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电力电缆计算方法范文

时间:2024-04-22 15:23:15

电力电缆计算方法

第1篇

[关键词]电力电缆;故障;检测

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.063

[中图分类号]TM247 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)22-00-01

1 电力电缆的组成

电力电缆是在其绞绕的几根绝缘导电芯线外,直接包装绝缘层和内外保护层。其中内保护层是用来保护电缆的绝缘层,外保护层的构成材料主要有钢铠、麻被、外覆沥青、塑料护套等。电缆的中间接头或者终端接头通常由环氧树脂和绝缘胶制成。

2 电力电缆常见的故障分析

电缆从敷设开始直到日常运行维护,每个阶段电缆出现的故障特征不同。对于直埋电缆而言,因为电缆埋设的位置选择不正确,周围的土壤会引起电缆发生位移,导致电缆附件安全受到影响。当电缆在排管敷设时,由于横向约束引起电缆的弯曲变形问题,使其金属护套出现疲劳应变;电缆在地沟的敷设摆放不恰当,刚性固定强度不足,竖井的跨度不够,电力电缆本身的重量影响,以及斜面敷设出现滑落现象等因素均会影响电缆的使用寿命。因为电缆受到外力或敷设不正确,极易产生机械损伤故障。当电缆敷设完成后,由于道路、城市建设、绿化工程的建设等活动,电缆维护不到位,导致电缆标示桩发生位移,甚至丢失,极其容易引起电缆受到外力的伤害。

电力电缆在运行过程中可能出现的故障分析。由于自然环境的影响,电缆敷设的原因,人为因素,电缆在运行过程中通常出现的故障主要有接头问题和绝缘问题。接头问题主要是由自然因素和人为因素造成的,由于电缆接头接触不好,封铅漏水,密封失效,以及过负荷等因素引起电缆内接头的绝缘胶膨胀,导致电力电缆的接头在运行过程中发生爆炸故障。至于绝缘问题,主要是因为电缆长期过载运行,或电缆敷设不当,使电缆严重受潮或者靠近热源等因素,引起电缆的绝缘老化、受潮,变质等问题。

3 电力电缆故障测试方法介绍

电阻电桥法。在20世纪70年代以前,发达国家均采用电阻电桥法来检测电缆的故障,对于短路故障及低阻故障的测试甚为方便。所谓电阻电桥法就是根据电桥的平衡原理,将电缆的某一好相为臂组成电桥并使电桥达到平衡,以此来测量出两侧故障点的直流电阻,根据电缆的长度与其电阻值的变化成正比的关系,可以计算出电缆故障点与测试端之间的长度为:

可知,只要确定电缆的长度L,就能准确计算出故障点的距离。图1为电阻电桥法测试连线图,R1、R2为已知电阻。

电容电桥法。如果电缆发生开路时,直流电桥臂则不能形成直流回路,所以采用电阻电桥法是测量不出电缆故障点的距离。此时可用交流电源,利用电桥平衡原理测量出电缆故障相的阻抗和电缆好相的阻抗值,因为电缆被看作是“均匀的传输线”,所以其长度和电容成正比关系,可以计算出电缆故障点的长度,计算公式如下:

Lx=K×L全长

可知,只要确定电缆的长度L,就能准确计算出故障点的距离。

图1 电阻电桥法测试连线

高压电桥法。因为电力电缆的故障大部分是综合性的,往往是闪络高阻(未形成固定泄漏通道的一类故障)或者是泄露高阻(已形成固定泄漏通道的一类故障),而电容法和电阻法检测电缆的故障的局限性大,类型单一,面对上述情况无法检测。所以人们采用高压电桥法,通过将直流电桥输出电压提高的办法来击穿故障点,形成瞬间短路,一般情况下直流电压10 kV,这样测量出故障点两侧段电缆的直流电阻,计算出电缆故障点的位置,即:

可知,高压电桥法测电缆故障连线图与低压电阻电桥法相同。只要确定电缆的长度L,就能准确计算出故障点的距离。R1、R2为已知电阻。

电缆故障检测仪。通过前面的分析,我们了解到电桥法实质上只能解决电缆部分故障的测试。而电缆的故障千奇百怪,三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难题,同时也为了方便各种故障的测试,因此,通过西安电子科技大学(原西北电讯工程学院)和西安供电局科研人员的合作攻关,我国才有了真正意义上的电缆故障检测仪。仪器的基本原理应用了微波传输(雷达测距)理论,即脉冲法。无论低压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀长线(电缆)”传输中,因其某处(故障点)特性阻抗发生变化对电波的影响来微观地分析电波相位、极性及幅度等物理量的变化,来测得电波传输到故障点的时间再计算出故障点的距离。即:

其中:v ― 电波在不同介质电缆中的传输速度。t ― 电波从始端到故障点再返回始端的时间。

第2篇

关键词 电力电缆;故障;检修

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)021-108-01

电力电缆在应用过程中,由于电缆的生产质量不良、施工不当、运行维护不善等诸多因素都将造成电缆故障。由于电力电缆的运行环境不同,电缆故障也会不尽相同。运行的电缆线路出现各种故障后,应及时查出故障点,并迅速分析故障原因,及时抢修使电缆恢复正常使用,是电气管理部门面临的重要任务。

1 检修计划实施前的各项准备工作

为了确保检修计划的顺利实施,必须做好检修计划实施前的各项准备工作,包括检修费用的概预算、检修备品的落实、检修工作时间的安排、检修人员的合理配备等。检修费用的概预算或估算,主要根据检修计划中的每一个工作项目来进行,合理概预算工程需耗费的各种材料费用和人工费用,逐项估算,并作出每一检修项目相应的费用概预算表,作为其检修工作的基本依据。当进行实际费用概预算有困难时,应进行现场调查,仔细核对工作内容和工作量,以确保概预算或估算的准确性,避免造成因检修费用不足或预算过多而影响正常检修工作的进行或不必要的资金浪费。概预算后的检修工作费用应及时报上级部门审核、批准,必须按批准后的费用进行施工核算。检修计划制定后,生产技术部门应根据不同季节的特点,合理安排检修时间及工作进度、制定检修项目进度表。一般电缆线路应避开用电高峰进行停电检修为宜,电缆附设的检修工作可以安排在停电检修工作较少的时候进行;冬季最好安排电缆终端防雾闪和污闪等类检修工作;台风或汛期到来之前应做好泵站电缆线路的检修工作;用电高峰之前要进行电缆线路的预防性试验等工作。材料备品和人员调配也是实施检修计划的系统工程中不可忽视的一项重要工作。

电缆线路及其附属设备的材料备品,一般说来多数是特殊材料,零星购置极不方便,为了保证及时修复故障和按期进行检修工作,应根据检修项目及时落实好其特殊材料备品的计划数。但也应注意从经济和需要两方面考虑,同时备品的保管应严格执行备品管理制度。为了确保优良的检修质量及检修计划顺利进行,每一个检修项目都应有具体的项目分工负责人和责任人,并在检修工作开始前予以明确,人员的安排应合理、充足,需进行带电检修作业的项目应安排有经验的技工操作。除做好上述工作外,在电缆检修故障工作实施过程中,应严格执行电缆及电缆线路的有关规程、规范、标准的要求。如“电缆敷设规程”、“接头工艺规程”、“运行规程”、“检修规程”、“预防性试验规程”、“带电作业现场操作规程”、“安全规程”等。

