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电力电缆计算方法实用13篇

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电力电缆计算方法

篇1

在大跨度钢管混凝土拱桥的无支架缆索吊装施工中,扣索的索力是需要十分重视的控制条件。为了尽可能精确计算扣索索力,必须了解各种扣索索力计算方法特点,以选择合理的计算方法。

1、常见扣索索力计算方法

1.1有限元法

有限元法的基本原理是将求解域看作由许多极小的互连子域组成,该小的子域称即称为有限元,然后对每一单元假定一合适的近似解,进而推导求解这个域总能满足的条件然后得出解。该方法得出的是一个近似解,而非精确解。然而就大多实际问题都是难以得出精确解的,同时有限元法得出的近似解的精度已经足够满足解决实际问题的需要,且能适应各种复杂形状,因而能有效的应用与工程的计算分析中。

1.2零位移法

零位移法的基本原理是按照桥梁的施工加载顺序,在分段吊装计算时于每段扣索处虚拟一个支座约束,利用相关的力学知识,加上每个阶段各支座反力为零的条件,可以求解出各扣索在各吊装阶段的索力值。其计算原理十分简单,且各个阶段无需设置预抬值。但是由于是按照桥梁的施工加载顺序计算,在吊装一个节段时,前面扣索的力以及控制的标高都需要调整。在实际施工中十分繁琐,尤其是对于节段较多的情况,更是容易因为频繁的调索导致拱肋截面应力超限甚至在某些拉索处出现不符合实际情况的负值。

零位移法要求在索力计算过程中以考虑成桥预拱度后的设计拱轴线作为调索的目标线形,虚拟一个支座以替代扣索扣点处,用以约束扣点处的竖向和纵向位移。由力学知识即可计算出支座反力,进而算出扣索索力。如此即可保证在该索力下达到虚拟支座同样的效果,即扣点出位移始终为零。

1.3定长扣索法

与零位移法相反,定长扣索法不是按照施工和加载顺序计算的。而是按照与实际施工加载相逆的顺序,逐步倒拆,即根据倒退分析法,确定扣索的放样长度。考虑了在实际施工中依靠后续的加载对前面扣索造成的弹性伸长,也同时考虑了弹性伸长后的扣索对后续吊装阶段的的影响。可以使各段扣索应力相对均匀,而且在后续节段的吊装过程,不需要重新张拉或者松弛已张拉扣索,并且可以使已张拉扣索的应力保持在一个范围内,不会出现过大浮动,而且全桥可以达到设计的轴线位置。

在使用定长扣索法确定索力时,其基本原理是按照倒退分析发确定放样扣索长度的,以此确定扣索初始应力的。在计算分析过程中,需要注意前面扣索的非线性影响要比后面扣索的非线性影响要大。

2、索力计算方法的比较

2.1有限元法:在有限元法提出的初期,因其需要庞大的计算量,其使用范围受到局限,然而在计算机普及的今天和随着计算机的计算能力越来越突出,计算量不再是影响其使用的最大因数甚至出现了专门的有限元计算软件。针对扣锁索力的计算,可根据施工图纸建立有限元的模型,由于建模时候通常是假设拱肋阶段在扣索张拉以后,扣索扣点位置即达到设计拱轴线和标高,所以建模时候的标准模型是以考虑考虑过预拱度后的设计拱轴线作为模型。因其扣点位移始终为零,故有限元法在原理上与零位移法有一定的类似。

2.2零位移法:零位移法的关键是将扣点约束虚拟成支座约束,在考虑预拱度后的设计拱轴线作为标准线形的条件,保证虚拟的支座约束(扣点约束)处的位移始终为零,可以计算出竖线和轴向两个方向的支反力,进而可得出相应扣索索力和索力增量。虽然在保持其位移始终为零的条件下,可以保证施工过程中扣点位置始终在设计线形位置,但是由于后续节段的施工会对前面扣点位置造成变化,所以在后续节段施工时需要对前面扣索重新张拉,使得施工繁琐;同时由于是将扣索虚拟为支座的,在虚拟条件下,支座可以提供各个方向支反力,所以经常会出现在后续节段施工时发现早期张拉扣索出现承压的情况,显然与实际情况不符;实际中线形出现偏差时,也难以用零位移法调整,拱肋轴线最终会出现“马鞍形”,所以零位移法在施工施工中对扣索索力的计算指导性不强。

2.3定长扣索法:定长扣索法是按倒退分析法先确定扣索放样长度。即在张拉早期扣索时,就考虑了后续吊装节段和扣索对该扣索的影响,然后使其最终达到考虑预拱度后的设计线形。相对零位移法而言,它不需要每吊装一个新的节段就对前面扣索重新调力,而且不会出现类似零位移法中某些扣索承压的情况,同时各个扣索的力在各节段的吊装时均不会出现太大波动,安全性较强。但是,定长扣索法是先计算各节段拱肋预抬高度,来确定张拉的扣索需要的索力,可能会出现即使扣索索力达到极限强度也未能使拱肋达到预抬高度。同时由于索力与预抬值满足拱轴线的组合有任意多组,故该法所得出的组合可能是满足施工条件中但它并不一定是施工的最优方法。

3、结语

在大跨度钢管混凝土拱桥无支架缆索吊装施工过程,控制缆索索力显得十分重要,单一采用上面某一种计算方法有时候会显得不足,经常需要多种方法进行同时计算对比方能得出比较满意的结果。

篇2

Calculation method of XLPE cable conductor temperature

JIANG Xiao⁃Bing1,2

(1. College of Electrical Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410004, China;

2. Changsha Power Co., Ltd., Hunan Huadian, Changsha 410203, China)

Abstract: To monitor the running state and improve the power supply reliability of XLPE cable, the calculation method of XLPE cable conductor temperature is researched in this paper. To simplify the analysis and calculation, the lumped parameter method is used to character each layer structure of the cable, the steady⁃state thermal circuit model of the lumped parameter is established according to the characteristics of short laying distance of the power distribution cable, and then the formula of conductor temperature and carrying capacity is derived. The effectiveness of the method is verified by experimental analysis. The calculation method of conductor temperature considering the transient process is discussed. It provided a reference for on⁃line monitoring of running status of the cable.

Keywords: XLPE cable; cable conductor temperature; thermal circuit model; transient conductor temperature

0引言

随着交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在配电网中使用量的逐年增加,相应的诊断维护工作也越来越重要。线芯温度作为XLPE电缆的一个重要运行参数,是判断电缆运行状态及其实际载流量的重要依据[1]:正常运行时,电缆的线芯温度不超过交联聚乙烯的最高工作温度([≤]90 ℃);一旦过负荷,电缆线芯温度将急剧上升,从而加速绝缘老化甚至击穿。要准确掌握电缆的真实载流量也需要先计算电缆的线芯温度从而间接判断负载电流是否超过最大允许载流量。因此,从安全运行和电力系统调度的角度出发,都需要实时监测XLPE电缆的线芯温度。实际工程中直接测量XLPE电缆的线芯温度难以实现,需要建立合适的电缆热路模型并由外部温度推算求得线芯温度[2]。随着分布式光纤测温技术(DTS)的发展与推广,已有在高压XLPE电缆线路上应用光纤测温系统监测电缆护套温度的实例[3⁃4],这无疑为计算电缆线芯温度,掌握电缆运行状态及其真实载流量创造了有利条件。

笔者以单芯XLPE电缆为研究对象,根据配电电缆敷设距离短的特点,采用集中参数法建立其稳态等效热路模型,并推导出线芯温度计算公式。同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行讨论,为电缆运行状态的在线监测提供参考。

1电缆稳态线芯温度计算方法

所谓电缆稳态线芯温度即引起电缆温度变化的各种因素都已达到稳定状态且不会随时间发生变化时的电缆导体温度,此时不需考虑引起电缆各部分材料温度变化时产生的放、吸热过程。

1.1 线芯温度计算模型及方法

单芯XLPE电缆的一般结构如图1所示。

图1 单芯XLPE电缆典型结构

由图1可知,单芯XLPE电缆可分为导体、绝缘及内外屏蔽层、垫层、气隙层、金属护套层、外护层6层结构。建立电缆热路模型时,一般将各层热阻作分布式参数考虑,然后根据电缆热流场的欧姆定律来求解线芯温度[5],这样便会给线芯温度的分析和计算带来较大困难。由于城市配电电缆的敷设距离较短,一般不超过3 km,因此可以运用集中参数法来表征XLPE电缆的热路模型,即将电缆以其几何中心为圆心,把绝缘及内外屏蔽层、垫层和气隙层、金属护套层和外护层分别用集中参数表示,这样便简化了电缆热路模型。集中参数法[6]的应用范围广泛,可以很好地描述配电电缆的结构参数、敷设条件、表面温度与线芯温度之间的换算关系。单芯XLPE电缆的集中参数等效热路模型如图2所示。

图2 单芯XLPE电缆等效热路模型

图2中:Tc为XLPE电缆线芯温度;Te为环境温度;T0为外护套温度;T1~T4分别为绝缘层(含内外屏蔽层)热阻、内垫层(含气隙)热阻、外护层(含金属护套)热阻、外界媒介(外部热源至电缆表面)热阻;Wd和Wc分别表示电缆单位长度的介质损耗和线芯损耗;λ1,λ2分别为金属护套和线芯损耗之比、铠装损耗与线芯损耗之比。

在已知XLPE电缆外护套温度与负载电流的情况下,根据集中参数热路等效模型可以推得线芯温度的计算公式为:

[Tc=T0+WcT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3+Wd(0.5T1+T2+T3)](1)

式中线芯损耗Wc和电缆导体交流电阻R相关,而R与线芯温度Tc有关,因此须由式(1)解出Tc来进行计算。

在已知线芯最高工作温度Tcmax的情况下[7],可由式(1)推导出电缆的长期运行载流量Ia:

[Ia=(Tcmax-T0)-Wd(0.5T1+T2+T3)RT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3] (2)

利用式(2)即可完成电缆载流能力的计算与预测。

1.2误差分析

在影响电缆温度变化因素不发生改变的情况下,上述计算方法计算出的电缆线芯温度与载流量误差主要取决于式(1)中各参数的精度。

式(1)中电缆外护套温度T0由测温装置测得,测量结果易受外界环境影响;各集中参数等效层热阻T与电缆各层热阻系数联系紧密,特别是垫层的厚度,需要充分考虑并选取合适的数值;导体损耗Wc=I2R,其中I为电缆负载电流,可准确测得,导体交流电阻R会随温度发生变化,应注意邻近效应和集肤效应的影响;介质损耗Wd相比于Wc相差3个数量级以上,因此其取值对计算结果影响较小;金属护套和铠装损耗因数λ1,λ2与敷设方式有关,常采用IEC60287标准[8]中的相应公式进行计算。

由上述分析可知,XLPE电缆的结构、敷设参数及实时监测量(负载电流、外护套温度)对结果均有较大影响,设值时应尽量接近实际值。

2实验分析

为验证该计算模型与方法的有效性,应用C#程序编写了相应的计算程序,并通过实验对一条长为400 m的110 kV XLPE电缆进行模拟实验运行。表1为电缆处于稳态时线芯温度与计算温度对比实验结果,表2为载流量计算结果与实测数据对比。

表1 线芯温度计算值与实测值对比

表2 载流量计算值与实测值对比

从表1和表2可以看出,运用此种线芯温度计算方法时,线芯温度计算值与实测值在90 ℃以下时最大误差不超过±3 ℃,电缆载流量计算值与实测值之间误差最大不超过3%,因此具有较高的精度。

3考虑暂态过程的电缆线芯温度计算

虽然上述计算方法精度较高,但其只能用于计算稳态下的电缆线芯温度与载流量,实际中电缆负载会随时间变化,特别是城市配电网的电缆线路,日负荷的变化很大,因而电缆外部热源的温度变化也很大[9],所以大多数情况下需要考虑电缆线芯温度的暂态变化过程。

考虑暂态过程的电缆线芯温度计算非常复杂,电缆的等效热路模型中必须考虑电缆结构材料中热容的影响,式(1)中的介质损耗Wd和线芯损耗Wc也将变为时间函数,从而给计算带来很大困难。文献[9]根据电缆等效热路与电路在数学上的相似性,运用节点电压法先求解电缆稳态线芯温度,并在此基础上提出了电缆暂态线芯温度计算公式:

