电力电缆技术论文
电力电缆技术论文
电线电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品，在所有经济活动和社会生活中的不可或缺，学习啦小编为大家整理的电力电缆技术论文，希望你们喜欢。
电力电缆技术论文篇一
电力电缆应用
【摘要】随着电力行业、能源行业的发展电线电缆越来越多的应用到生活的各个领域，可以说二十一世纪将是电线电缆的时代。本文就此主要对电缆的敷设方式、选型，故障排查，以及在施工中要注意的问题做一综合阐述。
【关键词】电缆;应用;敷设方式;选型;截面积
1.电缆的定义
电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆;导体截面积较大的(大于6平方毫米)称为大电线，较小的(小于或等于6平方毫米)称为小电线，绝缘电线又称为布电线。电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。
2.电线电缆在社会发展中的重要作用
2.1 电力电缆在社会生活中的作用
电线电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。在所有经济活动和社会生活中的不可或缺，凡有人群生活的地方，凡有生产、交通以及一切经济活动的场合，凡在宇宙空间、地下、海洋等一切需要探索、开发的所有活动中，以及任何一项科技开发创新项目的研制活动中，都离不开电力和电磁波的应用。而电能、电磁波的发生、传输及应用都必须采用电线电缆来作为连接、传输的部件或作为主机的绕组材料。事实上，一切工业生产、交通运输、建筑工程和设施、现代农业和科研、军工装备或军事设施、太空、海洋的探测以及社会生活(包括每一个家庭和人们的日常生活)都与电线电缆产品息息相关。
2.2 我国电线电缆的发展
我国的电缆工业是1949年新中国成立后，从无到有，突飞猛进地发展起来的。到目前为止，无论是工艺装备水平还是产品技术水平都达到或接近世界先进水平。特别从用铜量(包括用铝的折算值)和总产值来看，我国电缆工业的规模已处于世界前三名之内。例如，2000年我国电缆工业总产值已达900亿元，约占全国国民经济总产值的1%，约占机电工业总产值的4%、电机电器工业的17%。在机电工业的135个行业中，产值规模仅次于汽车工业而名列第二。这些说明了电线电缆产品的在国民经济中占有相当大的比重。因此电力行业也应更加重视电线电缆的对企业生产发展的重要性。
图1
3.电力电缆
在电力系统中采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排(母线)、电力电缆(塑料线缆、油纸电缆、橡套线缆、架空绝缘电缆)、分支电缆(取代部分母线)、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。而我们通常所说的电缆的即是电力电缆。电力电缆的特点是在导体外挤(绕)包绝缘层，如：架空绝缘电缆，或几芯绞合(对应电力系统的相线、零线和地线)，如二芯以上架空绝缘电缆，或再增加护套层，如塑料/橡套电线电缆。主要的工艺技术有拉制、绞合、绝缘挤出(绕包)、成缆、铠装、护层挤出等，各种产品的不同其工序的组合也有一定的区别。如图1、2所示。
图2
4.电力电缆的敷设方式、选型、截面积的选择
4.1 电缆的敷设方式
电缆的敷设方式有以下几种：直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、架空敷设。几种方式都有优缺点，一般要考虑城市发展规划，现有建筑物的密度电缆线路长度、敷设条数及其周围环境的影响等。从技术上比较，电缆隧道方式和电缆沟敷设方式便于电缆的施工、维护和检修。在一些发达国家城市中，城市规划建设时，已考虑公用隧道。实践证明公用隧道运行效果良好，大大降低了重复投资次数和反复开挖路面的现象，但初期投资巨大，建筑材料耗资金，在国内，由于各种因素的限制，这种敷设方式是极少的。相比而言，直埋敷设和浅槽敷设则是属于经济型的敷设方式，直埋电缆是最经济而广泛系用电敷设方式，它运用于郊区和车辆通行不太频繁的地方。但不利于电缆的维护和检修，一旦遇到电缆故障，即使使用测试仪测出故障点，也要重新挖开电缆沟，极不方便。因此电缆敷设方式的选择，要结合实际情况，根据工程条件、环境特点、电缆型号和数量等因素，用发展的眼光，按照满足运行可靠性、便于维护的要求和技术经济合理的原则确定。