2 电缆故障检修安全要求及故障判断

电缆的移动、拆除和改装以及接头更换时,必须先行停电进行接地确认无电后,方可工作。检修电缆时不得接触电缆铠装和移动电缆,以防感应触电。检修人员进入孔井工作之前,应待井中浊气排除之后方可进入。在井内工作应戴安全帽,并在电缆井口设专人看守,防止物体落人井中伤人。切断电缆的操作人员,应站在绝缘台上,戴好绝缘手套后再行操作,其切割工具应接地。检修故障电缆前,应让电缆导体接地放电。接地时可在工作地点打入0.5 m深的铁杆作为接地棒。挖掘电缆时,当挖到电缆保护极处,需有专人监视指导,方可继续开挖。挖出的电缆接头,如下面需悬空,则应加悬吊保护。将水底电缆提起放在船上时,应保持船身平稳,并应备有救生圈。

电缆故障性质判断电缆故障性质的判断是电缆故障测试工作程序中的第一步。电缆故障性质判断得是否准确,直接影响选择粗测方法的正确性。由于故障性质的判断失误,将导致测试方法的选择错误,直至造成整个测试工作的失败。因此,必须熟练掌握并能准确地判断各类电缆故障的性质。那么如何判断出电缆故障的性质呢?这里按运行故障和预试故障两部分来分别介绍故障性质的判断方法及其故障距离测试方法的选择。运行故障是指电缆在运行中,因绝缘击穿或导线烧断而引起的保护器动作而突然停止供电的故障。运行故障可以造成电缆的单相或多相的高阻、低阻、断线性故障,或者是它们的混合性故障。要想掌握电缆故障的确切性质,可进行绝缘电阻试验和导通试验等两种电气试验。预试故障电缆的预试故障是指在预防性试验中绝缘击穿或绝缘不良而必须进行检修绝缘后才能恢复供电的电缆故障。电缆预防性直流耐压试验的接线方式为:在对一相进行直流耐压时,其他各相(单芯电缆除外)连同地线一并接地。由于电缆的预防性试验是逐相进行的,而且能量较小,所以电缆预试故障不可能造成断线故障,一般多为单相及相间高阻、低阻的接地或短路故障。因此,电缆的预试故障性质要比运行故障简单得多。

3 电缆一般故障的修复

常见电缆故障有电缆渗漏油故障、电晕放电故障、闪络故障、绝缘故障、铅外皮龟裂故障、外护层损坏故障等。电缆发生故障时,应根据故障类型及故障性质,采用相应的修复措施,以免故障进一步扩大,造成电缆事故。下面简要谈谈一般缺陷的处理方法。

对于不严重的绝缘套管表面污秽,一方面可以定期清扫,一般在停电作电气试验时擦净即可。在不停电时,应安装在绝缘棒上的油漆刷子,在人体和带电部分保持安全距离的情况下,将绝缘套管表面的污秽扫去。如果是电缆漏出的油等油性污秽,可在刷子上沾些丙酮擦除。另外一方面可以定期带电水冲,用绝缘水管,在人体和带电部分保持安全距离的情况下,通过水泵用水冲洗绝缘套管,将污秽冲去。

电缆内护层(套)或终端盒体龟裂、裂纹和腐蚀严重的暂时处理方法,第一种方法可以在电缆金属护层龟裂、裂纹和腐蚀严重处可用防水带或塑料带包绕3~4层作临时处理。当能确保人体与带电部分安全距离的情况下,这种方法可在电缆设备不停电时进行。另外一种方法是在没有防水的带材或无法包防水带材时,可用其他防水的材料(如油漆、环氧树脂胶等)涂在电缆金属护层龟裂、裂纹和腐蚀严重处。处理后应作好记录并汇报有关部门,有关部门应对此作出安排,及时更换缺陷部分的电缆或附件。维护工作中发现可立即处理的缺陷应在维护的同时进行处理。因此在进行维护工作时,应针对维护设备,携带维护工作中的小件易损电缆接头附件备品和相色、防锈漆等维护所需物品,以供维护和现场处理一般缺陷用。

参考文献

第3篇

关键词:电力系统;电力电缆;无功平衡;充电功率0 引言

随着社会经济的不断发展,核心城市对城市景观的要求不断提高,电力电缆的使用日益广泛。但是由于电缆线路产生的无功功率较大,如不能较为妥善的处理,将会严重影响电网的供电质量和运行安全。为更好地利用和调节电缆线路产生的无功功率,一般在电网中装设一定容量的感性无功补偿设备,以补偿电网低负荷运行方式时电缆线路产生的多余无功功率。对于电力前期、规划、设计等工作人员而言,了解无功平衡的边界条件,简要计算电力电缆的规模是十分必要的。

1 边界条件

对于500kV及以上的变电站,在线路上一般配置高压并联电抗器(简称高抗),变压器低压侧配置低压并联电抗器(简称低抗);高抗和低抗主要用于限制工频过电压和消纳系统过剩无功功率[1]。一般每台主变配置无功补充装置4组。

对于220kV变电站,一般在变压器低压侧设置并联电抗器,用于调节母线电压,抵消过剩无功功率;220kV电缆产生的无功功率只能穿过500kV、220kV主变,由低抗抵消或负荷消纳[2]。一般每台主变配置无功补充装置2~4组。

对于110kV变电站,一般仅配置并联电容器,用于控制功率因数;在温州尚未有配置并联电抗器的情况。一般每台主变配置无功补充装置2组。2015年2月20日(大年初二),从温州市核心区某110kV变电站3#主变无功波动情况来看,节假日低负荷时,110kV变电站主变及负荷消耗或上送的无功功率较小,不足0.3MVar,如图1所示。

依据《城市电力网规划设计导则》、《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》等规范,并考虑电网的安全运行,因计算需求,文章做以下假设:500kV变电站站内无功补偿设备仅用于调节系统电压,不参与局部无功平衡;220kV变电站站内无功补充容量均为并联电抗器,不配置并联电容器;110kV变电站不配置并联电抗器,节假日低负荷时,110kV变电站主变下载或上送的无功功率为0MVar。

2 计算方法

由于节假日轻负荷时,电力电缆产生的无功功率对系统的影响最为严重,此时的计算结果决定了电力电缆长度的多少。因220kV变电站均为环状或链状接线,此处以环或链为单位,计算本环或本链内的电力电缆最大建设规模。220kV变电站可补偿充电功率为本环或本链所有220kV变电站的电抗器容量之和,其计算过程如(1)式所示:

Q0= Q1+Q2+……+QN (1)

式中:Q0―本环或本链可补充充电功率总容量,MVar;N―本环或本链220kV变电站数量,座;Q1、Q2、……、QN―各站电抗器总容量,MVar。

220kV电缆产生的充电功率即为本环或本链所有220kV电缆产生充电功率之和,其计算过程如(2)式所示:

Q220=QL1+QL2+……QLX

=k1×(L1+L2+……+LX) (2)

式中Q220―220kV电缆产生的充电功率之和,MVar;X―本环或本链220kV电缆条数,座;QL1、QL2、……、QLX―各条220kV电缆产生的充电功率,MVar;k1―单位220kV电缆所产生的充电功率,本文取3.8MVar/km;L1、L2、……、LX―各条220kV电缆长度,km。

110kV电缆产生的充电功率即为本环或本链所有220kV变电站下属110kV电缆产生充电功率之和,其计算过程如(3)式所示:

Q110=Ql1+Ql2+……QlN

=k2×(l1+l2+……+lN) (3)

式中Q110―110kV电缆产生的充电功率之和,MVar;Ql1、Ql2、……、QlN―各220kV变电站下属110kV电缆产生的充电功率之和,MVar;k2―单位110kV电缆所产生的充电功率,本文取0.7MVar/km;l1、l2、……、lN―各220kV变电站下属110kV电缆长度之和,km。