[T(t)=eAt+eAt0teAtEBQ(τ)dτ](3)

式中A,B,T,Q都是影响电缆线芯温度变化的外部因素的矩阵形式,而且它们都是随时间变化的函数。文献[10]在得到电缆外皮温度的基础上,以“只考虑负载电流变化和只考虑表皮温度变化”两种情况进行电缆线芯暂态温度的公式递推,进而推导出XLPE电缆线芯暂态温度的完整叠加式:

[θcx=θw0+Δθc1n+Δθc2n+θcd](4)

式中:θcx表示运行x个小时后的电缆线芯温度;θw0为初始测量时刻的电缆表皮温度;Δθc1n表示电缆运行n小时后(n[≤]x)的线芯温升;Δθc2n表示电缆运行n小时后(n[≤]x)的外护套温升;θcd为绝缘损耗引起的导体温升,可以看出电缆的暂态线芯温度为各个温升的叠加。文献[11]在完整演算电缆暂态热路模型的基础上,以“电缆表皮为等温面、绝缘层与导体具有相同热阻系数、仅考虑导体损耗和绝缘层损耗”三个假设条件对热路模型进行简化,并通过实验和误差分析验证了简化模型的有效性,简化后的模型将大大减少计算量。文献[12]则提出了基于电缆实际负载电流和表面温度的拉普拉斯动态热路模型,并通过实验研究和误差分析验证了该模型可满足电缆线芯温度的实时监测。从文献[9⁃12]可以看出,计算电缆暂态线芯温度是一个非常复杂的过程,但不管应用何种方法,都必须在得到电缆材料参数和结构参数以及电缆外护套温度或电缆的稳态线芯温度的情况下,通过不同理论和方法进行电缆暂态线芯温度计算公式的递推和推导。

4结语

为了掌握XLPE电缆的运行状态及其真实载流量,根据配电电缆的敷设特点分析了其暂态线芯温度计算公式,验证了计算方法的有效性,并对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论,得到如下结论:

(1) 运用集中参数法表征配电电缆的稳态热路模型贴合实际,推导出的计算公式只需在监测到电缆表面温度的情况下就可反推求得电缆线芯温度。实验数据表明此种计算方法具有较高的精度。

(2) 电缆暂态线芯温度的计算非常复杂,且必须在得到电缆材料参数和结构参数以及电缆外护套温度或者电缆稳态线芯温度的情况下,通过不同理论方法进行暂态线芯温度计算公式的分析。

值得一提的是,XLPE电缆发生绝缘故障后通常会在故障部位伴随有温度异常升高的现象发生,因此已有相关学者[13]将电缆温度在线监测与绝缘监测联系起来,并试图通过试验说明两者之间的关系。这表明随着电缆测温技术的发展,也将为电缆绝缘在线监测提供了一种新的思路和方法。

参考文献

[1] 孟凡凤,李香龙,徐燕飞,等.地下直埋电缆温度场和载流量的数值计算[J].绝缘材料,2006,39(4):59⁃64.

[2] 罗俊华,周作春,李华春,等.电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究[J].高电压技术,2006,32(8):169⁃172.

[3] 李红雷,张丽,李莉华.交联聚乙烯电缆在线监测与检测[J].绝缘材料,2010,43(12):31⁃34.

[4] 王立,李华春,薛强,等.220 kV电缆分布式光纤测温系统运行情况分析[J].电力设备,2007,8(6):36⁃41.

[5] 冯海涛.电力电缆线芯温度估算方法研究[D].大连:大连理工大学,2013.

[6] 薛强,李华春,王立,等.电缆导体温度的推算方法及应用[J].电线电缆,2009(2):23⁃25.

[7] 马国栋.电力电缆载流量[M].北京:中国电力出版社,2003.

[8] IEC. IEC 60287⁃3⁃11995 Calculation of the current rating of electric cables, part 3: sections on operating condition,section1: reference operating condition and selection of cable type [S]. [S.l.]: IEC, 1995.

[9] 刘毅刚,罗俊华.电缆导体温度实时计算的数学方法[J].高电压技术,2005,31(5):52⁃54.

[10] 牛海清,周鑫,王晓兵,等.外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算与试验[J].高电压技术,2009,35(9):2138⁃2143.

篇3

根据社会发展的需要,促进网络的发展那是必然的,相应的网络结构也随之变的更加的复杂。大部分的企业、单位都没有使用架空线路,不过也存在部分的使用电力电缆,所以,所以,电力电缆与架空线的混合使用越来越多。在目前的形势下,输电设备目前主要有两种,一种是电力电缆,另一种则是架空线。架空线是一种输电的线路,同时,它的参考是比较稳定的,相应的各种保护措施也比较全面、系统与完整。但是,它也有一定的缺点,比如:占地大、电磁的干扰力强,这样就会严重影响景观与环境,所以,慢慢地,输电网络也很少用架空线。在国内,大中型的城市都在飞速的发展,对供电可靠、人身安全、维护工作量小、占地少等优势的电力电缆得到了非常广泛的应用。

1电力电缆的电气特性

在当前使用的电力电缆有超导电缆、橡皮绝缘电力电缆、气体绝缘电力电缆等等。在这当中交联聚乙烯的电力电缆使用范围最广,是那些城市电网最喜欢使用的。

每种电缆的制作方法是不相同,正其如此,电感与电容是不相同的,与架空线也是不同的。因为它们之间的间距不同,架空线路的间距大,因此,电缆单位长度电感也就会小很多,所以,在实际上,电力电缆的阻抗角要比架空线路的的阻抗角小很多。因此,电缆的小电感特性所引起的一些像负载分配与短路电流水平的问题,同时还会对继电器造成一定的影响。

电力电缆在缆心之间、缆心与护套间距离都要小的多,同时,再因为绝缘料的高价常数,从而会使电缆单位长度比架空线的大的多,相对于较长的电缆线路,那么就必须要重视电容所带来的影响。如果带来了影响,一定要及时发现问题,并发现问题的所在之处,然后把问题得到最好的解决。平时也要做好事先预防措施,尽量把问题解决在没有发生前,这样可以减少一定的经济损失,为企业带来更大的利益。

2混合线路的发展趋势

如今,城市在高速发展,同时,变电站也要跟随社会发展的脚步,得不断的的改造、更新。到最后,电缆线路会把架空线路所替代。如此一来,就有更多的电缆与架空混合线路被迫使转入地下,相对地,改用电缆的同时,也就自然而然的形成了混合线路。虽然供电方案总是避免采用混合线路,但是,在真正的现实生活中,有很多的是与供电方案存在很大程度上的出入,特别是混合线路的发展趋势在不断的增加,尤其是对大城市来说,出现混合线路是必然性的,总有一天会出现的。从当前国内的大中型城市来看,混合线路已经有很多。混合线路的结构有着不同的结构方案,一般的类型是由变电站根据地形等因素来规划。同时再加上对混合线路进行实地的研究,从而得出最佳的设计方案。

3对混合线路保护措施研究

3.1自适应零序电流保护方法

依照混合的路线,电缆的零序阻抗是根据零序电流的变化而变化的,但是,架空线就不同,并不会因为电流的变化而改变,他在平常情况下,是比较稳定的。所以,混合线路零序参数是零序电流的非线性函数。

自适应零序电流保护方法的最重要的地方就是设法确定给定线路在发生接地短路的时候,零序电流与短路的位置关系,得了相应的关系性曲线。最主要的流程如下:

1)第一就是要确认系统运行方式,像最大运行方法,经常运行方式等;

2)积累被保护的混合线路的基本参数,包括电缆线路的参考零序阻抗的值、架空线路的长度等;

3)把混合线路分成一段一段的小段,分的越多越好,相应地,分的越多,计算精确度也就越高。所以,可以把混合线路多分几个小段,这样可以达到计算精确度高需要;

4)零序电流保护的逻辑系统根据发生故障零电流的值或者是故障的位置,决定是否动作。

3.2自适应接地距离保护方法

在以往的架空线接地距离保护,在实际运行上,其保护系统都是完善的,但是,在运用电力电缆当中,在一定的程度上是不相同的。所以,并不能把其他的=装置的计算方法就用到电缆当中,那样将会存在很多的问题,也会出现故障,有些有运行上还会出错。所以,平时这些是必须要注意的。尽可能的减少故障事故的发生,让系统安全稳定的运行。

使用以零序电流为极化量的接地方向多边形阻抗继电器,有以下几方面好处:一方面能够减少保护区受过度电阻导致的不良影响。另一方面,同时,还可以更方便保护的选择性与可靠性。

4结论

综上所述,社会在不断的发展,混合线路越来越多,同时,问题也就会随之出现,故障也会越来越多,类型也各种各样,阻抗同时也是会变化,通过自适应零序电流的保护方法与自适应接地距离的保护方法可以有效的保护电力电缆混合线路的配置。在目前,加大对混合线路的保护措施是首要任务、当务之急。

参考文献

[1]刘严右,王宝晨,李回忆,等.对电力电缆架空混合线路的使用配置及优化研究[M].电力出版社,2009,7.

[2]黄顺渐,刘思棋,袁因灯,等.浅谈电力电缆混合线路保护配置方法及对现状改进的对策研究.中国电机工程学会,2010,4.

[3]李艳砂,吴成困,李小路,等.关于电力电缆混合线路保护配置方法和改进的对策研究.中国电机工程学会,2011,4.

[4]兰同治,伍付晨,陈路怡,等.对电力电缆混合线路保护配置方法及改进的对策研究[M].山东出版社,2011,1.

篇4

一、电力电缆常见的故障

高压电缆或低压电缆在运行的过程中,由于施工安装、过负荷运行、外力作用、绝缘老化、环境变化等原因造成电力故障,影响电力的正常供应,主要的故障如下:

1.机械损伤:在施工安装的过程中,没有按照操作规程进行施工,造成电力电缆的机械损伤。

2.绝缘故障:由于环境的变化引起电缆的绝缘受潮、绝缘老化变质。

3.过电压:电路长期处于过电压的影响,容易造成电缆的老化。

4.质量不合格:电缆出厂时不能够满足要求,存在工艺、材料的缺陷。

5.运行维护不当:电缆护层的腐蚀、电缆的绝缘物流失,引起电缆故障。

二、高压电缆故障的探测的步骤

对于高压电缆常见的故障,一般的方法很难进行诊断,需要采用专门的仪器和方法进行测试和判定。

1.高压电缆故障性质诊断与测试

高压电缆故障性质的判断,首先根据故障的性质进行分析:故障电阻是高阻还是低阻、是闪络还是封闭性故障、是接地、短路、断线或者它们的混合、是单相、两相或者三相故障,通过分析之后,确定故障的性质,能够方便检修人员在较短的时间内确定电缆故障测距与定点方法。

2.高压电缆故障测距

高压电缆故障测距首先要进行简单的估计,便于进行下一步测试,在电缆的一端使用对应的测试仪器对故障进行分析,初步确定故障距离,有利于缩短故障点的范围,节省检修的时间。

3.故障点精确定位测定

按照故障测距所估算的结果,初步估算出故障点的位置和故障的类型,就可以对故障进行精确的测试,可以采用对应的故障测试方法确定故障点的准确位置。

三、高压电缆故障的定位测试

电缆故障的测试在经过估算之后,需要对关键点进行测试,故障测距是否精确直接影响故障点距离的判断。

1.高压电缆故障测距的方法

故障测距常用的测试方法是电桥法(有电阻电桥法,电容电桥法)。它的优点是简单,方便,精度高,能够快速的定位,缺点是不适于高阻或闪络性故障。但是在实际的电缆故障一般是高阻与闪络性故障,采用电桥法比较困难。近年来,在现代电力电子技术快速发展的情况下,电缆故障测试技术有了新的发展,如脉冲电流法、路径探测法、路径探测的脉冲磁场法,以及利用计算机技术对磁场与声音信号时间差寻找故障位置的方法等,将故障测试方法引入智能化阶段。对于故障检测的方法很多,但是在实际的测试过程中,要考虑故障的类型选择合适的测试方法进行测试,常见的电力电缆具体故障类型及对应采用的检测方法详见表1所示。