4.2 电缆的选型
常用的电力电缆有油浸电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、交联聚乙烯电缆等。根据使用场合的不同，又延伸为不同种类的特种电缆。目前，随着生产技术和生产工艺的不断提高，交联聚乙烯电缆已成为使用最广的电缆产品。在电缆选型时，应根据使用的不同环境和条件，结合具体情况进行选择，尽量减少穿越各种管边铁路，公路和通讯电缆;如采用直埋和浅槽敷设方式时，应考虑使用加钢铠的电缆。
4.3 电缆截面积的选择
电缆截面积的选择，关系到投资多少、线路的损耗和电压质量、电缆的使用寿命等。如选用截面积偏小，会导致电压质量下降、线路损耗过大，则会使初期投资太高。因此应根据负荷预测结果，发展规划，选择合适的截面积，使电力电缆满足最大工作电流下的缆芯温度要求和电压降要求，最大短路电流作用下的热稳定要求。由于负荷预测工作难度性高、准确性较低，因此，选择电缆截面积时，还要满足《城市中低压配电网改造技术导则》和《城市电力网规划导则》要求。
在三相四线制低压电网选用电力电缆时，还要考虑零线截面积的选择，在公用低压网络中，由于受用户因素影响较大，三相负荷平衡难以控制，为改善电压质量，降低线损，零线截面积应与相线截面积相同。
5.电力电缆的可靠运行
要保证电力电缆的可靠运行，首先是在施工时的注意事项以绝后患，其次是在线路出现故障时及时有效、快速的维护减少损失。
电力电缆施工中注意的问题：
(1)大电流电力电缆引发的涡流问题
电力电缆在施工中，有采用钢支架的，有采用钢质保护管的，有采用电缆卡与架空敷设的，凡是在电力电缆周围形成钢(铁)性闭合回路的，均有可能形成涡流，特别是在大电流电力电缆系统中，涡流更大。在电力电缆施工时，必须采取措施，使电缆周围不能形成钢(铁)性闭合回路，防止电缆引起涡流现象发生。
(2)电力电缆的转弯引起的机械性损伤问题
由于电力电缆外径较大，运输、敷设较为困难，电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在施工中，如果转弯角度过大，可能使导体内部受到机械损伤，而机械损伤致使电缆绝缘强度下降，直到出现故障。尤其在电缆头制作时，三根电缆头长度一致，与设备连接时由于受地形限制，中相电缆头偏长而成为拱形，电缆头根部可能会受损放电。如若在设备的连接处，适当缩短中相电缆头连接长度，使三相电缆头均不受外力，则运行效果良好。由此可见，电缆施工过程中，要尽可能减少电缆受到的扭力，在电缆转弯和预留电缆时，让电缆处于自然弯曲，杜绝内部机械损伤现象。
(3)电缆防潮问题
运行经验表明，中、低压电力电缆故障大部分为电缆中间接头和终端头故障，而中间接头和终端头故障则大部分是因密封不良，潮气侵入而造成绝缘强度下降。而中、低压电力电缆网多采用树枝状供电方式，电缆终端头数量较多。因此做好电缆终端头和中间接头的堵漏密封是保证电缆安全可靠运行的重要措施之一。
(4)中、低压电力电缆接地问题
在公用中、低压电力电缆网上，由于三相负荷不是相等的，因此，如果采用有金属护层的电缆，必须考虑金属护层的接地问题，并保证在金属护层的任一点非接地处的正常感应电压不得大于100V。在中、低压电缆网中，所有电缆接头处均应设置接地极(网)，并使金属护层可靠接地。
6.结束语
在全球化经济发展浪潮下，高楼大厦鳞次栉比，电力用户的猛增等等。要求我们应用的电缆负荷量更大，跨度更长，承受高温高压等恶劣环境。因此超高压、大长度、大截面、多样化和高可靠性是当今电力电缆技术发展趋势。
参考文献
[1]电线电缆手册[S].
[2]电线电缆安装手册[S].