由边界条件可知,在节假日轻负荷时,220kV、110kV电缆产生的充电功率均由220kV变电站的低抗予以抵销,即可得:

Q0=Q220+Q110 (4)

温州存在局部220kV电网接线如图2所示,瓯海变为500kV变电站,温州电厂采用220kV线路送出,链内尚未有220kV电缆;瓯海变低抗不参与局部无功平衡,不考虑温州电厂侧参与无功平衡。上田变最多配置电抗器容量6×10MVar,现有110kV电缆40km;蒲州变最多配置电抗器容量9×8MVar,现有110kV电缆30km。假设该链最多可新增的220kV、110kV电缆长度为别为x,y,联立方程组(1)~(4)式,可计算得:

3.8x+0.7y=83 (5)

由式(5)可得,本链最多可新增的220kV、110kV电缆长度为别为21.8km和118.6km,且两者为此消彼长的线性关系。

此外,若考虑500kV变电站低抗、相关电厂参与局部无功平衡,可将(4)式修改为:

Q0+Q1+Q2=Q220+Q110 (6)

式中Q1―500kV变电站可参与无功平衡的低抗功率,MVar;Q2―相关电厂可参与无功平衡的感性无功功率,MVar。

第4篇

关键词:电缆截面经济性分析选择

电气设计中选择配电电缆时,通常是根据敷设条件确定电缆型号,然后再根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。用这种方法选出的截面,技术上是可靠的,工程投资也最低。但是,这种选择结果是否合理呢?我们知道,配电线路存在着电阻,它消耗浪费的电能是不可忽视的。为了节约电能,减少电路电能损耗,可以考虑适当加大线路截面,而加大截面势必造成工程初投资的提高,下面我将通过偿还年限回收方法对这个问题进行论述,以求得出最理想的截面选择方法,即通过经济技术比较来找出最佳经济效益的选择方案。

1.1偿还年限经济技术分析法

对工程经济效益的分析方法有很多种,如:

(1)偿还年限法;

(2)等年度费用法;

(3)现值比较法等。

偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省,将多支出的投资收回来,它的目的就是找出最佳方案。

如果方案1的投资F1低于方案2的投资F2,而方案1的年运行费Y1高于方案2的年运行费Y2。这时就要正确权衡投资和年运行费两个方面的因素,即应计算选择投资高的方案的偿还年限N。

N=(F2-F1)/(Y1-Y2)年(3)

如果年值较小,如只有二、三年,则显然初投资高的方案经济。若N值较大,如十年左右,那就偿还年限太长,投资长期积压,初投资高的方案就不经济了。因此,偿还年限法的关键在于合理地确定标准的偿还年限NH。一般我国的电力设计通常取5-6年。在方案比较时,把计算的偿还年限N与标准偿还年限NH作比较,若N=NH,则认为两个方案均可;若N<NH,则认为投资高的方案优于投资低的方案,若N>NH,则相反。

1.2利用偿还年限法选择电缆截面

现以380V动力配电电缆为例,取一些典型情况进行计算(实例见附录图纸《商铺导线选择计算书》)。

设回路负荷P1、P2、P3、P4、P5的线路长度都为100m,计算电流(即线路长期通过的最大负荷电流)分别为7.5A、50A、100A、150A、210A,根据敷设要求,选用YJV电力电缆沿桥架敷设。

第一步:查阅相关资料,按常规方法,即按发热条件选择电缆截面,并校验电压损失,其初选结果如表4所示。为了简化计算,此表中数据是取功率因数0.8时计算得出的,实际上一般情况下用电设备的功率因数都低于0.8。所以,实际的电压损失与计算值各有不同,但基本不影响对于截面的选择。

上表中电缆截面是按发热条件选取的,所选截面均满足电压损失小于5%的要求。这种选择方案自然是技术上可靠,节省有色金属,初投资也是最低的。但是,因截面小而电阻较大,投入运行后,线路电阻年浪费电能较多,即年运行费用较高。那么,适当的增大截面是否能改善这种情况呢?加大几级截面才最为经济合理呢?

第二步:多种方案比较。

首先,对P1回路适当增加截面的几种方案进行比较:

方案1:按发热条件选截面,即3X2.5mm2。

方案2:按方案1再增大一级截面,即3X4mm2。

接下来分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算,仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言,因截面加大对直埋敷设,除电缆本身造价外,其它附加费用基本相同,故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细无多大关系,可以忽略不计,折旧费也忽略不计,所以:

方案1的初投资F1=电缆单价X电缆长度=3500①元/kmX0.1/km=350元。

方案2的初投资F2=电缆单价X电缆长度=3800元/kmX0.1/km=380元。

方案1的年电能损耗费D1=年电能消费量X电度单价=AkwhX0.8。

式中:A=3I2JS*R0*L*τ10-3kwh

R0-线路单位长度电阻(YJV-0.6/1KV-2.5mm2R0=9.16/km);

L-线路长度;

IJS-线路计算电流;

τ-年最大负荷小时数,这里取3000h(按8小时计算)。

于是:

D1=AX0.8=3X7.52*0.916*0.1*3000*0.8*10-3=37元

所以,方案1的年运行费Y1即是年电能损耗费37元。

按与上面相同的方法可求得方案2的年运行费(计算略)为30.7元。

显然,方案2投资高于方案1,但年运行费却低于方案1,其偿还年限N为:

N=(F2-F1)/(Y1-Y2)=(380-350)/(37-30.7)=4.7年

可见,偿还年限小于5年,说明方案2优于方案1,方案2的多余投资在3年左右就可通过节省运行费而回收。也就是说,人为增加一级截面是经济合理的。那么增大两或三级,甚至更多,其经济效果如何,是否更加经济?下面作类似计算比较。

现在根据表5的结果,将方案3与方案2比较,方案3的投资高于方案2,但年运行费用少,其偿还年限为:

N’=(409-380)/(30.7-26)=6.17年

显然,因偿还年限超过标准偿还年限5年,故投资高的方案是

------------------------------------------------------

①因近来铜价不稳定,所以这里采用的是2004年铜价未涨时的电缆价格。

不合理的,即投资方案2优于方案3。

同样,方案4与方案3比较,方案4的偿还年限远远高于方案3的:

N’’=(499-409)/(26-21)=18年

通过以上分析计算,最终可以确定方案2(即按发热条件选出截面之后,再人为加大一级)是该回路选择截面的最佳方案。对其它P2-P5线路经过上述计算方法均可以得出同样结论,这里不再一一赘述。

因此,我认为在选择电缆截面时,按发热条件选出后,再人为加大一级,从经济学的角度看是明显有效益的;从技术角度看,增大电缆截面,线路压降减小,从而提高了供电质量,而且截面的增大也为系统的增容创造了有利的条件。

但是,当负荷电流较小(IJS<5A)时,通过计算可以发现:没有必要再加大截面。因为负荷电流较小,所产生的线路损耗也较小,增大截面而多投资的部分,需要5年以上才能回收,故此时只需按发热条件选择即可。

1.3总结

1.3.1按投资年限法选择电缆截面

首先,按发热条件选出允许截面,然后再加大一级,当负荷计算电流小于5A时就不必加大截面了。当然,电压损失仍要计算,如损失超过允许的5%时,可以增大一级。

1.3.2线路长短与偿还年限无关

前面计算过程中为简化计算而把电缆长度均设为100m,实际上,线路长度对比较结果是没有影响的,下面把偿还年限公式展开:

N=[α2L/3I2JS*R10*L*τ*d10-3]-[α1L/3I2JS*R20*L*τ*d10-3]

其中:

L-线路长度(km);

R10、R20-两种电缆单位长度电阻(Ω/km);

d-电度单价(元/kwh)。

公式的分母、分子都有线路长度L,显然可以消掉。因此,偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义,因为无论线路长短,都可以用该方法选择电缆导线的截面。

参考文献

[1]《电气和智能建筑》杂志

[2]《全国民用建筑工程设计技术措施》(电气),中国计划出版社

[3]《工程经济学》

第5篇

关键词 电缆敷设;经济性;措施

中图分类号 TU113 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0090-01

太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一,太阳能光伏发电在国内应用日渐广泛,光伏发电场发展迅速。在太阳能光伏发电系统中,电缆的用量及费用是配套电气设备的基础,其用量之大超过一般发电系统,同时也是影响整个项目建设成本的较大因素之一。建造经济高效的盈利性的光伏发电场是所有太阳能光伏项目建设方最重要的目标,因此在电缆铺设施工过程中,如何能够在保证施工质量的前提下,尽可能的减少电缆剩余量,充分利用资源,降低工程造价就显得极其重要。

1 电缆敷设前的准备工作

电缆铺设前的准备工作有:1)电缆敷设前应检查核对电缆的型号、规格是否符合设计要求,检查电缆线盘及其保护层是否完好,电缆两端有无受潮;2)检查电缆沟的深浅、与各种管道交叉、平行的距离是否满足有关规程的要求、障碍物是否消除等;3)确定电缆敷设方式及电缆线盘的位置;4)敷设中直埋电缆人工敷设时,注意组织敷设速度,防止弯曲半径过小损伤电缆;5)敷设在电缆沟或隧道的电缆支架上时,应提前安排好电缆在支架上的位置和各种电缆敷设的先后次序,避免电缆交叉穿越。

2 电缆敷设过程的经济性措施分析

2.1 使用excel表格录入电缆型号和设计长度数据

在编制电缆清册时施工管理人员对设计图纸没有吃透,不熟悉现场实际情况,盲目照图统计电缆型号、长度,造成电缆设计长度与实际长度偏差大或电缆型号与设备实际使用所需电缆型号不匹配,这常常是造成电缆剩余量过大的主要原因。

作为施工管理人员首先必须熟悉电气施工平面图及电气系统图,将图纸每根电缆图纸上的走向弄清。按低压配电系统图中低压柜的出线逐根制表,这样作既可避免漏计漏算电缆又可以检查出图纸设计的问题及时解决,在工程中我们就常常发现平面图与系统图同一根电缆型号截面不一致;图纸中设备容量与设计的电缆负载不匹配等。这是因为工程需要使用的电缆的型号有时高达几十种,电缆根数上千,再加上各专业设计人员做出设计变更后未及时沟通出错是难免的。然而设计的这种失误不能成为施工管理人员不认真地编制电缆清册的理由,特别是在电缆敷设的准备阶段计算电缆长度时,施工管理人员更应充分考虑未在设计图纸当中体现出来的电缆长度。在计算电缆长度时,可以使用如下计算方法:

电缆长度=图纸长度+电缆松弛长度+电缆终端头长度+电缆进柜长度+电缆转弯的弯曲半径;

其中,电缆松弛长度:电缆全长的2.5%;

电缆终端头长度:1.5 m;

电缆进柜长度:配电柜的半周长、宽+高;

电缆至电动机长度:0.5 m;

电缆转弯的弯曲半径:15D。

根据上面的公式计算统计出来的电缆设计长度的结果,可使用excel表格将核对计算过的电缆型号和设计长度数据先录入到计算机中,便于以后工作的统计和对比。

2.2 利用excel表格对电缆进行匹配

由于现场会不断发生设计变更。当现场电缆桥架、配电柜及用电设备安装完毕后,管理人员应作以下工作:1)现场检查用电设备铭牌上标示的功率数与设计图纸是否相符,设计的电缆型号是否与之相匹配;2)根据图纸结合现场电缆出线,绘制桥架电缆布置图,不仅是以后电缆敷设在桥架内具置图,也是施工人员依据现场实际情况计算电缆实际长度的主要依据;3)电缆的图纸走向与实际走向是否相符;不相符的要按现场实际走向重新套用电缆长度计算公式计算。

2.3 利用电缆清册进行电缆分轴

当电缆清册编制完毕后,施工管理人员应向电缆供应厂家下订单进行电缆的采购。而厂家运送到现场的电缆都是卷在电缆轴上的,电缆轴的直径尺寸一般为1.5~2.8米之间,电缆轴的直径尺寸也限制了本身所能装载的电缆长度,例如总长度达到3546米的GZRYJV4×185+1×95电缆,如果使用直径为2.8米的电缆轴装载至少需要7轴电缆,如何分配这7轴电缆,此时又可以利用电缆清册。这3546米的电缆总长是由上百根长度不一的同型号电缆组成的,分配电缆时决不能只是几个数字的简单堆砌,如果将总数达到500多米电缆分在一轴电缆。这样作的隐患是一旦其中一根电缆在敷设时因不可预料的因素致使电缆长度超出预控的实际长度,导致后续电缆无法敷设,此类问题如果发生在同类型电缆先期运送到施工现场时,还可通过对后期到场同型号电缆进行调配解决问题,但会给电缆敷设的组织工作造成一定的混乱。

2.4 电缆的存放

由于施工现场临时库房有限,而电缆轴数量众多,施工管理员需对电缆分批进场存放施工。库房人员应协助施工管理员将电缆归类排放。排放时应将电气照明电缆、通讯缆、电气动力电缆、电气控制电缆分开排放。给每轴电缆标上号并电缆轴上将此轴电缆的用途标注清楚。防止电缆代用混乱造成电缆短缺。

3 电缆敷设需注意事项

进行电缆敷设时应注意以下几个方面问题:1)电缆敷设前对电缆敷设安装工的培训是非常重要的。2)电缆敷设人员的安排计划。电缆敷设时可根据实际情况进行将敷设人员分成几个组同时敷设已加快敷设的速度。3)应注意电缆敷设的准确性与美观性。电缆敷设工艺的不在事后的修改,关键在过程中的控制,电缆敷设以核对后的图纸为准,以作业指导书为导向敷设一根核对一根,力保敷设的准确性。

4 结论及建议

随着太阳能光伏发电的发展,与之相应的输、配电线路也辐射到每个角落,如何经济合理的进行电缆铺设,减少电缆剩余量降低工程建设成本,已成为项目建设日益关注和重视的一大课题。

参考文献

第6篇

关键词:35kV海底电缆 优化 运行

一、海底电缆对于胜利油田原油生产的重要性

胜利油田滨海电网承载35kV海底电缆5条,总长度50余公里,承担海洋采油厂中心一、二、三号,三个中心平台(年原油产量200余万吨)的供电枢纽任务,日平均供电负荷15000kW,占整个海洋采油厂负荷总数的70%以上。海底电缆的重要作用以及其本身的可观现金价值决定保证其安全运行、避免电气事故发生的重要与魅力。从海底电缆的运行重要性、性价比、维修及运行管理等方面为立足点,提出本课题。

二、海底电缆运行现状

1.接线方式

胜利油田5条35kV海底电缆运行于滨海电网的海洋地区,海底电缆运行系统内为架空线路与电缆线路的混接出线方式,其中35kV海底电缆4条,35kV架空线路3条。消弧线圈装设在海洋变1、2#主变35kV中性点。