2.电桥法

电桥法就是用双臂电桥的方法,测出电缆芯线的直流电阻值,根据电缆长度与电阻自己的正比例关系,计算出电缆的故障点,这种方法简便,容易操作,这种测距方法的原理是将被测电缆故障相与非故障相短接,电桥两臂分别接故障相与非故障相,调节电桥两臂上的一个可调电阻器,使电桥平衡,通过测量实际的电阻值,计算故障点。电桥法工作原理如图1所示,即被测电缆末端无故障相与故障相短接,电桥两输出臂接无故障相与故障相,形成一个完整的桥接回路。

在图1中:R1为已知测量电阻;R2为精密电阻箱;R3为故障点通过跨接线到另一端的电阻;通过测量电阻,就可以计算L为电缆长度;Lx为电缆一端至故障点的距离。

3.高压电缆故障测距的试验分析

在某段电缆型号为ZQ20-3×240+1×120的输电段线路,长度约为200m。在运行过程中中控室收到电缆故障信号,产生故障,自动装置自动跳闸。运用上面讲述的方法和电缆探测步骤的方法,经初步判断为断线故障,可以采用电桥法进行粗测,最后通过准确的计算机,可以求出故障的关键点。利用电缆故障测试仪可以测出相应的策略数据:

按照电桥平衡原理,对线路进行测试,通过计算分析可以得数据结果如表2所示。

对表2的数据进行分析,采取平均值的计算方法,可以测距结果为故障点距配电屏172米左右,这样就可以确定线路的故障点。

四、结论

随着对电缆应用的广泛应用,可以将多种测量方法混合使用来测量线路的故障点,就故障的具体问题进行具体分析,根据电缆的故障类型,电缆的敷设特点以及电缆所处的环境等因素综合考虑,选择合适的测量方法,采用合适的方法来进行故障的测距和定点工作,缩减电力电缆故障处理时间,提高用电可靠性,大大减少了停电的损失。

参考文献

[1]李国信,张晓滨,高永涛.电力电缆测试方法与波形分析[J].中原工学院学报,2010(6).

篇5

导线和电力电缆的选择是电力企业供电系统设计中的一个重要组成部分,由于其是构成供电网络的主要设备元件,电力输送只能依靠导线和电力电缆来进行。因此,在选择导线和电力电缆的截面时,就必须在满足供电输送能力的同时保证供电线路的运行安全。此外,导线和电力电缆生产所需的有色金属是国家经济建设需求量很大的原材料,因此,如何经济合理地选择导线和电力电缆的截面,对节约有色金属的使用具有重大的意义。

二、导线和电缆选择应具备的资料

导线和电缆的截面选择通常是趋向于最小可采用的截面。即减少导线和电缆的初始投资费用,这其中并不包括导线电缆的使用寿命等条件。为了选择合适的导线和电缆的截面,电力企业就要向电缆生产制造厂提供尽可能多的必要资料。

(一)系统额定电压

任意两根导体之间的工作平率电压的均方根值。

(二)三相系统的最高电压

在正常的运行条件下相间电压的最高均方根值。

(三)雷电过电压

(四)系统的运行频率

(五)导线和电缆的接地方式以及在中性点未有效接地的情况下,任意一次接地故障下的最大允许持续时间和年总持续时间

(六)最大额定电流

导线和电缆连续运行、周期运行及紧急运行或过载运行等情况下的额定电流。

(七)当发生短路时,电流的最大持续时间

三、导线和电力电缆截面的选择原则

为了保证供电系统的安全可靠及经济合理地运行,就必须按照选择导线和电力电缆截面安全、经济的原则进行。

(一)发热问题

由于电流具有的热效应,因此当电流通过量超过导线和电缆的允许电流时,就会出现导线和电缆发热的现象,加速绝缘导线和电缆的绝缘老化。

表1

此外,还会拉伸导线的距离加大电力电缆对地及交叉跨越的危险,甚至出现烧毁导线和电缆的问题,导致危险事故的发生。为了保证供电的安全性,在选择导线和电力电缆截面时,首先,必须要充分考虑到发热的问题。其次,导线和电缆长期通过的最大恒定的电流不能超过导线和电缆生产标准规定的允许值,就是要按照导线和电缆的允许通过量来选择截面。

(二)电压损失的问题

由于导线和电缆上有电阻和电抗的存在,当电流通过导线和电缆时,通常情况下除产生一定的电能损耗外,还会产生电压的损失,从而影响电压质量。电压损失超过一定范围后,就会造成用电设备的电压不足,影响用电设备的正常工作,损害用电设备。因此,为了保证用电设备的正常运行,在选择导线和电缆截面时,首先要考虑导线和电缆上的电压损失问题。其次,导线和电缆线路的电压损失不能超过国家相关规定,根据线路允许的电压损失来选择导线和电缆截面。

(三)经济运行问题

保证经济的运行主要体现在对高压线路和特大电流的低压线路上,应该按照规定的经济电流密度来选择导线和电缆的截面,使电能损耗降到最低。而对于长距离的输送的电缆来说,应该按最佳的经济截面来选择电缆的载流量,最大程度上的保证电缆的使用寿命周期。

(四)机械强度问题

在电力运输的架空线路中,为了尽量满足线路架设施工时的机械强度以及线路运行时遭受的风、雨、气温等外力变化的对线路造成的威胁,就要保证导线和电缆要有足够的机械强度,保证线路运行的安全性。如在10kV线路中最小截面不应小于16mm?。如表2所示为最小截面Smin 的值。

表2

(五)热稳定性的问题

为了减少电缆发生热稳定性故障的机率,在导线和电缆截面的选择时,就要保证导线和电缆在发生故障时按照热稳定性校验选择的截面必须大于热稳定性最小的截面。

四、选择导线和电力电缆截面的计算

为了保证输电线路的安全、可靠、经济地运行,在选择导线和电力电缆截面时,一方面要满足正常运行时的最高允许温度,另一方面要考虑到正常运行时的电压损耗、经济电流密度以及机械强度等。

(一)按发热条件的计算选择导线和电缆的截面

当电路通过导线时,就会产生电能损耗从而使导线发热。当导线温度过高时,就会导致绝缘体的损坏,从而引发事故。因此导线和电缆的发热温度不能超过规定的允许值,即允许的导线电缆的载流量Iyx不小于通过导线和电缆的最大负荷电流Ijs,用公式表示为:

Iyx≥Ijs

此外,还要考虑到导线和电缆的电流允许载流量与环境温度有关,因此,当架设地点的环境温度与导线和电缆的允许载流量对应的黄金温度不同时,导线和电缆的允许载流量应该乘以温度校正系数,即:

K=[(tyx-t0')/(tyx-t0)]b

tyx指导线正常工作时的最高允许温度

t0指导线的允许载流量对应的环境温度

t0'指导线敷设地的实际环境温度

而在中性线截面的选择中,一般在正常情况下,中性线通过的电流都比较小,只是三相平衡电流零序电流,因此在选择时中性线截面不得小于相线截面的50%。即:

S0≥0.5Sφ

(二)按经济电流密度的计算选择导线和电缆截面

通常来说,导线和电缆的截面越大,电能的损耗就越小,相对应就是线路投资、后期维修管理费用等的增加。因此,从经济学的观点来看,导线和电缆就要选择一个经济合理的截面,既要保证电能损耗小,又要保证不过分增加线路投资及后期维修管理费用。

表3

如表3所示为导线和电缆经济密度的关系,而经济截面与电流密度的公式为:

Sji=Ijs/jji

Ijs指计算电流

(三)导线选择和电缆敷设地的环境温度

目前,通常用的电缆敷设方式主要有:穿钢管或塑料管敷设,直接埋入地下敷设,敷设于电缆地沟内,敷设于电缆隧道内,沿厂房或土建构筑物敷设。从技术上来将,敷设于电缆隧道内和敷设于电缆地沟内的方式是最佳的,因为便于电缆的施工、维护及检修。时间证明公用隧道的运行效果也是最好的,这达到减少了投资。避免反复开挖路面,耽误工期,但是高哦公用隧道的初期投资较大。相对而言,电缆地沟敷设和直接埋入地下敷设是最经济的方式,但是其不利于电缆的后期维护和检修。

表4

无论选择何种敷设方式,要保证导线和电缆的运行安全就必须要考虑敷设地的环境温度。首先,对架空输电线路来说,要计算出当地是十年来的最热月份最高气温平均值或十年以上的总平均值。其次,对电力电缆来说,若周围介质为空气,就要计算出十年来的昼夜平均空气温度中最高的三天及最低的一个昼夜平均温度或十年以上的昼夜平均值;若周围介质为土壤,就要计算出每年最热月份土壤的全月平均温度。最后,对绝缘导线来说,就要计算出十年来最热月的昼夜平均空气温度及月平均值或十年以上的平均值。表4所示为我国规定的经济电流密度。

五、结语

导线和电力电缆截面的选择直接影响了供电网络的投资费用以及电能损耗的大小。当导线和电力电缆的截面选小些时,可以减少供电网络建设的投资,但是却会造成电能损耗的增大;而当导线和电力电缆的截面选大些时,供电网络的投资就会增加,但是电能损耗就会减少。因此,使供电网络中导线和电缆找到一个最理想的截面使年运行费用要最小化,就必须按照我国规定的经济电流密度选择导线和电力电缆的截面。

参考文献

[1]黄恩才.关于导线和电力电缆截面的选择计算[J].林业科技情报,2010(03).

[2]张明金.导线和电缆截面选择原则的探讨[J].中国现代教育装备,2007(11).

篇6

1、导线选择的一般原则和要求

1.1 按使用环境及敷设方式选择

在选择电线或电缆时,应根据具体的环境特征及线路的敷设方式确定选用何种型号的导线和电缆。此处推荐根据环境特征及线路的敷设方式的要求采用的电线和电缆型号,

1.2按发热条件选择

按允许的发热条件,每一种导线截面都对应一个允许的载流量。因此在选择导线截面时,必须使其允许载流量大于或等于线路的计算电流值,

1.3按电压损失选择

为了保证用电设备的正常运行,必须使设备接线端子处的电压在允许值范围之内。但由于线路上有电压损失,因此在选择电线或电缆时,要按电压损失来择电线或电缆的截面。

1.4按机械强度选择

导线本身的重量以及风、雨、冰、雪使导线承受一定应力。如果导线过细,就容易折断,引起停电等事故。因此,还要根据机械强度来选择,以满足不同用途时导线的最小截面要求,

在具体选择导线截面时,必须综合考虑电压损失、发热条件和机械强度等要求。

1.5 选择室内、外线路导线的基本原则

从经济合理着想,室外线路的电线、电缆一般采用铝导线,架空线路采用裸铝绞线。当高压架空线路的档距较长、杆位高差较大时,采用钢芯铝绞线。对于有盐雾或其他化学侵蚀气体的地区,采用防腐铝绞线或铜绞线。电缆线路一般采用铝芯电缆,在振动剧烈和有特殊要求的场所采用铜芯电缆。

1.6 选用电缆线的原则

当输配电线路所经过的路径不宜敷设架空线路,或当导线交叉繁多、环境特别潮湿、具有腐蚀性和火灾爆炸等危险情况时,可考虑采用电缆线。其他情况下一般应尽量采用普通导线。

2、电线、电缆的型号和截面的选择

2.1 常用电线、电缆的型号规格与敷设方式的标准

在民用建筑中,室内常用的导线主要为绝缘电线和绝缘电缆线;室外常用的是裸导线或绝缘电缆线。绝缘导线按所用绝缘材料的不同,分为塑料绝缘导线和橡皮绝缘导线;按线芯材料的不同分为铜芯导线和铝芯导线;按线芯的构造不同分为单芯和多芯导线。

2.1.1 塑料绝缘电线

常用的聚氯乙烯绝缘电线是在线芯外包上聚氯乙烯绝缘层。其中铜芯电线的犁型为BV,铝芯电线的型号为BLV。

聚氯乙烯绝缘软线主要用作交流额定电压250V以下的室内日用电器及照明灯具的连接导线,俗称灯头线,都是双芯的,型号为RVB和RVS。它取代了过去常用的RX和RXS型橡皮绝缘棉纱编织软线。

