟,技術上比較容易解決。儘管市場的總需求量並不很大,但這種電纜的發展很有前途,中型及以上的變頻電機應當採用這類專用電纜,至於小型變頻電機用變頻電纜,歸入此範疇也未嘗不可,當前對這類產品的行業標準也可提上日程。
光纖光纜
光纖光纜是一種通信電纜,由兩個或多個玻璃或塑膠光纖芯組成,這些光纖芯位於保護性的覆層內,由塑膠PVC外部套管覆蓋。沿內部光纖進行的信號傳輸一般使用紅外線。
光纖光纜是新一代的傳輸介質,與銅質介質相比,光纖無論是在安全性、可靠性還是網路性能方面都有了很大的提高。除此之外,光纖傳輸的頻寬大大超出銅質線纜,而且其支持的最大連線距離達兩公里以上,是組建較大規模網路的必然選擇。由於光纖光纜具有抗電磁干擾性好、保密性強、速度快、傳輸容量大等優點,所以它的價格也較為昂貴,在家用場合很少使用。目前比較常見的有兩種不同類型的光纖,分別是單模光纖和多模光纖(所謂“模”就是指以一定的角度進入光纖的一束光線)。多模光纖一般被用於同一辦公樓或距離相對較近的區域內的網路連線。而單模光纖傳遞數據的質量更高,傳輸距離更長,通常被用來連線辦公樓之間或地理分散更廣的網路。如果使用光纖光纜作為網路傳輸介質,還需增加光端收發器等設備,因此成本投入更大,在一般的套用中較少採用。
橡套電纜
橡套電纜是由多股的細銅絲為導體,外包橡膠絕緣和橡膠護套的一種柔軟可移動的電纜品種. 一般來講,包括通用橡套軟電纜,電焊機電纜,潛水電機電纜,無線電裝置電纜和攝影光源電纜等品種。
橡套電纜廣泛使用於各種電器設備,例如日用電器,電動機械,電工裝置和器具的移動式電源線,同時可在室內或戶外環境條件下使用.根據電纜所受的機械外力,在產品結構上分為輕型,中型和重型三類,在截面上也有適當的銜接.一般輕型橡套電纜使用於日用電器,小型電動設備,要求柔軟,輕巧,彎曲性能好;中型橡套電纜除工業用外,廣泛用於農業電氣化中,重型電纜用於如港口機械,探照燈,家業大型水力排灌站等場合.這類產品具有良好的通用性,系列規格完整,性能良好和穩定.
防水橡套電纜和潛水泵用電纜,主要用於潛水電機配套. 型號為JHS,JHSB
無線電裝置用電纜,目前主要生產兩種橡套電纜(一種禁止的,一種不禁止),基本能滿足要求. 型號為WYHD,WYHDP
攝影用電纜產品,配合新型光源的發展,具有結構小,性能好,同時滿足室內和野外工作的需要,逐步取代一些粗重,耐熱性能差的老產品.
橡套電纜分為重型橡套軟電纜(yc電纜,ycw電纜),中型橡套軟電纜(YZ電纜,YZW電纜),輕型橡套軟電纜(YQ電纜,YQW電纜),防水橡套軟電纜(JHS電纜,JHSB電纜),電焊機電纜(YH電纜,YHF電纜)YHD電纜為野外用鍍錫電源連線線。 ——江蘇賽德
電焊機電纜產品說明 型號為YH,YHF
本產品適用於對地電壓交流不超過200V和脈動直流峰值400V電焊機用二次側接線及連線電焊鉗.是適用於電焊機二次側接線及連線電焊鉗的專用電纜,額定電壓交流不超過200V和脈動直流峰值400V。結構為單線芯,採用多股軟導線復絞製成。導電線芯外面採用耐熱聚酯薄膜絕緣帶繞包,最外層用橡皮製成的絕緣兼護套做為保護層。
防水橡套軟電纜產品說明 JHS JHSP
JHS型防水橡套電纜供交流電壓500V及以下的潛水電機上傳輸電能用。在長期浸水及較大的水壓下,具有良好的電氣絕緣性能。防水橡套電纜彎曲性能良好,能承受經常的移動.