2.海底电缆事故成因分析

2.1系统内存在明显绝缘薄弱点

海底电缆运行的电气系统中35kV桩河变设备整体绝缘水平较低,加之该站地处沿海,受地理环境影响,绝缘薄弱点较多,遇雾天、雪天、阴天等潮湿度大的天气,设备闪络现象严重。该站35kV开关为SN10-35型小车开关,其绝缘拉杆运行环境密闭吸附水气多,放电非常严重。另外35kV穿墙套管等其它绝缘部位也频繁放电。35kV海底电缆在运行中,受系统内放电、雷电、短路、接地等影响,产生异常能量在电缆中传递,极易形成耦合过电压。

2.2系统电容越大产生过电压几率越高

因为海底电缆运行系统容性较大,当系统内发生间歇性接地时,或系统内发生局部绝缘降低,在系统中产生游动无功状态,造成电容突变,导致系统电压突增到2.8-3.5倍工频电压,作用于电缆中部的绝缘薄弱点,对海底电缆固体绝缘冲击破坏。

2.3消弧线圈的补偿作用不利

2.3.1消弧线圈本身制约因素

海洋变投产至2005年期间,海洋变运行的消弧线圈为2台为西安华山高压电气厂生产的XDJ型消弧线圈,因海洋变地处沿海,盐碱度大,消弧线圈受外界运行环境及设备本身质量影响,设备外壳及散热片锈蚀非常严重,大面积锈斑并起泡,表面变酥,渗漏油非常严重,影响设备性能的充分发挥。

2.3.2系统电容电流计算方法不同计算差异大

35kV电缆电容电流的计算方法有以下几种

一是进行实际测量,利用中性点外加电容法,增量法等,可以比较有效的将电容电流测出来,且对系统没有任何影响。

二是根据电网参数来估算,电缆线路缆芯截面积为185mm2,电压等级为35kV,一般按5.2A/km计算电缆电容电流。

三是通过计算公式:电缆线路Ic=0.1UL

海洋变有海底电缆出线4条,总长度为42.2km,下面为通过第二、三种方法计算的电容电流:

Ic1=5.2*42.2=219.44A(1)

Ic2=0.1*35*42.2=147.7A(2)

由此可见因电容电流计算方法不同而导致的电容电流计算差异非常大,因计算方法不同也导致对于消弧线圈的整定方案不同,过小可能导致定值处于系统谐振点附近,容易引发更大的破坏效应,过大难以实现可靠的消弧,也可能导致弧光过电压。

2.4海底电缆本身特性

海底电缆属于固体绝缘材料,绝缘性能相对于系统内的其它设备绝缘性能较低。一旦发生过电压、击穿其绝缘很难恢复或不能恢复,而且故障的发展非常迅速,这类设备对各种过电压的承受能力远远低于架空线路。通过海电一、二线的事故表明,电缆线路发生单相接地警报之后,少则几秒钟多则十几分钟就已发展成为相间短路事故,导致电缆断裂。

三、具体实施过程海底电缆电气事故预防措施

1.改善海底电缆运行系统绝缘薄弱点

对于海底电缆运行系统内桩河变的35kV小车开关,因该站地处沿海,风沙大、潮湿度高,35kV小车绝缘拉杆受尘污、潮湿影响,拉杆表面附着水气,拉杆中部的电场强度异常大,较容易出现放电甚至更为严重。通过在绝缘拉杆中后部热缩上1~2个防污闪裙(防雨罩),均衡拉杆表面的电场,提高表面闪络电压。同时按照2年一个周期对桩河变35kV穿墙套管、绝缘子涂刷RTV涂料提高抗污闪能力。通过以上措施使海缆运行系统薄弱点的绝缘性能大幅提高。减轻乃至避免了因绝缘薄弱放电闪络造成的对海底电缆安全运行的危害。

2.消弧线圈的运行方案与管理研究

35kV海缆线路所在的35kV系统为中性点经消弧线圈接地系统,消弧线圈发挥着消谐灭弧的作用,因此消弧线圈的运行状况与35kV海缆线路安全运行息息相关。

2.1消弧线圈容量与系统要求相匹配,满足系统安全运行需求

随着海洋采油规模的不断发展,35kV海底电缆由原来的两条增加到目前的5条,为了满足电容电流的补偿需求,海洋变1#消弧线圈进行了容量及控制方式的升级改造。改造后,制定了一套消弧线圈如何随方式变化调整档位的投切方案。并经过两年多的实际运行证明,此套方案合理有效,能够充分发挥消弧线圈的消谐消弧功能,优化海底电缆的系统环境,确保了海底电缆的安全可靠运行。

2.2消弧线圈的功能以消谐为主

海底电缆运行系统35kV海缆出线占系统内35kV总出线条次的66.7%,负荷总量站系统总负荷的75%以上,而海底电缆电气运行系统很少发生接地,根据其运行特点我们在消弧线圈的作用发挥上以消谐为主,主要是以消除系统谐振为主,消弧的作用效果为次要考虑因素。

只要脱谐度不大,残流就大大降低,单相接地电弧就容易熄灭。而根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准规定要求,消弧线圈必须同时满足残流、脱谐度、中性点电压要求才能实现可靠的消弧作用。而我们在消弧线圈的定值设置上以消谐为主。

2.3做好消弧线圈日常巡视,将其纳入常规检修范围,确保性能良好。

每日定时对消弧线圈进行巡视检查、测温,确保外观无破损,温度正常。检查充油部位密封良好,无渗漏,并将其运行情况记录、积累。

以一年一个周期将消弧线圈纳入常规检修范围,重点做好消弧线圈绝缘瓷质部分的清扫、外壳的防腐,油质检验、连接部位紧固、直流电阻试验,确保与出厂数据偏差在允许范围内。

3.提高35kV海缆线路所在电气系统绝缘水平

第7篇

关键词:ADSS;力学;应力;设计

作者简介:吴奕(1975-),男,云南开远人,昆明云电信息通信设计有限公司副经理,工程师。(云南 昆明 650041)

中图分类号:TM73  文献标识码:A  文章编号:1007-0079(2011)36-0150-02

电力通信已成为电网安全生产和管理现代化的重要手段,电力系统安全稳定和电网管理现代化对电力通信的要求越来越高。其中ADSS光缆作为电力通信重要的信息载体,能够满足传输信息高速化、高容量、低误码、安全化的需要。

ADSS光缆具有在220kV及以下线路架设方便快捷、节约大量时间及费用,不需要主线路停电,可以短距离的管道直埋,不涉及防雷等优点。目前在电网中已经大规模推广使用。

但ADSS光缆在电网普遍应用毕竟只有十几年的时间,目前对ADSS光缆设计中存在的问题认识不足,积累的经验不多。为此,笔者针对ADSS光缆设计中存在争议较多的应力弧垂计算问题,将积累的一些经验在此分享,以期抛砖引玉,共同提高ADSS光缆的应用水准。

一、ADSS光缆的弧垂特性

ADSS光缆与金属导线相比较,具有两个不同的特性:由于ADSS光缆为整体无金属结构,特别是由于芳纶的使用,导致ADSS具有对温度变化不敏感的特性;另外,与金属导线相比,由于自重很轻,而外径却相对较大,导致ADSS光缆具有对外负荷特别敏感的特性。ADSS光缆与导线在温度和外荷载方面的弧垂特性截然相反。也就是说导线的弧垂对温度变化较为敏感,对外荷载变化较为迟钝;而ADSS的弧垂对温度变化极为迟钝,对外荷载变化极为敏感。