作者简介：王景超(1986-)，男，河北平泉人，现供职于冀东油田供电公司。
电力电缆技术论文篇二
电力电缆故障探测
【摘要】随着我国经济水平的不断提高和电力系统的不断发展，电能已经成为人们生产和生活中一种必不可少的能源。而随着人们对城市环境和美观程度的要求越来越高，柱上设备和配电架空线路已经不能够满足人们对城市电网系统美观性的要求。电力电缆的产生能够在保证人们的用电需求的同时，保持环境的整洁，在现代的供电系统中发挥着重要的作用。然而，要保证电力电缆能够有效运行，必须采取有效的措施对电力电缆故障进行及时的探测。本文将总结电力电缆故障的探测方式，为实际电力电缆故障探测提供理论依据。
【关键词】电力电缆;故障;探测
随着我国经济的逐渐发展和城市电网的逐渐完善，电力电缆在我国的工矿企业、事业单位等企业得到的重要的应用。在电力电缆的应用过程中，电缆的质量和状态会在很大程度上影响电网系统安全可靠的运行。一些电网的设计不符合规范、电缆的质量存在缺陷或者电缆在工作的过程中过热的原因以导致电缆出现故障，而在电缆出现故障时，及时准确的对故障进行探测和定位能够减少电网故障而引起的重大经济损失。
1.常见电力电缆故障
电力电缆从铺设安装到运行维护的整个过程，电力电缆故障具有不同的特点，所以，在进行电力电缆故障探测的过程中，应把握不同阶段电缆故障的特点，从而能够及时准确找到电力电缆的故障。
1.1电力电缆安装环节易出现问题
在电缆铺设的过程中，由于选址不当等问题，导致电缆旁边的土壤影响电缆，从而使电缆产生位移，电缆附件的安全性得不到保障。在铺设排管的过程中，由于横向约束的影响，导致电缆易出现弯曲变形等问题，电缆的金属保护套产生疲劳应变，产生安全隐患。在进行地沟敷设的过程中，一些铺设工作不能够牢固固定电缆，一出现斜面的滑落问题。此外，在斜井敷设电缆过程中，不能够准确衡量井位的跨度，使电缆在使用的过程中受到自身重力或者热机械力的影响，在很大程度上减少电缆的寿命。电缆故障或者寿命受到影响除了受到电缆敷设不当的影响之外，还受到外力因素的影响，其中最易受到机械损伤。机械损伤主要是由于在电缆铺设完成之后，进行道路绿化、园林建设或者建筑施工等，导致电缆铺设的标示桩被破坏或者丢失，从而使电缆受到外力的破坏造成故障。
1.2电缆运行维护过程中易出现问题
电力电缆系统在运行的过程中，由于自身性质特点和敷设过程中的敷设方式问题;在运行过程中外界环境的影响导致电缆运行出现故障问题。其中电缆运行过程中易出现的故障主要分为绝缘性问题和接头问题。其中绝缘性问题产生主要是由于电缆的材料性质和铺设问题引起的。我国目前电缆铺设采用的主要的绝缘材料为橡皮绝缘材料、塑料绝缘材料、气体绝缘材料以及油浸纸绝缘材料。在铺设的过程中可能因为造型不当、制作不良或者使用的过程中长期过载、靠近热源等多种原因，导致电缆易受到化学腐蚀和受潮，导致电缆在运行的过程中会时常出现绝缘、老化或者受潮等问题，造成电缆故障。关于接头问题主要是因为电缆铺设的密封失效、连接不良、封铅漏水或者在运行过程中长期过负荷运行等原因造成的。电缆接头的故障主要表现为电缆的终端头或者中间接头处发生爆炸。
2.电缆故障探测的传统方法
2.1电缆故障测距的传统方法
目前我国关于电缆故障测距的传统方法主要有测量电阻电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压取样法、脉冲电流取样法和二次脉冲法五种。其中，测量电阻电桥法在被称之为经典方法。这种方法能够有效地测量短路和低阻故障。进行故障探测的主要原理是利用电桥平衡，对应的桥臂电阻的乘积相等，电阻与电缆长度成正比的。测量电阻电桥法具有操作简单方便、测量精度高的优点。但是也具有测试局限性较高的缺点。