2.1.2 橡皮绝缘电线

常用的橡皮绝缘电线的型号有BX(BLX)和BBX(BBLX)。BX(BLX)为铜芯棉纱编织橡皮绝缘线,BBX(BBLX)为铜芯玻璃丝编织橡皮绝缘线。这两种电线是目前仍在应用的旧品种。它们的基本结构是在芯线外面包一层橡胶,然后用编织机编织一层棉纱或玻璃丝纤维,最后在编制层上涂蜡而成。由于这两种电线生产工艺复杂,成本较高,正逐渐被塑料绝缘线所取代。

2.1.3 电缆线

电缆线的种类很多,按用途可分为电力电缆和控制电缆两大类;按绝缘材料,可分为油浸纸绝缘电缆、橡皮绝缘电缆和塑料绝缘电缆三大类。一般都由线芯、绝缘层和保护层三个主要部分组成。线芯分为单芯、双芯、三芯及多芯。是常用的塑料绝缘电力电缆的结构。

2.2 常用电线和电缆型号的选择原则

在民用建筑电气设计和施工过程中,电线和电缆型号的选择应遵循如下原则:贯彻“以铝代铜”的方针,在满足线路敷设要求的前提下,宜优先选用铝芯导线,但在一些特殊场合和配电装置中,必须选用铜芯导线;尽量选用塑料绝缘电线,这是由于塑料绝缘线的生产工艺简单、绝缘性能好、成本低,尤其在建筑物表面直接敷设时,应选用聚氯乙烯绝缘和护套电线。

2.3 导线和电缆截面的选择

导线和电缆线的截面选择主要应满足如下要求:有足够的机械强度,避免因刮风、结冰或施工等原因被拉断;长期通过负荷电流不应该使导线过热,对避免损坏绝缘名造成短路、失火等事故。

线路上电压损失不能过大。对于电力线路,电压损失一般不能超过额定电压的10%;对于照明线路一般不能超过5%。

2.3.1选择方法

一般可按如下步骤进行:对手距离L≤200m的线路,一般先数热条件的计算方法选择导线截面,然后用电压损失条件和机械强度进行校验;对于距离L>200m的较长的供电线路,一般先按允许电压损失的计算方法选择截面,然后用发热条件和机械强度条件进行校验。

民用建筑主要由低压供配电线路供电,所以导线截面的选择计算方法主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。

2.3.2 按发热条件选择导线截面

由于负荷电流通过导线时会发热,使导线温度升高,而过高的温度将加速绝缘老化,甚至损坏绝缘,引起火灾。裸导线温度过高时将使导线接头处加速氧化,接触电阻增大,引起接头处过热,造成断路事故,因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。在这个允许值范围内运行;导线温度不会超过允许值。

2.3.3按允许电压损失选择导线截面

电流流过输电线时,由于线路中存在阻抗,必将产生电压损失。这里所讲的电压损失是指线路的始端电压与终端电压有效值的代数差,即ΔU=U1- U2。由于用电设备的端电压偏移有一定的允许范围,所以要求线路的电压损失也有一定的允许值。

2.3.4 零线截面的选择方法

在三相四线制供电线路中,零线截面可根据流过的最大电流值按发热条件进行选择。根据运行经验,也可按不小于相线截面的1/2选择,但必须保证零线截面不得小于按机械强度要求的最小允许值。单相线路的零线截面应与相线相同。两相带零线的线路可以近似认为流过零线的电流等于相线电流,因此零线截面也与相线相同。

在选择导线截面时,除了考虑主要因素外,为了同时满足前述几个方面的要求,必须以计算所求得的几个截面中的最大者为准,最后从电线产品目录中选用稍大于所求得的线芯截面即可。■

篇7

一、前言

我国很多城市电能的供应多采用地下电缆隧道的方式,以便有效缓解搭设高压电杆带来的不便及有碍市容市貌,防止空中架线与高层建筑之间的矛盾。但是电缆隧道施工最大的问题就是渗水,尽管在设计过程中对防水进行了充分考虑,效果依旧不理想。有一半以上的电缆隧道出现渗水,留下了安全隐患。

二、城市电力电缆隧道的必要性

在国外的大型城市的发展中,以地下电缆方式取代传统的架空线路已经成为世界潮流。统计表明,在世界上的一些现代化都市,如柏林、东京、大阪、哥本哈根等,地下输电线路的比例已经超过70%。随着我国城市化的快速发展,城市上部空间留给架空线路的空间也越来越小。城市架空线路已经对城市建设造成了局限和困扰。在普遍使用架空线路的时代,城区供电线路的输送容量还相对不大,建筑物布局可调整空间也比现在更为灵活。但如今城市规划对功能性和美观性的重视程度越来越高,架空线路在应用空间和输送容量方面都已经越来越跟不上社会需要。

因此,从实际输送功率和美观的角度看,采用地下电缆隧道的形式来替代架空线路已经显现出其必要性。从功能上看,采用电缆隧道能够避免出现架空线路对绿化树木生长高度的制约,且不占据城市地面空间,可根据实际需要对输送容量进行调整,提高了供电的可靠性,同时对周围环境的影响也更小,不易受到气候变化的影响。从运行维护的角度看,采用地下电缆隧道,能够更方便的建立供电网络。

我国的很多城市在地下电缆隧道方面也已经做了尝试,但全国范围内大规模的应用还未出现。上海在这个方面的尝试较多也较早,最早在1983年就建成了长度为100米的万体馆电缆隧道,用于敷设2回110KV充油电缆和35KV电缆。还有具代表性的杨高中路隧道、新江湾隧道、路隧道等。2006年完工了总长度达到17000米的世博站电力电缆隧道,并尝试建立放射状的电力电缆隧道网络,这些电力电缆隧道在实用中已经取得了很好的社会效益。

从总体上看,上海所建成的各类电力电缆隧道长度和规模呈现出越来越大的趋势。虽然采用地下电缆隧道具有诸多优势,但电缆隧道的初期建设费用更高,很大程度上受到线路敷设方式的影响,对运行中的故障诊断的技术要求也更高等等相关问题,这些都是在城市电力电缆隧道应用时值得研究的问题。

三、电缆隧道渗水原因分析

许多隧道涌水量偏大的主要原因如下:

1、隧道沿线地层波浪起伏,透水含水层厚度大,有的地方直接出露地表,因此部分地段透水层不可避免切入隧道埋设区,有的地段因断层及裂隙发育,隔水层与透水层直接连通,隧道实际上置于丰水区。而这些区段虽分别进行防水处理,采用地表注浆、壁后注浆。但因目前施工技术限制,考虑地下水体的安全卫生及经济条件,不便进行化学注浆等特殊防水处理,致使个别地段仍有渗水。

2、隧道沿线的施工措施井、出线井、安全出口穿过含水层,这些井壁支护将含水层与隔水层连通。使隧道的地下水与含水层贯通,虽然施工时采用了高压旋喷帷幕防水,但若井底封闭不好和帷幕产生缺陷,局部地段也会产生漏水。

3、隧道变形缝、施工缝漏浆,止水条(带)安装不到位,混凝土结构收缩,隧道建成后变形缝、施工缝漏水,混凝土结构裂缝漏水,以及埋件孔隙渗水及疏水管涌水等。

四、电缆隧道防水措施

1、设计方面:

(1)电缆隧道中伸缩缝的间距应适宜,过长的施工缝会导致混凝土收缩裂缝加大。当然过短的施工缝会增加隧道的潜在渗水点,同时加强隧道纵向钢筋的配置,混凝土强度不要过高,以减少水化热。

(2)伸缩缝的节点处理

伸缩缝止水条(带)的迎水面不应暴露于土壤中,应设置高弹性防水材料,止水条(带)内侧应作嵌缝处理,防止止水条(带)暴露老化。

(3)电缆隧道的纵向高程与坡度设置应考虑具疏排水功能,每个区段的最低端应设置集中坑井,并配置电力抽水设备,必要时排入附近市政沟井。

2、施工方面

(1)每个伸缩缝区段的隧道不宜过快连续施工,以便混凝土有足够的时间完成自由伸缩。

(2)伸缩缝应选用优质、高强、抗老化、高弹性止水条(带),止水条(带)现场敷设前应采用焊机可靠连接成环形。

(3)地下工程施工难度较大,其中许多属隐蔽工程,不方便验收检查,这需要施工方加强责任意识并恪守职业道德,把握质量关。

3、以堵水为主

当前我国地下隧道工程的普通防水措施主要采用堵、疏、排相结合的防排措施,衬堵水层采用喷射混凝土、格栅混凝土、锚网喷射混凝土支护,使用数年后仍有透水,堵水效果不理想,这种混合型防水技术对于野外隧道和自流排水隧道尚能满足要求。城市地下水不允许大量抽排,以减少地层变形和塌陷,保持地表的稳定,保证建筑物的安全。城市地下隧道防水应以堵水方案为主导思想,拒水于工程之外,疏排只能作为堵水缺陷和防渗透水的补充。应使地下隧道形成全封闭式水密型管道防水效应

4、以渗流原理为主

大家知道,地下水的运动非常复杂,目前还不能准确掌握其运动规律和计算方法。因此,在工程结构计算中地下水的作用通常被简化为静水压力作用,这对于埋置较浅和在相对透水层中的隧道比较适用,但对于埋置较深和在相对隔水层中以堵水为主的隧道,地下水运动主要表现为对防水结构的渗透作用,应按渗透场地下层流流态的达西定律计算。目前国内外许多学者将渗透场和应力场结合起来,采用有限元法研究地下渗流的理论和计算问题,对达西定律计算结果进行互证,是地下渗流运动研究发展方向。

五、结束语

综上所述,城市电缆隧道是城市电力系统运行的大动脉,其安全运行关系到了城市的发展。因此,要重点对电缆隧道的防水高度重视,大力度进行渗水整治,保证电缆系统的安全稳定运行。

参考文献

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Keywords: residential area; Power supply and distribution system; design

中图分类号:U223.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一.设计说明

1.1 住宅小区基本情况

该住宅小区占地面积约73000平方米,共有建筑27座,其中高层住宅楼6座、多层住宅楼10座、写字楼4座,此外还有小区物业、泵房、热力交换站及车棚、地下车库等公共用电设施。

1.2 设计范围

按照市区供电部10kV及以下配电网络设计的规定,对于住宅小区配电工程,设计范围为:高压侧从市区公用10kV配电线路起,在接引10kV电源处设置明显断开点,低压侧至小区内各建筑低压用电计量装置上表位。

1.3 设计原则

随着我国城镇化建设的加速,各地的开发小区悄然兴起,以满足城市人口急剧膨胀的需求。小区的特点是占地面积大、人口集中。在供配电设计中,必须根据小区实际特点,采用多种供配电形式和方法以满足使用功能的要求,做到整体布局合理,给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时,还要做到环境的美化,使整个小区的配电合理、适用、经济。

住宅小区的供电方案主要有:柱上变压器配电、独立配电室配电、箱式变电站配电三种。其中,柱上变压器配电方案投资小,但对小区环境影响较大,不易深入负荷中心。独立配电室配电方案需要一定面积的土建占地,增大了建设投资,对于本设计所选择的小区来说并不适宜。箱式变电站配电方案的特点是,体积小、占地小、外形美观,高压侧采用电缆引入,箱变位置可以随意选择,使得低压配电部分更加合理,提高了供电可靠性。因此,本设计考虑将住宅小区的主要供电模式定位为箱式变电站配电工程。

1.4 环境条件

1.当地年最高温度+40 C°,年最低温度-30 C°,年平均温度+10 C°。

2.覆冰-5mm,最大风速30m/S。

3.当地海拔高度800米。

2. 住宅小区负荷计算

2.1 供配电系统概述

随着国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展,各地新建中高档住宅小区越来越多。准确计算出住宅小区的用电负荷,合理选择配变电设施,才能既满足小区居民现在及将来的用电需要,又能合理降低工程造价、节省投资。供配电系统设计要彻执行国家的技术经济政策,做到保障人身安全,供电可靠,技术先进和经济合理。另外,供配电系统的还必须做统筹兼顾,按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件,合理确定设计方案。