从弹性模量及热膨胀系数等差异导致的ADSS光缆与导线弧垂特性不一致,是ADSS光缆应用中的一大问题。下面我们谈谈在这种情况下ADSS光缆的应力弧垂如何计算。

二、ADSS光缆的力学计算

ADSS光缆由于悬挂于杆塔身部,因此ADSS的弧垂和应力的选择应根据光缆对地距离的要求,以及弧垂不小于杆塔上导线弧垂的原则来确定,同时ADSS的设计安全系数应大于导线的设计安全系数。

1.ADSS光缆平均运行应力的确定

为了防止光缆振动的危害,需要对光缆的平均运行应力有一个限制。根据送电线路设计规程规定,当有防振措施的情况下,光缆的平均应力不得超过瞬时破坏应力的25%。

同时,光纤的寿命与安装时的张力值是成反比关系的。我们在ADSS光缆的平均运行应力(也可等效于安装张力)的选取时,考虑到安装后的张力与光缆寿命的反比,为更有效的提高ADSS光缆的使用年限,降低光缆的疲劳系数,可以适当把光缆的安全系数增大,光缆的安装张力取值在合适的范围。目前有相当的ADSS光缆设计中,只考虑不恰当的跨越指标,光缆设计的安装弧垂小,光缆的安装张力超过光缆额定抗拉强度的20%以上,这是没有考虑光缆的特性及材料,殊不知会降低光缆的使用寿命。在这里,建议平均运行应力取ADSS光缆瞬时破坏应力的16%为宜(ADSS光缆受平均运行应力控制时的弧垂远小于导线,对跨越物的安全距离完全能够满足)。

2.ADSS光缆安全系数的选取

参照《110-500kV架空送电线路设计技术规程》规定:导线和地线的设计安全系数不应小于2.5。

ADSS的力值指标中,最大允许抗拉强度(MOTS)与极限特殊应力(UES)的意义要远大于标称抗拉强度(RTS)的意义:最大允许抗拉强度(MOTS)是指在设计极限恶劣气象条件下,光缆中的光纤余长开始被吃掉并有应变值,光纤的衰减也开始急剧增加时的张力值,MOTS约为RTS的40%;极限特殊应力(UES)是指光纤受力,但在解除应力后光纤可恢复,不影响光缆使用寿命的极限值,UES约为RTS的70%。光缆受力超过UES,光缆中的光纤即有可能发生断裂。

ADSS光缆不同于OPGW在电力线路上还有地线功能,光纤断裂ADSS也失去了的功能;因此ADSS光缆安全系数选取时要充分考虑MOTS和UES这两个参数的重要性。首先,我们要保证ADSS光缆在极限恶劣气象条件下的最大受力不超过MOTS,即保证安全系数k>RTS/MOTS=2.5;其次,当安全系数取值为2.5时,对于ADSS而言,由于光缆受力超过UES(70%RTS)光纤即有可能断裂,因此此时ADSS的实际安全系数(相对于ADSS的功能而言)只有2.5×70%=1.75。要保证ADSS的实际安全系数(相对于ADSS的功能而言)大于2.5,安全系数的取值应为2.5/0.7=3.57。

因此,在ADSS光缆安全系数的选取时,应适当把的安全系数适当增大。以上论述只是说明ADSS与导线安全系数意义上的不同,实际设计中并不要求ADSS安全系数的取值必须大于3.57,只要大于2.5就可以了。由于各厂家生产的ADSS光缆物理力学特性差异较大,需进行具体分析后分别选用不同的安全系数及最大设计应力。

3.ADSS最大垂直弧垂气象条件的判定

为计算光缆对地或跨越物间距,往往需要知道光缆可能发生的最大弧垂。由于ADSS光缆具有对外荷载变化极为敏感的特性(在5mm覆冰气象条件时弧垂比运行工况时增加130.3%,在10mm覆冰气象条件时弧垂比运行工况时增加241.4%)。因此,校验ADSS的对地和交叉跨越间距须用覆冰工况时的弧垂;而导线则用高温工况时的弧垂。

同时,ADSS的风偏角远大于导线(最大风速时风偏角甚至可达到80°以上),极小的风速就有可能导致ADSS发生较大的风偏角。因此,无论何种型号的ADSS光缆,其最大垂直弧垂都发生在覆冰无风气象条件下。我们在进行ADSS弧垂计算时,需加入覆冰无风这一气象条件用于校验ADSS的对地和交叉跨越间距。当ADSS光缆线路通过重冰区时,必须特别重视ADSS对外负荷十分敏感的特性,详细校验覆冰情况下光缆对地及交叉跨越距离。由于ADSS光缆在覆重冰时的弧垂增幅太大,建议一般情况下ADSS光缆只宜在5mm、10mm轻冰区采用,20mm及以上重冰区不建议使用,对于20mm及以上重冰区需建设光缆线路的,新建线路建议采用OPPC光缆,原有线路尽量采用更换导线为OPPC光缆的方式建设。

4.ADSS光缆应力弧垂计算

ADSS光缆承挂在已建的送电线路杆塔上,架设ADSS光缆的应力和弧垂,除了要满足自身的技术指标和对地距离及交叉跨越要求外,还要光缆和同杆塔上的输电导线在运行工况下的弧垂尽可能一致,以使其与导线保持足够的安全距离,同时也使外型整齐美观(这里的运行工况,由于ADSS的风偏角远大于导线,我们一般选取平均气温气象条件)。

ADSS光缆应力弧垂计算可采用“倒推法”。首先,根据ADSS光缆悬挂的线路导线的型号与安全系数,我们可以用设计软件计算出导线的应力弧垂特性(已建线路导线弧垂可以从该线路施工图设计上查到),取每个耐张段导线平均气温时的弧垂值,再根据选定型号ADSS光缆的物理力学特性,尝试取不同的安全系数,使该耐张段ADSS在平均气温时的弧垂值与导线在平均气温时的弧垂值尽量相等,这时就可以得出ADSS的应力弧垂特性。按此方法,依次对各耐张段进行计算,得出各耐张段ADSS的应力弧垂特性。也就是说在一条线路中,导线的安全系数K是不变的,而每个耐张段相对应的ADSS的安全系数K是可以不同的。

经过以上计算得出各耐张段ADSS的应力弧垂特性后,再取各耐张段ADSS在覆冰无风气象条件时的弧垂值,对照各杆塔ADSS光缆悬挂点位置图和送电线路平断面图校验ADSS对地及交叉跨越距离,如不能满足,可逐步采用以下方法:(1)在满足杆塔强度与空间电场强度的前提下,抬高ADSS光缆悬挂点;(2)在满足杆塔强度的前提下,选用“适用档距”更大的ADSS光缆,这样的ADSS光缆RTS等参数更大,在平均气温气象条件下与导线弧垂相等时,在覆冰无风气象条件时弧垂增幅值较小,可以满足对地及交叉跨越距离的要求。

需要注意的是,校验ADSS对地及交叉跨越距离不能满足时,不要任意减小ADSS光缆的弧垂值,使其在平均气温时的弧垂小于导线平均气温时的弧垂。因为ADSS的风偏角远大于导线,二者没有同步性,ADSS光缆悬挂在导线下方,当其弧垂小于导线弧垂时,这就使得二者发生鞭击成为可能。如确实需要这样做,应校验最大风速气象条件下ADSS光缆与导线是否可能发生鞭击。