老化原因
1、外力損傷。由近幾年的運行分析來看,尤其是在經濟高速發展中的上海浦東,現在相當多的電纜故障都是由於機械損傷引起的。
2、絕緣受潮。這種情況也很常見,一般發生在直埋或排管里的電纜接頭處。比如:電纜接頭製作不合格和在潮濕的氣候條件下做接頭,會使接頭進水或混入水蒸氣,時間久r在電場作用下形成水樹枝,逐漸損害電纜的絕緣強度而造成故障。
3、化學腐蝕。電纜直接埋在有酸鹼作用的地區,往往會造成電纜的鎧裝、鉛皮或外護層被腐蝕,保護層因長期遭受化學腐蝕或電解腐蝕,致使保護層失效,絕緣降低,也會導致電纜故障。化:單位的電纜腐蝕情況就相當嚴重
4、長期過負荷運行。超負荷運行,由於電流的熱效應,負載電流通過電纜時必然導致導體發熱,同時電荷的集膚效應以及鋼鎧的渦流損耗、絕緣介質損耗也會產乍附加熱量,從而使電纜溫度升高。
5、電纜接頭故障。電纜接頭是電纜線路中最薄弱的環節,由人員直接過失(施工不良)引發的電纜接頭故障時常發生。施工人員在製作電纜接頭過程中,如果有接頭壓接不緊、加熱不充分等原網,都會導致電纜頭絕緣降低,從而引發事故。
6、環境和溫度。電纜所處的外界環境和熱源也會造成電纜溫度過高、絕緣擊穿,甚至爆炸起火。
發展趨勢
智慧型化的電氣行業已經成為了發展的趨勢,智慧型電機的開發和推廣,大大推動電氣行業的發展,國內智慧型電機的使用都已經達到國際上的先進的水平,並且這樣的產業可以帶動全國的相關產業的不斷的發展,將自動化產業帶上了一個新的高度,形成了新的發展趨勢。智慧型電機具有加速系統設計、更高的績效、更好的預測和預防停工期的能力、對製造業過程變化的更快反應。現階段智慧型電機的服務領域也是非常的廣泛的,在機電行業中也是重要的設備之一。國內智慧型電機的使用都已經達到了國際上的先進的水平,將自動化產業帶上一個新的高度。——江蘇賽德
而智慧型電機控制(SMC)是將工業中的電機控制解決方案與集成架構相結合,最大化控制效率和電機利用率,使其易於啟動和操作。集成架構由Logix控制平台和FactoryTalk(R)的製造軟體集成套件組成。智慧型電機控制(SMC)具有如下優勢:
加速系統設計、更高的績效、更好的預測和預防停工期的能力、對製造業過程變化的更快反應。該集成方式採集的有關電機績效的數據有助於改善操作各步驟中的決策,同時允許更高效的系統組態和監測。
現階段智慧型電機的服務領域也是非常的廣泛的,在機電行業中也是重要的設備之一,在數控工具機的使用中,智慧型電機也能夠更好的發展,擴大自己的市場占有的份額從而推動著電氣行業的大力發展,對於滯留電機的發展已經形成了一個固定的模式,未來的電氣世界還是由智慧型電機來進行掌控。
在進行使用智慧型電機的同時,一定要懂得產品的使用原理,這樣才能夠更好的運用到實際的生產當中去。在生產當中,一定要需要智慧型電機在一個設備的內部進行全方位的掌控,並且可以反映使用的參數,最佳化電氣設備的配置,從而將電機的使用效率發揮到最佳的狀態。
使用智慧型電機的最大的好處就是可以進一步的促進生產的速度和效率,並且大大的節約了機器的消耗,從通信的方式進行全面的控制,這樣也可以指定模擬的動向,通過智慧型的系統將信息和數值進行傳遞,並且在一定程度上節省了用戶的設計空間,從性能上進行了徹底的最佳化工作,從根本上促進了設備的生產效率。