2.2 负荷分级及供电要求

2.2.1 负荷分级的相关规范:

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定:

1.符合下列情况之一时,应为一级负荷:

(1)中断供电将造成人身伤亡时。 (2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。

(3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。

在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷。2.符合下列情况之一时,应为二级负荷:

(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。

(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。

3.不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 。

2.2.2 本工程的负荷情况:

按我国有关规范规定,凡多层住宅用电均按三级负荷供电,而小区的配套设施如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》(GBJ 16-87)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98)、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50057-97)设置相应的消防设施,且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级,即宜两路供电或地区供电条件困难时,二级负荷可由一路专用10 kV架空线路或电缆供电。本工程包含高层普通住宅、多层住宅、商铺、车库等,属于规范规定的二级负荷。

2.3 电源及高压供配电系统

本小区位于城市主城区,高压电源由附近10kV配网线路接引。近年来,为保证供电质量和供电可靠性,某些小区高压部分采用双电源的供电模式,但对于本设计中的小区来说,参考《城市电力网规划设计导则》有关规定,并不符合规定中重要用户的标准,因此,只允许接入一路高压电源。如有需要,可对电梯、消防设施自备应急电源,但应急电源与工作电源之间必须采取措施,防止并列运行对10kV供电网络造成反送电事故。应急电源的设置需经供电部门审查同意后方能接入。

小区南侧即为10kV高压架空线路,可直接在就近砼杆上引一路10kV电源,组立附杆1基,使用绝缘导线从线路主杆接引至附杆,再从附杆敷设高压电力电缆至小区内高压设备。

2.4 负荷计算

2.4.1 住宅小区住户照明用电负荷计算方法:

简单测算住宅小区住户照明用电负荷的方法可以有两种:

1.单位指标法

单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)即: Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)

式中Pei——单位用电指标,如:W/户(不同户型的用电指标不同),由于地区用电水平差异,各地区应根据当地实际情况取用

Ni——单位数量,如户数(对应不同面积户型的户数)

应用以上方法计算负荷应乘以同时系数,即实际最大负荷(PM)。 PM=Pjs×η

式中η——同时系数,η值按照住户数量多寡不同取不同的数值:一般情况下,用户数量在25~100户时取0.6;用户数量在101~200户时取0.5;用户数量在200户以上时取0.35

2.单位面积法

按单位面积法计算负荷,在一定的面积区有一个标准,面积越大的区其负荷密度越小,其表达式为:PM=Ped×S×η

式中PM——实际最大负荷,kW S——小区总面积,m2

Ped——单位面积计算负荷,W/m2η——同时系数,取值范围同上

2.4.2 其它负荷计算方法:

根据以上两种方法求出照明及家用负荷后,还需考虑其它用电负荷。比如本小区还包括小区物业公司、泵房、热力交换站及车库、自行车棚等用电负荷;另外还有四座小高层,还应考虑电梯负荷;二次加压泵房负荷(供生活及消防用水),以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷,而其出现最大值的时段为每天19:00~22:00,因而在计算小区的最大负荷时以19:00~22:00时段的照明及家用电负荷为基础,然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为:

1.电梯:

PD=∑PDi×ηD。

式中PD——电梯实际最大总负荷,kW

PDi——单部电梯负荷,kW

ηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见表2-1)

表2-1 电梯同时系数一览表

2.二次加压水泵:PMS=∑PSi×NSi

式中PMS——二次加压水泵最大运行方式下(开泵最多的方式)的实际最大负荷

PSi——各类水泵的单台最大负荷

NSi——最大运行方式下各类水泵的台数

3.物业楼:

PWM=PWS×ηW

式中PWM——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷

PWS——物业楼设计最大负荷,kW

ηW——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数

4.路灯及公用照明:

按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL(kW)。

5.住宅小区的综合最大负荷

P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)

3. 住宅小区供配电措施

住宅小区供配电特点:住宅小区楼房林立,各栋楼房之间空间较大,供电面积较大,负荷点的离散性大,每台箱变供电范围有限,因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。

首先把开发小区根据单体建筑的布局和负荷容量进行分块,形成以箱变为中心的配电区域。每一台箱变置于区域的位置中心地带,向周边区采用电缆放射式配电(一般为6~10回路)。每一组区一般由5~8栋多层建筑组成。再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支线缆至各单元内配电箱。除高层楼房内配电箱及多层楼房单元内电表箱有电表位置外其它均需加装低压电表计量箱。配电模式示意如图3-1:

图3-1配电模式示意

3.1. 箱式变的台数与容量、类型的选择

3.1.1 变压器的容量选择

电源采用现场一级变压,10 kV变0.4 kV(户外箱式变电站)。住宅小区负荷点多而分散,箱变分布在负荷中心,减小一次投入,降低运行成本,提高用户的用电质量。从站变到箱变的10 kV用电缆连接,各个箱变的容量由各进户单栋楼房的区域计算总负荷选定。

3.1.2 变压器的类型选择

目前国内10kV以下配网主要采用的变压器类型有:油浸式配电变压器S9系列配电变压器,S11系列配电变压器,卷铁心配电变压器,非晶合金铁心变压器,浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。

非晶合金铁心变压器是新一代的配网变压器,主要优点是空载损耗低,其空载损耗值与同容量S9型变压器相比,可降低75%,节能效果明显。但价格较高、材料依赖进口,且并未完全推广开来。普遍设计还是使用S9系列油浸式配电变压器。由于采用油变容量在800kVA及以上时需加装瓦斯保护装置,使箱变的设计变得复杂、不易操作,也增加了安全隐患。因此,通常变压器容量在800kVA及以上时选择构简单,维护方便,又有防火、难燃等特点的环氧树脂绝缘干式变压器,

综上所述,本工程所使用的四台变压器型号分别为S9-630kVA 10/0.4kV,SCB10-800kVA 10/0.4kV,SCB10-1000kVA 10/0.4kV两台。

3.1.3 箱式变及内部设备的类型选择

国内配网主要应用的箱式变有两类:美式箱变、欧式箱变。

美式箱变是高压开关与变压器共箱结构的小型化预装式变电站,它具有供电可靠、安装迅速、操作方便、造价低等优点,但共箱式箱变的变压器、柜体都不方便单独拆卸,不易检修。在实际应用中,主要用在建设空间不足、地域狭窄的位置。

欧式箱变为模块化结构布局,将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置三个不同的隔室内、通过电缆或母线来实现电气连接,所用高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。外形美观大方,内部操作空间较大,安装操作比较方便,易于后期检修维护,一般为商住小区配电工程的首选。本工程所选用的箱式变型号为:ZBW-12型

3.2 高、低压分线设备选择

3.2.1 高压电缆分支箱的选择

由上述内容可知,本小区共需安装箱式变四座,高压主进线为一路,因此高压电缆分支箱宜采用进线侧单开关型电缆分支箱。此类新型高压电缆分支箱为单元柜式,采用模块化复合绝缘柜,一体化充气SF6负荷开关,具有安全、易操作、进出线组合灵活的特点。因此本设计中高压电缆分支箱选用长度小、电缆排列清楚、三芯电缆接引不需交叉的欧式电缆分支箱。本设计高压电缆分支箱选择型号为:KDF-1K-1/5型

3.2.2低压电缆分支箱的选择

低压电缆分支箱采用DFW-0.4kV低压电缆分接箱,此类低压电缆分支箱的特点是:采用预制型电缆插器件,具有全绝缘、全密封、全防水、免维护、安全可靠。适合安装在住宅小区的环境中,位置通常选择安装在需要分支进线电缆的楼房侧面散水上,结构紧凑、体积较小,既不会影响住宅小区的美观环境,也不会影响小区内正常交通。

3.3. 高、低压电缆类型及截面型号选择

3.3.1 低压电缆配置原则

电缆路径的选择应符合下列要求:

1.应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害;

2.应便于敷设、维护;

3.应避开场地规划中的施工用地或建设用地;

4.应在满足安全条件下,使电缆路径最短。

在住宅小区配电工程中,电缆主要采用直埋式敷设方式,缆外皮至地面的深度不应小于0.7m,并应在电缆上下分别均匀铺设100mm厚的细砂或软土,并覆盖建筑用砖作为保护层。电缆路径穿越小区主干道等可能有机动车行经的道路时,需穿铸铁保护管敷设。

10kV降压变压器的供电半径通常设计值不大于500米,由箱变出线的低压主缆敷设至各用电建筑,有单元进线的则需在建筑物的外墙上明设低压电缆分支箱,与箱变的距离一般控制在30~200 m以内。低压电缆分支箱接箱至各栋电源箱的进户电缆控制在25~150 m以内,设计应考虑电缆路走捷径。

3.3.2 高压电缆的选择

高压电缆选用铝芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装氯乙烯护套电力电缆(YJLV22 6/10kV)。

交联聚乙烯绝缘电力电缆具有卓越的热—机械性能,优异的电气性能和耐化学腐蚀性能,还具有结构简单、重量轻、敷设不受落差限制等优点,是目前广泛用于城市电网、矿山和工厂的新颖电缆。交联聚乙烯绝缘电力电缆导体最高额定工作温度为90℃,比纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆均高,所以电缆的载流量也进一步提高。

3.3.3 高压电缆截面选择

依据3.1.2中变压器一次侧的额定电流,可以确定所要选的高压电缆截面型号:

630kVA变压器选用YJLV22-3×35高压电缆,800kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆,1000kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆,高压主进线选用YJLV22-3×150高压电缆。

3.3.4 低压电缆的选择

低压电力电缆采用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆(YJV22 0.6/1kV )。本工程中除自行车棚照明用电选用两芯电缆外,其余低压电缆均为四芯电缆。

3.3.5 低压电缆截面选择

低压电缆截面可根据负荷值的大小计算选择,依据有功功率计算公式:P=√3UIcosφ

根据第二章计算出的负荷值,代入上式得出各居民楼负荷电流值:I=P÷(√3UIcosφ)

再依据不同规格电缆载流量选择所需电缆截面,考虑低压电缆使用中热稳定影响以及线路长度造成的电压降的情况,实际使用的电缆截面选择必须在按需用电流的基础上增大一到二个型号的截面。

各住宅楼单元进线电缆选择:本小区多层住宅楼每单元每层为2户,每单元共12户,按单位指标法计算Pjs=Pei×Ni×η=4kW×12户×0.8=38.4kW,所需电流为I=P÷(√3UIcosφ)=68.64A,选YJV22 -4×25mm2型。自行车棚负荷主要为照明负荷,从低压电缆分支箱至车棚电表电源电缆选用YJV22 -2×10mm2型;地下车库负荷为三相四线,从低压电缆分支箱至车库电表电源电缆统一选用YJV22 -4×16mm2型;

小区商户一般为二层,平均面积在200平方米,依面积法计算单户负荷为:PM=Ped×S=80W/m2×200m2÷1000=16kW,所需电流为I=P÷(√3UIcosφ)=28.6A,从电缆分支箱至各商户低压电缆选用YJV22 -4×16mm2型。

4.防雷接地

4.1 电力设备防雷

在配电网络中,由于接地种类的不同,其保护接地方式、供电系统也有所不同。正确理解和推广使用几种低压保护接地方式及供电系统,对提高电网安全、可靠运行水平有着十分重要的意义。

4.2 低压配电系统的接地型式和基本要求

低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统,其中TN系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。

1.TN系统应符合下列基本要求:

(1)在TN系统中,配电变压器中性点应直接接地。所有电气设备的外露可导电部分应与配电变压器中性点相连接。

(2)保护导体或保护接地中性导体应在靠近配电变压器处接地,且应在进入建筑物处接地。

(3)保护导体上不应设置保护电器及隔离电器。

(4)保护导体单独敷设时,应与配电干线敷设在同一桥架上。

采用TN--C-S系统时,当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并,且中性导体不应再接地。

2.TT系统应符合下列基本要求:

(1)在TT系统中,配电变压器中性点应直接接地。电气设备外露可导电部分所连接的接地极不应与配电变压器中性点的接地极相连接。

(2)TT系统中,所有电气设备外露可导电部分宜采用保护导体与共用的接地网或保护接地母线、总接地端子相连。

3.IT系统应符合下列基本要求:

(1)在IT系统中,所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点应通过足够大的阻抗接地。电气设备外露可导电部分可单独接地或成组的接地。

(2)电气设备的外露可导电部分应通过保护导体或保护接地母线、总接地端子与接地极连接。

(3)1T系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

(4)在无特殊要求的情况下,IT系统不宜引出中性导体。

4.设计时应根据系统安全保护所具备的条件,并结合工程实际情况,确定系统接地形式。

4.3 接地种类

1.工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。

2.保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。

3.重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。

4.保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。

本工程中所使用的高、低压设备接地均选择保护接中性线方式,将接地装置与设备外壳连接实现接地保护。

4.4 接地装置

1.接地装置:

接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时,应首先充分利用自然接地体。

(1)自然接地:

在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资,而用电气性能良好。

(2)人工接地体:

人工接地体有两种基本型式:垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm,长度为2500mm的角钢或圆钢;水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。

2.接地电阻:

《电力设备接地设计技术规程》规定,低压中性点直接接地系统中,100kVA以上变压器接地电阻值≤4Ω。

本工程所使用的设备接地均为人工接地体接地,按设备基础设计图配套安装,箱式变及高压电缆分支箱的接地电阻值应控制在≤4Ω,低压电缆分支箱的接地电阻值≤10Ω。

5.总结

通过此开发小区的设计,使我们的设计理念有了更深层次的认识和提高。设计必须根据小区实际,符合其特点,采用多种供配电形式和方法,满足使用功能的要求,不但做到整体布局合理,在宏观上保持三相负荷分配基本平衡,而且在微观上要做到细致,给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时,还要做到环境的美化,使整个小区的配电合理、适用、经济。

参考文献

1. 《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》

2. 《低压配电设计规范GB50054-95》

3. 《电力工程设计手册》·电力工业部

4. 《电力设备接地设计技术规程》

5. 《电力工程电缆设计规范》

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中图分类号:F407文献标识码: A

Keywords: city distributioncableminimum bending radiusfilling rate General

一、规范对桥架选择的相关要求:

(一)《民用建筑电气设计规范――2008》对桥架敷设电缆的规定

1. 电缆最小允许弯曲半径

电缆在任何敷设方式及其全部路径的任何弯曲部位,应满足电缆允许弯曲半径要求,电缆的最小允许弯曲半径不应小于表1所列数值。

表1 电缆最小允许弯曲半径

2.填充率

在电缆托盘上可以无间距敷设电缆,电缆在托盘内横断面的填充率:电力电缆不应大于40%。

二、根据电缆最小允许弯曲半径选择桥架:

图1为一桥架弯通,弯通的尺寸为:长×宽×高=l×b×h ,内侧倒角为45°,倒角距离为b 。

图1 桥架弯通

(一)、不考虑电缆外径,求解电缆最小允许弯曲半径与桥架宽度的关系

图2:图中圆与桥架外边相切,圆的半径为R,桥架的宽度为b(即AB=b),桥架的倒角为45度,桥架的倒角距离为b ,CF为倒角上的两个点,当CF为圆上的点时,所得出的圆的半径最大。

图2

由勾股定理得:

BC2+OB2=R2; (1)

由图可知:

OA=OC=OE=BD=R;

BC=BD-2b;

OB=OA-b。

BC=BD-CD;

BD=R; BC=R-2b (2)

CD=2b;

OB=OA-AB;

OA=R;OB=R-b(3)

AB=b;

由(2)、(3)可将(1)式写为:

(R-2b)2+(R-b)2=R2;(4)

整理如下:

R2-6Rb+5b2=0; (5)

求解(5)式得:

R1=b;R2=5b;

显然R1不满足要求;R=5b;(6)

所以5b为最大转弯半径。

在实际工程中,电缆都有外径,上述论述只是方便我们理解后边的计算。

(二)考虑电缆外径,求解最小允许弯曲半径与桥架宽度和电缆外径的关系

图3:电缆的半径为r,直径为d , 内圆的半径为R,桥架的宽度为b,桥架的倒角为45度, C’F为倒角上的两个点,当C’F为最小圆上的点时,所得出的圆的半径最大。

由勾股定理得:

BC’2+OB2=R2;(7)

图3

由图可知:

OA’= OC’= OE’=OE-d=R;

C’D=2b;

BD=R+d;

BC’=BD-C’D;BC’= R+d-2b (8)

OB=OA-AB;

OA=R+d; OB= R+d-b(9)

AB=b;

由(8)、(9)式可将(7)式写为:

(R+d-2b)2+(R+d-b)2=R2; (10)

整理得:

(11)

根据一元二次方程的求解公式:

R=

得:

R1=(12)

R2=(13)

显然R2不满足要求; R=; (14)

所以为最大转弯半径。

上面为我们考虑了电缆外径算出来的转弯半径,工程上一般将图3中OC做为实际电缆的转弯半径。即R=+r 。 (15)

三、利用在Excel中编辑公式来计算不同桥架所能通过的电缆数量如下:

四、利用在Excel中编辑公式来计算多根电缆所需的截面积要求:

配网工程中常用的最大电缆就是240截面的电缆,所以我们等效为该规格的电缆,方便工程选择桥架。只有同时满足表2和表3的桥架,才可满足工程实际需求。

五、总结:

工程中,可通过增加桥架倒角距离的方法来增大电缆转弯半径。表3中电缆截面是利用电缆直径的平方来计算的(因为电缆之间存在间隙,本人认为该计算更为合理) 。

本文的计算已在《中豪置业塔密村片区城中村改造19号地块受电工程》中应用。

参考文献

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一、电力系统用电检查背景

1.用电检查概念

用电检查就是电力企业为了保障正常的供用电秩序和公共安全而从事的检查、监督、指导、帮助用户进行安全、经济、合理用电的行为。

2.用电检查现状

目前用电检查主要呈现以下特性:

(1)电力行政管理部门对电力安全管理缺失,用电检查管理职能基本消失。由于客户用电安全长期缺乏监督管理,客户用电安全形势恶化严重,导致客户用电设备故障比例逐年增加,已经影响到电网的安全稳定运行。

(2)社会舆论导向片面强调供电企业服务社会的义务,却忽略了电网安全需要供电企业和用电客户共同维护的事实,影响了供电企业维护电网安全和用电秩序,导致电力设施破坏和窃电事件逐渐增多。

(3)用电检查人员在为客户服务的过程中,提出的安全用电合理要求与客户自身经济利益以及电力优质服务之间的矛盾越来越多。这在一定程度上增加了用电检查协调工作的难度,使电力企业陷入两难境地。如果满足客户要求,则增加了事故发生的风险;如果不满足客户要求而以安全为先对客户施加压力,则带来了客户对电力优质服务工作的不满,影响供电服务形象。

3.做好用电检查对供电企业的要求

目前,违章用电、窃电方法繁多、并呈高技术化倾向,而用电检查工作人员的技术水平及相关检测设备难以满足要求,致使一些隐蔽性的、高技术性的违章用电、窃电行为难以被查到,这就需要提高用电检查人员的业务能力和服务水平。在日常的用电检查工作中,部分用电检查人员往往只注重检查结果而忽略检查程序,致使客户怀疑检查的合法性,反告供电企业侵权。用电检查人员在开展用电检查过程中,对用户线路存在安全隐患的情况,应及时帮助用户提出整改措施,提高服务广大用户的能力。

供电企业用电检查人员应具备如下条件:作风正派,办事公道,廉洁奉公。已经取得相应的用电检查资格。聘为一级用电检查员者,应具有一级用电检查资格;聘为二级用电检查员者,应具有二级及以上用电检查资格;聘为三级用电检查员者,应具有三级及以上用电检查资格。经过法律知识培训,熟悉与供用电业务有关的法律、法规、方针、政策、技术标准以及供用电管理规章制度。

二、用电检查题库开发的目标与基本原则

从当前用电检查的现状可以看出,提高供电企业用电检查人员综合素质,对提高供电检查工作的质量起着至关重要的作用。随着《用电检查》教材的推广,针对用电检查人员对自身职业能力水平的考核也成为目前给予解决的重要问题。怎样能够公正客观评价用电检查人员的职业能力,改进培训考核的方式及效果,帮助受训人员把握培训教材要点?为了解决上述问题,本课题小组根据国网公司集团化运作、统一人才培养的工作要点,针对《用电检查》培训教材开发了一套与之相配套的能力考核标准题库。根据这套标准题库对用电检查人员进行全面考核,设立考核标准,建立健全培训、考核机制,争取做到通过制定标准的考核体制来有效的考核,评价用电检查人员从而提高用电检查人员的整体职业素养。

1.用电检查题库开发的目标

建立覆盖用电检查应具备的基础、专业基础、专业和职业素养、相关法规和条例等知识;涵盖用电检查工作中应具备的基本、专业和相关操作技能;以培训教材为依据、以培训模块为基础的考核题库。题量和难度将满足对用电检查人员不同等级员工进行能力评价和各类培训项目考核的需要。对各网省公司考核题库的开发现状进行调研的基础上,开展创新型的研究。命题思维方式实现由传统经验型向现代技术规范型的转变。

2.制定统一的考核标准

在制定题库开发大纲时,考虑到用电检查人员的职责有所不同,针对不同职责的用电检查人员进行不同考点的考核,因此对其按配电与营销两部分制定考核模块与考核标准。

为了考核尽可能的全面,因此,用电检查题库应做到涵盖面尽可能广,因此,用电检查题库的开发主要包含以下题目类型:实操题、识图题、计算题、综合分析、案例题汇总、以及理论知识五部分。

3.考核题库开发的基本原则

在确定考核项目时遵循以下基本原则:

一是保证所选考核项目的典型性与代表行。做到全面反映用电检查标准的各个等级的技能水平。二是保证所选考核项目的涵盖面尽可能广。在命题时,尽可能的将用电检查的主要内容全部涵盖其中。三是坚持统一性与针对性想结合。考核项目的开发上,对基本素质、基本技能要规定统一的内容和要求。并针对不同类型用电检查人员在考核内容上侧重点有所区别。这样既统一了基本考核的标准,又适应了不同类型用电检查人员的职能所在。

三、考核模块的设定

用电检查题库从考核方式上主要分为机考题与实际操作题两部分。机考题主要考核用电检查人员对用电检查基本概念,基本技能机型考核。实际操作题,则对用电检查人员实际动手能力、解决问题的主观能动性等方面进行考核。用电检查题库从考核题目类型上分为单选,多选,识图、判断、计算、案例分析以及技能操作这几种类型。