5.ADSS光缆的塑性伸长处理

当ADSS承受拉力后,便产生塑性伸长,从而引起档内弧垂增大,以致使ADSS对地及其他跨越物的安全距离减小,所以在光缆施工中必须考虑补偿。

《110-500kV架空送电线路设计技术规程》规定:导线塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿。但对于ADSS光缆究竟降低多少度?目前没有规章可循,仍处于探索之中。云南省电力设计院编写的《电力系统光纤通信线路设计》中考虑到输电导线系由多股绞扭而成,而ADSS系层绞式无金属线,其架线后的塑性伸长不受绞扭的影响,故ADSS塑性伸长的影响,暂按降低20℃考虑。

但实际设计中发现,由于芳纶的使用,ADSS的弧垂对温度变化极为迟钝,部分适用于大档距的ADSS光缆热膨胀系数甚至是负的,这时采用降温补偿法只能起到反效果。由于采用降低温度的方法来补偿初伸长,效果不明显,因此,建议采取降弧垂法来补偿ADSS光缆的初伸长,但具体降低多少,还需要进一步的探索。一般来说,ADSS具体降低的弧垂值,可以上方导线使用降温补偿法降低的弧垂值为依据,相应降低相同或略小的百分比。

三、结束语

ADSS光缆一般使用于原有的杆塔线路,对杆塔而言是一种“添加物”,原有的杆塔设计并没有考虑其他物体的“添加”,所以ADSS光缆在杆塔上没有足够的“空间”。“空间”包括:杆塔强度、与导线距离(空间电场强度)、净空及与交越物的距离等。ADSS光缆只能尽量去适应原有的杆塔。

通过以上探讨,我们可以了解在ADSS光缆与导线弧垂特性不一致的情况下,如何进行ADSS光缆的力学计算,从而为ADSS光缆在杆塔上争取更大的“空间”。

第8篇

关键词:高压电力电缆 故障监测技术 研究

中国正在推行电网改造,在国家大力支持下,进度十分迅猛,致使高压电缆使用范围不断扩展。但是目前已然出现问题,中国高压电缆并没有达到完美状态,电缆质量不好、安装不到位、原来安装的高压电缆出现绝缘老化,各种各样的问题,导致高压电缆频发故障事件。此类事件,不仅在电缆使用过程中的维修、排除故障造成很大的困扰,在大众生活、生产方面所造成的损失,更是不可估量。

1 高压电缆故障

在电力出现故障之时,维修人员需要及时对故障进行排解,从各项指标、参数之中,来看是哪些因素造成故障。在电缆运行状态中,会出现一些障碍,而这些障碍是由不同因素导致。

1.1 电缆运作前 目前中国电缆在制造方面存在些许不足,在电缆使用过程中,各种问题都会随机出现。在电缆运作之前,工作人员需要手动装置电缆,很可能会出现装置无法到位,导致电缆在运行过程中故障出现。这是现在电缆运作之中,最常见的问题之一。

1.2 电缆运作中 中国是一个用电大国,可想而知,高压电缆在运作过程中肯定会出现巨大的压力,用电高峰期更是如此,负荷完全超出预想。在超负荷工作下,电缆很可能会导致故障现象,而这种负荷产生的故障,对电缆的影响特别大。高压电缆在日常维护之中,工作人员在各项操作上造成的疏忽,也会导致电缆运行过程出现故障。

例如,在进行电缆养护过程中,疏忽了电缆绝缘体流逝问题,原本保护层遭受腐蚀。这些问题都很容易被忽略,然而,这些问题也是很容易导致故障出现。一旦出现问题,也会无法轻松修复,面对的则是更严峻的维修问题。

1.3 长久运作导致疲劳 不管是那种设备、设施,一旦长时间运作,都会产生疲劳。高压电缆也不例外,在长时间的运作过程中,疲劳也会随之而来,导致故障产生。

比如,某县的高压电缆长期工作,并且要面对超负荷的电力输送,覆盖面积广泛,承担着全县人民生活用电、生产用电、商业用电等巨大的用电量。虽然平时有进行保养,可长期的工作运行,依然会出现机械性损耗,从而导致过电质量出现问题。绝缘时间久,会导致绝缘体老化、失效等问题存在。在这样的情况下,高压电缆经常会出现故障。普通维修已达不到理想效果,只有对电缆进行更换,亦或是加强养护与监控力度,才能保证电力正常运作。

2 高压电缆故障监测

在高压电缆出现故障之后,必须要及时进行监测,才能将问题进行避免,确保损失降到最小。在对高压进行检测的过程中,需要有很多步骤。首先是对故障进行判断,到底是何原因造成。然后寻找故障点,最后进行维修处理。在整个故障监测过程中,如下几点是检测过程中存在的主要问题:

2.1 判断故障性质 在故障出现之后,首先需要做的就是将故障性质进行判断,看到底是什么原因造成故障产生。例如高阻、低阻的区分;故障是以多项故障存在,还是单项故障;亦或是电缆出现短线、短路等,各种不同故障,所需要制定的方案也是各有不同。利用监测技术,对现在所呈现的参数进行分析,致力于将维修效果做到最好。

2.2 故障电缆测距 在判断是什么原因造成故障之后,就要对故障进行粗略估计,利用监测技术对故障进行距离判断,将检测范围无线缩小,以最快的速度找到故障发生点。这个步骤必须要依靠先进的监测定点故障范围,在整个电力电缆故障处理过程中,尤其重要。

2.3 故障点精确定位 在有了初步的范围监测之后,根据现下电缆情况进行确定大致故障范围,在这个范围中对准确位置进行定位,故障点精确位置更容易找到。

3 电缆故障测距

在电缆故障过程中,故障测距至关重要,是定位电缆故障范围的重要指标。只有在测距过程中,将故障范围搜索完成,才能以最快的速度,找到故障点。只有找到故障点,才能及时进行电路抢修工作。

3.1 测距方式 在整个故障监测过程中,测距是最重要的环节。现今为止,惠斯顿的电桥法是最为可靠、有效的方法之一。这个方法的优势很明显,那就是操作简单、快捷准确定位。电容电桥与电阻电桥两种,近年来,监测技术有了突飞猛进的发展,故障监测方式也是不断推出许多全新模式,推陈出新,致力于使用效果更好。

例如现下的电流法、路径探测等,都是最新推出的检测方式,将检测方式与网络相结合,将电网监测推上智能轨道。

3.2 脉冲电流故障监测法 在目前的电缆故障监测方法之中,脉冲电流是一项很受欢迎的检测方式,在以往的监测方法之上,进行改进,逐步完善,将故障监测技术稳步提升。使用过程将关联线路间的波段感应,得到一个与其直接关联的方程式。此方法在国内外很多地方都进行试验,证实效果非常好。相比之前的故障监测方法,更加便捷。如表1所示,不同的电力电缆出现故障之时,采取针对性监测方法,才能直接得到精确结果。

3.3 电桥法 电桥法是一项在电缆监测系统中,不可跨越的经典,其操作步骤也相对复杂。首先要测量出电芯电阻值,还要对电缆总长度进行测量,将这些数据采集完成之后,才能根据数据计算,得知故障点存在范围。

例如:将电缆长度计算为ZQ30-4×251+2×152,长300米的电缆在运行中出现故障,并且已经自动跳闸,怎样对故障进行分析,对故障进行测距。

根据原理,可以将其判断成断线故障,这个时候就需要使用电桥法,对故障点进行测距。首先对电缆的首段、末端进行测试,根据公式进行解答,并且配合电桥原理,可以得出一些数据。

首段测量结果为:LX(顺)=3RL/(M+R);LX(逆)=3ML/(M+R)

末端测量结果为:LX(顺)=(M+R×L) /(R+M);LX(逆)=(M+R×L)/(M-R)

结合给出的公式,配合表2中给出的计算数据,可以通过计算,将故障距离很轻松计算出来。

4 结语

伴随着时代前进脚步,中国的电缆技术也在不断深入,许多新技术也在积极投入实际应用之中。然而,各种技术依然无法解决所有故障问题。只有使用各种精确度较高的监测故障距离方法,才可以减少故障维修时间,将电力故障损失降到最小。

参考文献:

[1]黄辉,郑明,李迪等.海上风电场海底高压电缆故障监测方法的研究[J].电气技术,2013(1):48-52.