在测量100千欧以下的短路或者接地电阻进行相间短路、单相接地、二相接地或者三相短路等故障的测量的测试误差能够保持在0.3%-0.5%之间。而当电阻的超过100千欧时，电桥的回路电流很小，导致一般电桥不能够准确测量和判断电桥的平衡。低压脉冲法主要用于测量电缆的低阻和断路故障。而电缆运行过程中低阻和断路故障约占电缆运行故障的百分之十左右。除此之外，低压脉冲法还用于测量电缆的长度，检查电缆的断路和短路点，以及测量电缆接头和附件的位置和数量。低压脉冲法故障探测的原理是将低压脉冲在短时间内沿着电缆进行传送，当脉冲遇到中间接头、终端头、断点或者短路点时，脉冲将会发生反射，之后使用脉冲之间的时间差来进行测量差距。而这种探测方式的局限性在于不能用于测量高阻性和闪络性故障。脉冲电压取样方法主要包括直流高压闪络法和冲击高压闪络法。这种方法主要用来测量闪络性故障和高祖泄露。主要的探测原理是用直流或者高压脉冲信号将电缆的故障击穿，只够记录下测量点与故障点之间高压脉冲的往返时间。脉冲电流取样法的故障探测原理是采用高压将故障点击穿，在这个过程中，陡度较大的高压直流电流遇到故障点之后会瞬间放电，同时伴随着放电声音、放电火花与放电脉冲波。该方法就是利用放电脉冲波在测量点与故障点之间往返时间的测量，从而计算出故障点的位置。二次脉冲法是采用高压发生器冲击闪络技术，对故障点进行测量的一种方式。这种方式测量故障点的始端或者近始端的波形较为复杂，而且存在一定的盲区，导致测量误差较大。
2.2电缆故障定点的传统方法
电缆故障定点的传统方法主要包括声测法、声磁同步法和音频感应法三种。其中声测法主要是利用在故障被击穿时产生的放电声音进行测量。声磁同步法是结合直流高压冲击故障产生的脉冲磁场和放电声音。当声测定点中接收到的脉冲磁场即可认为是故障点发出。音频感应法主要用于测量电阻小于10欧的低阻故障。
3.新型电缆故障探测方法
3.1新型电缆故障测距方法
结合计算机技术产生的新型电缆故障探测方式主要有：实时专家系统、因果网电缆故障定位和小波变换电缆故障定位等方法。其中实时专家系统是将利用计算机技术在电缆故障探测领域能够使用人的思维来解决复杂的问题。为了能够实现人类专家的思维，要有包含大量专家知识的数据库，并采用一系列新的规则来维护数据库的正常运行。因果网主要包括四类节点：征兆、状态、假设和起始原因。其中状态节点表示电网中某个节点的状态。征兆节点是状态节点的征兆。假设节点是系统对故障进行的诊断假设，起始原因节点表示的是使故障产生的最终原因。因果网能够详细地描述继电器、开关和故障元件之间的关系，但并不涉及到部件的内部细节，从而能够更加直观、简洁地描述故障发生的原因。小波变换电缆故障探测方式是由数学知识分支来的故障探测方式，是电缆故障探测的先进算法，能够有效应用于电缆故障的暂态信号分析中。
3.2新型电缆故障定点方法
新型的电缆故障定点方法主要包括：人工神经网络法、全球定位系统的行波故障定位以及分布式光纤温度传感器。人工神经网络是模拟生物神经网络，通过将节点比作神经元，之后进行神经元之间输入和输出达到信号处理目的的一种方式。人工神经网络主要用于故障模式的识别和故障的征兆的预测。全球定位系统的行波故障定位主要是为了弥补传统阻抗算法对于阻抗接地、直流输电线和多端电源线路故障探测不准确的问题。分布式光纤温度传感器是通过检测电缆故障点的温度变化来对电缆故障点进行定位的方法。该方法具有操作简便，定位速度快以及不受电磁干扰等优点。
4.总结
随着科学技术的进步和人们对电力电缆要求的逐步提升，电缆故障的探测应结合先进的科学技术，从而能够满足人们的需求。
【参考文献】
[1] 马丽莉.试论电力电缆故障探测和定位方法[J].机电信息，2013，(33)：105-106.
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