1.配电部分考核模块设置

配电部分考核模块主要内容包括:架空绝缘配电线路施工及验收规程;10kV及以下架空配电线路设计技术规程;低压电气设备;低压电气设备的选择;低压配电设计知识;低压成套配电装置知识;配电变压器;高压断路器;互感器;隔离开关;高压熔断器;避雷器;电力电容器;接地装置;配电线路的基本知识;配电线路常用材料及选择;配电线路常用设备及选择;电杆基础;电杆组装和立杆;拉线及其安装;导线连接;导线架设;弧垂观测;接地装置的安装;接户线、进户线安装;无功补偿装置的容量选择及电气元件的配置无功补偿装置安装与调试;无功补偿后用户负荷的确定;10kV配电所主接线方式;导线直接连接方法;导线接续管连接方法;通用电工工具的使用;常用安装工具的使用;灭火器的使用;电气安全工器具的使用;万用表、钳型电流表的使用;绝缘电阻表的使用;接地电阻测试仪的使用;单臂、双臂电桥的使用;登高工具的使用;脚扣、登高板登杆操作方法和步骤;工程常用十个绳扣的打法;拉线制作、安装;接户线安装;架空导线紧线、放线操作;导线在绝缘子上的绑扎、线夹上的安装操作;服务程序和行为规范;营销服务礼仪;动力箱(盘)安装;低压成套装置安装;无功补偿装置安装;接地装置安装;剩余电流动作保护装置的选用、安装;剩余电流动作保护器的运行和维护及调试;低压设备运行、维护;低压设备检修、更换;低压设备常见故障处理;低压电气控制原理图;低压电气接线图;照明施工图的识读;动力供电系统图;高、低压配电所系统图;配电线路路径图;配电线路杆型图;杆塔组装图和施工图;配电线路地形图;电力用户功率因数要求;提高功率因数的方法;继电保护及自动装置在配电网中的任务和作用;继电保护及自动装置的基本原理;主保护、后备保护与辅助保护;电力系统对继电保护的基本要求;10kV配电网中线路保护配置;电力变压器保护配置;高压电动机的继电保护;低压开关电器安装;低压电器选择;低压供电设备验收;导线的选择;电动机直接启动控制电路安装;电动机几种较复杂控制电路安装;电动机无功补偿及补偿容量计算;10kV配电变压器及台架安装;10kV配电设备安装;10kV配电设备常规电气试验项目及方法;编制配电设备安装方案、验收方案;10kV配电设备巡视检查项目及技术要求;10kV配电设备运行维护及检修;10kV配电设备常见故障及处理;10kV开关站的运行维护;10kV箱式变电站的运行维护;农网配电设备预防性试验标准及试验方法;室内照明、动力线路安装;照明器具的选用和安装;照明、动路回路验收及技术规范;电杆基坑开挖要求;电杆组装工艺要求;起立电杆工器具的选用;起立电杆操作方法;杆塔组立施工方案的编写;10kV配电线路施工方案的编写;10kV配电线路竣工验收;10kV配电线路导线架设;10kV绝缘配电线路导线架设;10kV配电线路导线拆除;配电室、配电箱、箱式变电站电气接线;配电线路巡视检查;配电线路运行维护及故障处理;配电线路缺陷管理;配电线路事故抢修;经纬仪的使用;经纬仪在配电线路测量中的应用;电力电缆基本知识;电力电缆的敷设施工;10kv电缆头的制作;电力电缆线路运行维护。

2.营销部分考核模块设置

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1 事故概况

2011年9月,河北省某码头110kV电缆进线工程,该电缆型号规格YJLW03―64/110kV―1*630mm2,双回路,穿管敷设,每回长度约1500米,分三段做中间接头,每段电缆长度约500米,均采用交叉互联接地。电缆敷设安装结束按要求进行交接试验,试验单位为某供电局修试所。试验过程中,将两个回路中C相电缆并联进行交流耐压试验,电压升到128kV并持续约15分钟时,现场人员发现1#接头井、2#接头井内冒出大量烟雾,随即停止试验。经检查,发现1#、2#接头井内多根电缆外护套不同程度烧毁,其中两个C相电缆大约2米长度外护套几乎全部烧光,与之相邻几根电缆由于被引燃,也存在不同程度的烧毁情况。同时在该电缆线路其他检修井内也发现两根C相电缆外护套表面有多个击穿点。

图1

2 原因分析

2.1 高压电缆结构

由于高压电缆导体截面大,绝缘层较厚,如果成缆后再加上填充及外护套,电缆整体外径及重量会非常大,不利于生产加工及运输,施工难度也会很大,故国内高压电缆普遍采用单芯结构,其主要构成包括导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、缓冲阻水带、皱纹铝护套、非金属外护套(表面含半导电层),如图2所示

图2

2.2 高压电缆的接地方式

由图2可知,高压单芯电缆结构中,绝缘线芯外包覆有皱纹铝护套,铝护套一方面起径向阻水作用,另一方面在电缆正常运行时通过电容电流,当系统发生短路故障时为故障电流提供了回流通路。由于单芯高压电缆的特殊结构,当导体通过交变电流时,其产生的交变磁场与金属护套交链,在金属护套上会产生感应电压。该感应电压与电缆的长度、导体负荷电流、频率成正比关系,感应电压过高不仅会危及到人身的安全,还可能会击穿外护套绝缘。故此GB50127―2007《电力工程电缆设计规范》明确规定:交流单芯电缆线路正常感应电动势的最大值在未采取有效防止人员任意接触金属层的安全措施时,不得大于50V,其余情况不得大于300V。

为降低金属护套的感应电压,满足规范要求,同时避免单芯电缆金属护套两端接地时产生环流,不仅需要根据GB/T11017―2002《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》及GB/Z18890―2002《额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》标准要求,敷设后电缆外护套需通过直流10kV/1分钟耐压试验,而且根据实际情况来合理选择不同的接地方式,通常有单端接地、中间接地、交叉互联接地。

2.3 高压电缆的悬浮电压

由2.2可知,高压单芯电缆导体通过交变电流时,如果选择正确的接地方式后,金属护套对地感应电压很低,最高不超过300V。但是一旦高压单芯电缆金属护套未接地或接地方式被破坏,造成金属护套两端出现未接地现象,金属护套对地的感应电压就会改变为极高的悬浮电压,引发事故。

2.3.1 悬浮电压的计算

电缆本身是容性负载,导体与金属护套(或金属屏蔽)可以看作电容的两个极。高压单芯电缆外护套表面均包含有半导电层,其主要作为电缆外护套绝缘试验的一个电极,电缆敷设安装后,其外护套表面半导电层与地(金属支架等)产生良好接触时,如果电缆金属护套不接地,此时导体与金属护套间、金属护套与地间形成一个串联的电容分压器,假设导体与金属护套间电容为Ca,金属护套与地之间电容为Cb,如果导体上施加电压为U,则金属护套上会产生Ca、Cb对U的分压U悬浮,且每一点的电位相等,即悬浮电压U悬浮。于是有

(式1)

式1计算公式。另外电缆外护套表面半导电层由于种种原因与地(金属支架)未接触或接触不良时,如果电缆金属护套不接地,此时除了Ca、Cb外,还有金属护套与地及周围环境之间的空气杂散电容C空,则金属护套上产生Ca、Cb、C空对U的分压U悬浮1,此时Cb、C空

(式2)

串联后再与Ca串联分压,如果将Cb、C空串联后的电容看作Cx,于是有式2计算公式。式1中Ca、Cb根据厂家提供电缆结构参数,由电缆电容计算公式式3求取,此时电容是定量,悬浮电压主要与导体施加电压成正比。式2中Cx的计算需要根据电缆敷设现场实际空间求取C空,此时电容是变量,计算比较复杂,而且C空与Cb串联后电容变小,式2条件下计算出的悬浮电压数值要比式1条件下高。式3中,Di为电缆外径,Dc为导体外径。

(式3)

2.4 事故原因

现场调查得知,该电缆线路设计为交叉互联接地,电缆试验标准依据为GB50150―2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》,试验电压128kV,时间60分钟,谐振频率为20―300HZ。现场勘查发现,电缆接头井与检修井中电缆均放在金属支架上,但是外护套未能与金属支架良好接触,电缆线路两个终端的铝护套均良好接地,但是1#、2#接头井内电缆中间接头铝护套引出端未能与交叉互联箱进行联接,导致电缆线路在耐压试验过程中,1#接头井至2#接头井中间段电缆铝护套未接地,产生悬浮电压。假设该电缆敷设后,外护套半导电层与地(金属支架等)良好接触,此时该中间段电缆铝护套上产生的悬浮电压按照式1来计算,根据厂家提供电缆参数得知,导体与金属护套间电容为0.219μF/km,电缆外径为98.2mm,铝护套厚度为2mm,外护套厚度为4.5mm,真空介电常数ε0=8.86×10-3μF/km,外护套材料为聚乙烯的相对介电常数ε=2.3。根据式3则有Cb=6.28×8.86×10-3μF/km×2.3÷ln(98.2÷89.2)=1.331μF/km。如L为电缆实际长度,根据式1则有

而现场实际情况是电缆外护套半导电层未能与地(金属支架等)良好接触,则有U悬浮1产生,根据式2可知,由于Cx变小,故U悬浮1要几倍于18.08kV,由于C空与电缆实际使用空间有关,C空的取值越小,则U悬浮1越大。该金属护套上产生的U悬浮1已经远远超过外护套耐压试验所要求的10kV电压,过高的电压导致外护套击穿。外护套击穿后,由于电缆外护套半导电层未能与地良好接触,金属护套会对地进行放电,因此时电缆导体上仍然施加有电压,使得金属护套不断对地进行放电,并通过电缆外护套表面半导电层爬电连通到距离最近的接地电阻较小的金属支架或其他固定金具等有效接地点,产生弧光放电,导致电缆外护套起火燃烧,加上外护套采用的是易燃的聚乙烯材料,加大火势并引燃了临近电缆。发现情况后虽经及时处理,亦造成了多根电缆烧毁,只能进行更换,结果损失惨重。

3 预防措施

鉴于悬浮电压的危害性,故高压单芯电缆在进行交接试验或通电投运前,必须对电缆金属护套(金属屏蔽)的接地情况进行认真检查,并确保接地牢靠。另外由于铝芯电缆端子容易氧化,会导致端头接触电阻变大,应避免使用铝芯电缆作为接地线。

高压单芯电缆进行交接试验时,由于未带负荷,此时导体承载电流很小,即使金属护套(金属屏蔽)两端接地,环流亦可忽略不计。为确保试验时电缆金属护套接地,对采用单端接地或中间接地方式的线路,最好将电缆两端金属护套全部接地进行试验。对于采用交叉互联方式接地的线路,必须对整个线路认真检查,确保所有交叉互联箱、接地箱的正常连接后,方可进行试验。试验期间,派专人对试验电缆线路进行查看,发现异常情况,及时处理,避免发生事故。

电缆通电运行后,要经常对线路进行巡视检查,避免接地箱被盗或破坏后产生悬浮电压。如果发现电缆出现完全悬空状态,应立即停电进行处理,未停电时严禁直接用接地线接地来消除悬浮电压,除非有特殊保护装置才能临时处理,但是在停电后,亦必须按照原线路接地方式进行恢复。

参考文献:

[1]卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京:机械工业出版社,1999.

[2]GB 50217―2007,电力工程电缆设计规范[S].

篇12

消弧线圈装设于变压器或发电机的中性点,是一种铁芯带有空气间隙的可调电感线圈。当电网发生单相接地故障时,消弧线圈的电感电流补偿了电网的接地电容电流,故障电流减小,有力地限制了电动力、电流热效应和空气游离等的破坏作用,减小了故障点形成残留性故障的可能性;故障点介质绝缘的恢复强度大于故障相电压的恢复初速度,因此接地电弧能够彻底熄灭,补偿电网可在瞬间恢复正常运行。

中性点经消弧线圈接地方式的主要优点有:系统发生单相接地故障时可继续运行,不会中断供电,提高了供电可靠性;有力地限制了电弧过电压的危害作用,一定程度上提高了设备绝缘水平;对通信系统、信号系统的干扰很小。

中性点经消弧线圈接地方式的主要缺点为:电缆线路对系统零序阻抗影响较大,电缆线路的投入与退出运行对系统电容电流影响较大,消弧线圈的脱谐度要随之及时调整,操作频繁,增加了运行维护工作量;电缆线路增加造成电网电容电流进一步增大,消弧线圈容量也随之增大,电网建设投资增加,经济性降低;接地故障电流因消弧线圈的补偿作用而变小,使继电保护装置有选择性动作比较困难;当电网运行方式发生变化,消弧线圈的脱谐度调整不当容易发生谐振。

2、电容电流理论计算方法

计算消弧线圈的容量,需先计算出系统电容电流的大小。对架空线路和电力电缆的电容电流计算,可利用单相接地故障分析方法,这种方法得到的电容电流计算值很精确,但计算繁琐;电容电流还可以按经验公式进行计算,也可通过查表或查图获得,这对确定消弧线圈的容量、选定测量仪器是足够准确的[1]。本文根据电网实际情况和研究需要,选择利用经验公式进行计算。

2.1 架空线路电容电流经验计算公式

(A) (1)

式中:——线路的额定线电压,kV;l——线路长度,km。

该公式源于木杆线路,当线路有无避雷线时,系数分别为3.3与2.7,对于水泥杆及金属杆塔的线路,电容电流需增大10%~12%[1]。

2.2 电缆线路电容电流经验计算公式

单位长度电力电缆的电容电流,与其截面、结构、材质及运行电压有关,现运行中的单芯或三芯电缆,制造厂家进行型式试验后,能提供单位长度电力电缆的电容电流,依此可计算出电缆电容电流精确值,但实际运行中因厂家相关资料不全,可利用以下经验公式进行计算[1]: (2)