[2]时翔,陈志勇,徐振栋等.基于振荡波系统的交联聚乙烯电缆故障监测[J].电气开关,2013,51(2):40-42,45.

[3]贺继鑫,郭圣伟.高压电缆故障检测和交流耐压试验的应用[J].电源技术与应用,2012(9):21-22.

[4]刘军,顾晓明.高压电缆故障检测技术探析[J].城市建设理论研究(电子版),2011(34).

第9篇

关键词 铁路信号电缆数据统计

中图分类号 TP393 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0151-01

由于我国的经济的快速发展,导致我国铁路项目近些年来也在不断的增多,另外由于受到一些自然环境和地理条件的限制,现代铁路工程的施工难度也逐步增大,这种情况下,铁路工程部门对铁路信号电缆的使用量呈上升趋势,电缆的采购费用逐步增大。根据我国的工程建筑材料的等级划分标准,信号电缆已被列为甲供材料,甲方对提供的材料计划要经过审核确认后才上报物资厂家,这就为施工单位上报电缆型号、数量的准确性提出了更高的要求。电缆统计程序作为铁路部门实现自身的材料管理的一个重要的途径,在系统设计的过程中应该更加强调的是数据统计的及时性、完整性、准确性,基于这种要求,下面笔者将从Autolisp程序语言应用角度对该问题进行具体分析。

1 Autolisp程序语言

LISP语言的全称为List Processing Language,是一种常见的计算机的表处理语言,也是目前在人工智能学科领域广泛应用的一种程序设计语言,它在应用中的最主要的特点就是能够实现对数据形式的表格化处理,也就是能够将计算所得的数据以自动生成列表的形式表现出来。而AutoLISP语言是在LISP的基础上,增加和嵌入了AutoCAD设计结构的计算机语言,也就是使实现了以AutoCAD为模板的计算机语言的处理,在使用内部的计算机语言,它是AutoCAD开发式体系结构的具体表现,使用AutoLISP的过程中,可以实现对AutoCAD的全部命令的直接调用,并且可以通过内部进程(IPC)与AuotCAD进行至直接通信。

AutoLISP语言源程序的书写格式特点有:AutoLISP语言的一切成分都是函数,而由于其具备了LISP的表格化的特点,使得其计算所得的所有函数又以表结构形式存在,所以AutoLISP程序的所有括号都需要左右匹配,这也是AutoLISP程序的一个最显著的特点;此外,在该程序中,接收到系统的指令进行阅读函数时,也是按从左到右的规则进行的;因此,在该程序中,函数也必须放在表的第一个元素的位置,这是区别于算术运算的书写格式的。表中的各参数之间均至少要一个空格分开;一个表可占多行,一行也可写多个表;程序中用封号作注释。求值器总是忽略每一行中分号以后的部分,且注释可放在程序中的任何地方;AutoLISP程序工具是附在AutoCAD的软件包内,没有单独的运行环境。

2 铁路信号电缆统计程序开发

铁路信号电缆的统计是一项复杂和繁琐的工作,因此在对这些工作进行系统管理时,应该充分的考虑其软件系统对于相关电缆数据的统计问题,也就是说该铁路信号电缆程序的开发的目的是为了最终得到电缆数据,所以在程序设计的过程中,应该要强调系统的计算能力。笔者认为对系统进行设计的过程中,应该利用现有的AutoLISP语言的相关函数计算的功能首先找出相关的信息并进行标注,然后再采用数值函数、赋值函数、字符串处理函数、表处理函数以及判断函数、实体访问函数等此类具体功能,对所得数据进行筛选和匹配,并最终形成电缆统计数据,另外,还要注意的是最后的数据的输出形式,也就是说要从函数形式转变成可供阅读和储存的EXCEL表格形式。

基于上述基本的设计思路及开发过程,笔者认真的分析了目前我国国内的各个设计院编制的信号电缆径路图,发现在进行铁路信号电缆数据管理系统时,这些径路图的功能特点是在对信号电缆的标识的设计上都遵循一个原则,即以文本形式显示信号电缆的型号、芯数和长度,这为程序的开发提供了编写依据。通过对AutoCAD图形库中的各种信号电缆进行赋值、检查文本属性中的字符串是否与标准格式匹配的函数功能并使用计算函数实现对图形库中的电缆型号、芯数、长度进行统计输出。

3 电缆统计程序的应用

上文中笔者认真的分析了目前铁路信号电缆程序的开发问题,下文中笔者将以某电气化改造工程为例介绍信号电缆数据统计方法和流程,以便实现更加详细的程序使用说明。

先用AutoCAD软件打开该站电缆径路图,在这个路径图中我们可以看到相关的电缆管理操作,这些操作程序都是根据目前所掌握的电缆使用情况以及常见的电缆处理方式而设定的,但是由于在具体的管理和使用的过程中,不同的铁路部门有着不同的具体情况,因此,需要程序设计人员根据该需要设定一个可供拓展的加载项,而文中笔者探讨的基于AutoCAD算法的Autolisp程序就实现了这一功能,因此,工作人员可以在工具下拉菜单中选择加载应用程序,选择程序所在径路并加载,加载的过程中,会有各种关于电缆的基本文本情况的描述提示,工作人员只需要按照提示准确的填写后,按下确认键即可加载成功。在加载成功后,新的电缆统计即完成。

从这个使用过程中我们可以看到,电缆统计程序具有以下的几种特点。

适用于铁路信号专业AutoCAD电子版本的施工设计电缆径路图,上文中我们提到了AutoCAD系统同LISP相结合可以实现更好的数据的函数运算,而目前我国的大部分的铁路信号电缆管理中采用的都是AutoCAD算法,所以应用相应的软件对其升级时,要先确定现有技术和AutoCAD的匹配度。

2)由于该系统具有将函数算法的功能同文本信息结合的特点,随意在施工设计图标注正确的情况下,电缆型号、长度数据统计准确率为100%,这也是以往的铁路信号电缆管理工作所无法实现的。

基于这两个特点,我们可以看到基于Autolisp程序语言、数值函数、赋值函数、字符串处理函数、表处理函数以及判断函数的铁路信号电缆数据统计系统的应用优势还是非常明显的,不仅大大的提高了数据的查询的准确率,还实现了更加主观和有效的数据输出。

4 结束语

综上所述,随着各种信息管理技术在各个生产和生活领域中的应用,现代的铁路管理也已经离不开相关软件程序的使用,上文中笔者以铁路信号电缆数据的系统设计为例,对其进行了软件设计分析,并使用AutoCAD的嵌套语言AutoLISP实现了系统的二次开发和升级。本文以AutoCAD为平台,开发了电缆统计程序,并对电缆统计程序的具体开发过程进行了详细分析,最后笔者采用具体的实例分析的方法对其音应用过程中的优越性进行了阐述。从文中的总结我们可以看到该程序对电缆数据统计具有使用方便,输出数据准确快速等优点,比必将更加广泛的被应用于日后的铁路信号电缆管理活动中。

参考文献