安裝常識
首先,我們要了解的就是電纜安裝的注意事項:一、礦用電纜與熱力管道平行安置時應連結2m的距離,交織時應連結0.5m。
二、電纜與別的管道平行或交織安置時均要連結0.5m的距離。
三、電纜直埋安置時,1-35kV電纜直埋深度應不小於0.7m。
四、10kV及如下電纜平行安置時互相淨距不小於0.1m,10-35kV不小於0.25m,交織時距離不小於0.5m。五、電纜的最小彎曲半徑,多芯電纜不得低於15D,單芯電纜不得低於20D(D為電纜外徑)。
六、6kv及以上電纜討論。
A.安置電纜終端頭時,必需剝除半導電屏障層,操縱時不得毀傷絕緣,應防止刀痕及高低不服的環境,需要時要用砂紙磨平;屏障端部應平坦,並要把石墨層(碳粒)斷根清潔。
B.塑膠絕緣電纜端頭銅屏障和鋼鎧必需精良接地,對短路線也應遵守這項準繩,防止三相不服衡運轉時鋼鎧端部發生感到電動勢,乃至"打火"及焚燒護套等變亂。接地引出線要採納鍍錫編織銅線,和電纜銅帶毗連時利用烙鐵錫焊,不宜用噴燈封焊,以避免燒損絕緣。
C.三相銅屏障應分別與地線相連,細緻屏障接地線和鋼鎧接地線應分別引出,互相絕緣,焊接地線的地位應儘可能靠下。
七、對電纜終頭和中心討論的根本請求:a.導體毗連精良;b.絕緣靠得住,保舉採納輻照交聯熱緊縮型矽橡膠絕緣質料;c.密封精良;d.充足的機器強度,能順應各類運轉前提。八、電纜端頭必需防水,和別的腐化性質料的腐蝕,以防因水樹引發絕緣層老化而致使擊穿。
九、電纜的裝卸必需使用吊車或叉車,制止平運、平放,大型電纜安置時須使用放纜車,以避免電纜受外力毀傷或因人工拖動而擦傷絕緣層。
十、電纜如因故不能實時敷設時,應將其放在枯燥處所儲存,防備日光曝曬,電纜端頭進水等。
其次,也是一個不可小覷的環節,就是要對安裝電纜進行驗收檢查,看是否有疏漏的地方。
一、先請用戶驗收一下,看電纜表明是否有破損,並由施工人員用萬用表測試每根電纜的電阻和絕緣電阻,以確認電纜電阻是否正常,絕緣是否正常,予以記錄。
二、請用戶方的監理人員對整個鋪設進行驗收,主要驗收的項目是:A)保溫層的鋪設是否平整;B)如有安裝反射膜,則查驗反射膜的鋪設是否平整;C)鐵絲網安裝是否平整,固定。D)發熱電纜通電後,線纜表面溫度有無明顯提升,並在驗收單上籤字確認。
擊穿試驗
電纜的擊穿試驗是逐級升電壓直至絕緣擊穿,求得電纜的擊穿電壓值。這類試驗的目的是考核電纜絕緣承受電壓的能力與工電壓之間的安全裕度。交流擊穿電場強度是電纜設計重要參數之一。
交流擊穿強度與升壓速度有很大的關係,連續升壓使電纜在幾分鐘內擊穿稱為瞬時擊穿,基本上沒有熱的因素,是屬於電擊穿的類型。因此電線電纜一般不進行這種試驗。另一種是逐級升壓,從較低的電壓(例如0.5~2倍的工作電壓)開始,保持足夠的工作時間使電纜在這一電壓級中充分產生電與熱的作用。然後再升至另一電壓級。逐級上升直至擊穿。每一級上升的電壓按起始加壓的百分比數逐級升高。這一試驗中反映了熱擊穿的因素。這樣的試驗結果有較好的參考價值。在研究產品特性時經常被採用。
核電站相關知識
核電是一種新型的清潔型能源,但由於種種原因,人們對核電心存顧慮,讓我們共同揭開核電站神秘的面紗,消除核電的顧慮。 |