式中:——单位电缆长度的电容电流,A/km;S ——电缆芯线截面积,mm2;

——线路的额定线电压,kV。

(1)电力网络:当计算电网的电容电流时,在架空线路和电力电缆线路电容电流的基础上,还应考虑变电站配电装置的影响,运行电压越低,增大电容电流的作用越明显,具体可参照表1进行计算。

(2)某变电站10kV系统电容电流计算:110kV ZA变10kV线路长度如表2所示。

利用式(1)和(2),对表2所示各线路进行电容电流计算,线路的额定线电压=10.0kV,电缆芯线截面积S=240mm2。

经过计算,110kV ZA变10kV出线电容电流总计为25.08A。变电站电气设备引起的电容电流增加值,可按表1进行计算。由表1可知,变电站电气设备可增加电容电流16%,则该变电站10kV配网电容电流理论计算值为29.10A。

3、消弧线圈参数的整定及选择

3.1 消弧线圈的容量选择

消弧线圈的容量选择,应以当时设计时现场电网的电容电流为主要依据,并要考虑5~10年的电网发展需要,容量可按下式计算:

(3)

式中:Q ——消弧线圈容量,单位为kVA;——系统额定线电压,单位为kV;

——系统对地电容电流,单位为A;S ——负荷增长系数,一般取1.25~1.35。

依据电网中消弧线圈的总台数和电网发展需要,综合考虑确定负荷增长系数S的取值。电网正常运行时消弧线圈的空载损耗很小,因此在选择消弧线圈容量时,根据计算结果容量应向上靠拢。110kV ZA变10kV配网电容电流理论计算值为29.10A,依据式3,计算得出消弧线圈的容量为218kVA,消弧线圈容量选择为250kVA。

3.2 消弧线圈最小脱谐度的选择

(1)补偿电网中性点位移电压及最小脱谐度的定义:

补偿电网中性点位移电压用以下公式进行计算:

(4)

式中:——中性点位移电压有效值;——补偿电网的不对称度;v ——补偿电网的脱谐度;d ——补偿电网的阻尼率;——补偿电网额定相电压有效值。

由式4可知,当、、d一定时,随着v的减小而增大,当v小到一定数值时,将会达到一个最大值,中性点位移电压过大,会破坏系统的绝缘,电网的绝缘薄弱部位将被击穿,这是不允许的。

最小脱谐度就是当为最大值时的脱谐度v:

(5)

式中:——系统接地电容电流;——消弧线圈的补偿电流。

当v>0时为欠补偿,v

(2)中性点位移电压的规定值:

长时间允许值小于15%相电压;1小时允许值小于30%相电压;事故限时运行允许值小于100%相电压。以上规定表明,系统在正常运行状态,中性点位移电压须小于15%相电压;系统线路跳闸或停运时,位移电压须小于30%相电压;系统发生断线故障时,位移电压须小于100%相电压。

(3)消弧线圈的整定原则:

中性点加装消弧线圈的主要作用是系统发生单相接地故障时,单相接地故障电流因消弧线圈的补偿作用而变小,从而使接地电弧能瞬间自行熄灭,系统能快速恢复运行。从减小接地故障电流的角度考虑,脱谐度越小越好,但是消弧线圈的脱谐度越小,在电网正常运行和发生断线故障情况下中性点的位移电压就越高。

鉴于以上原因,若能保证中性点位移电压在规程规定的范围,脱谐度要尽可能选的最小,以使消弧线圈的消弧作用能达到最好效果,这是消弧线圈的整定原则。

在整定消弧线圈的脱谐度时要尽量采用过补偿方式。若采用欠补偿方式,当系统某条线路跳闸或停运后,电网电容电流将减小,消弧线圈有可能在全补偿状态下运行,不仅有可能引起谐振过电压,而且还会导致中性点位移电压超过允许值。同时,若系统某条线路发生断线故障,消弧线圈欠补偿状态下的中性点位移过电压要比过补偿状态下的更加严重。

(4)最小脱谐度计算:

当系统发生不对称故障时,若消弧线圈过补偿运行,中性点位移电压将减小,脱谐度将会增大,因此可以按照正常运行情况计算过补偿时的脱谐度,即按照中性点位移电压不超过15%相电压来计算,计算公式为: (6)

多次计算与实测结果表明,以架空线路为主的电网不对称度一般为0.5%~1.5%。架空线路电网对应较大的数值,电缆占主要比例的混合电网对应较小的数值,纯电缆网络的不对称度一般情况下数值很小[1]。

不同电压等级、不同类型电网,阻尼率的大小并不相等,电气设备的绝缘水平与其关系密切。工程实测表明,对于中性点不接地电网,在绝缘正常的情况下,架空线路电网的阻尼率较大,一般为1.5%~2.0%;电缆网络的阻尼率较小,一般不超过1.5%。经消弧线圈接地的电网,消弧线圈的有功损耗会引起电网阻尼率增加,增加的阻尼率约为1.5%~2.0% [1]。

鉴于以上论述,110kV ZA变10kV谐振接地电网的不对称度可取1%,而阻尼率d可取4%,则利用式6,计算得到过补偿时的最小脱谐度:v=0.053。

4、结语

经过计算,110kV ZA变10kV配网电容电流理论计算值为29.10A。依据国家标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997)的规定,10kV电网接地电容电流超过10A时,要采用中性点经消弧线圈接地方式,因此110kV ZA变10kV电网需加装消弧线圈,消弧线圈容量选择为250kVA,消弧线圈过补偿运行时,脱谐度可整定为5.3%。

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1. 监理方案编制依据

1.1 本工程监理细则

1.2 业主与承建供货等单位签订的相关合同及文件(设计、施工、安装、调试、设备制造等单位)。

1.3 国家及行业颁发的现行施工及验收规范、质量评验标准、设计技术规程、规范等。

1.4《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收范》GB50148- 92。

1.5 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006。

1.6 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》DL/T5161.1~5161.17。

1.7中国南方电网公司部门文件生[2012]71号《中国南方电网公司反事故措施》、基建[2013]42号《基建工程标准建设工作方案》。

1.8 设备安装作业技术措施及设备厂家资料等。

1.9 本工程设备厂家试验报告。

2. 施工阶段安全监理

2.1 施工组织设计中的安全技术措施或者专项施工方案:

2.1.1 审核施工组织设计中安全技术措施的编写、审批:①安全技术措施应由施工企业工程技术人员编写;②安全技术措施应由施工企业技术、质量、安全、工会、设备等有关部门进行联合会审;③安全技术措施应由具有法人资格的施工企业技术负责人批准;④安全技术措施应由施工企业报监理单位审批认可;⑤安全技术措施变更或修改时,应按原程序由原编制审批人员批准。

2.1.2 审核施工组织设计中安全技术措施或专项施工方案是否符合工程建设强制性标准:①土方工程:a.地上障碍物的防护措施是否齐全完整;b. 地下隐蔽物的保护措施是否齐全完整;c. 相临建筑物的保护措施是否齐全完整;d. 土方开挖时的施工组织及施工机械的安全生产措施是否齐全完整。②模板施工:a.模板结构设计计算书的荷载取值是否符合工程实际,计算方法是否正确;b.模板设计应包过支撑系统自身及支撑模板的楼、地面承受能力的强度等;c.模板设计图包括结构构件大样及支撑系统体系,连接件等的设计是否安全合理,图纸是否齐全;d.模板设计中安全措施是否周全。③临时用电:a.电源的进线、总配电箱的装设位置和线路走向是否合理;b.负荷计算是否正确完整;c. 选择的导线截面和电气设备的类型规格是否正确;d.电气平面图、接线系统图是否正确完整;e.是否实行“一机一闸”制,是否满足分级分段漏电保护。

3. 电气安装监理

3.1 变压器

3.1.1 准备阶段:①变压器安装、试验作业指导书已报审;②施工机械(含真空泵、高真空滤油机)、试验仪器、仪表已选择并报审;③安装、试验人员组织已报审;④基础土建、安装间已办理中间交接手续;基础水平误差

3.1.2 安装阶段①附件安装:a.附件开箱、作好检查及填写开箱记录;b.从人孔、升高座底孔对器身作检查;器身检查时不能碰应力锥,否则局放试验可能不合格。c.散热器汇油管检查应干净、无污物。d.对用过的密封圈不得使用,应更换使用新的密封圈,且按产品技术的要求涂以密封胶。②抽真空及抽真空注油a.抽真空是大型变压器安装的重要工艺,所以必须特别重视,例如500kV 变压器绝缘的含水量在0.5%左右,电力设备预防性试验规程规定在常温20℃时,对应绝缘0.5%含水量的真空残压约为13Pa,而变压器制造厂商的安装说明书一般都规定:变压器现场安装应达到真空残压为67- 133Pa,为严格变压器绝缘的水分管理,防止运输和安装过程中的任何受潮所带来的不良后果。b.机械设备选择:高真空滤油机一台,其容量600L/h,能滤掉0.5μm 的微粒,能将油中水分降低到不高于10PPm,真空度达6TORR。大容量真空泵一台,容量480m3/h,能把油箱中抽至残压小于10Pa。c.抽真空范围的确定:由产品技术条件所决定,具体参照变压器出厂说明书。比如:冷却器等需用蝶阀关闭。

3.2 电缆工程

3.2.1 核对电缆型号、规格:电压等级(如35kV 26/35 21/3510kV 8.7/10 6/10)阻燃型(ZR)铠装、屏蔽、铜芯、截面、芯数等);

3.2.2 电缆护管:管内径应不小于电缆外径的1.5 倍,2 根电缆同穿一根保护管时,2 根电缆直径之和小于保护管内径0.7 倍,弯曲半径满足电缆最小弯曲关径的要求,3 根电缆同穿一根保护管时,电缆总面积不应大于管内径面积的40%。

3.2.3 直埋电缆:一般埋深0.75m,电缆上、下部应铺以不小于100mm,厚软土或沙层,其全长覆盖宽度不小于电缆两侧50mm 保护板。

3.2.4 单相(独芯)电力电缆应穿PVC 管,且绑定物不能形成闭合磁路产生涡流。35kV开关室与主控楼之间应采用光缆,且穿PVC管。

3.2.5 电缆敷设:①在同一通道同一侧的多层支架上时,从上到下接电压等级从高到低的电力电缆,强电至弱电控制和信号电缆、通信电缆的顺序排列,同一重要负荷的双电源电缆应配置在不同通道或不同层次的支架上。②敷设整齐美观、固定牢固、挂牌正确、字迹清晰。重点注意由制造厂安装的计算机柜下的电缆敷设,一般比较乱。③接线:正确、排列整齐、绑扎规范、标示正确、清晰。④对于金属护层及屏蔽层的电力电缆,应分别用不小于10mm2 和25mm2,接地线引出,两两之间互相绝缘,尤其是对接电缆。

3.3 二次回路接地

3.3.1 保护屏内及端子箱内均须有25*4(100mm2)的二次专用接地铜排,该小铜排与保护屏及端子箱间用小绝缘子隔离。

3.3.2 在保护室的电缆夹层中装设不小于100mm2 的二次专用接地铜排,该铜排是沿保护屏的布置的方向平行敷设,各行铜排首未同时连通,形成专用二次接地环网,该环网(是否要与电缆支架吊架绝缘,在图纸会审时确认,有的单位做成绝缘的,有的单位并无此要求)。该环网与电缆沟的接地铜导线连通。且有一点经不小于100mm2 铜排与保护室的地网可靠连接。铜排(带)之间的连接可以螺栓连接或焊接。

3.3.3 在主电缆沟内敷设一根或两根(视设计而定)不小于100mm2 的接地铜导线,支沟及仅敷设一根不小于50mm2 铜导线,其与电缆支架之间绝缘无要求。本接地铜导线同时兼做高频汇流线。支沟内接地铜导线与主沟接地铜导线可靠相连,并在耦合电容或结合滤过器接地点3- 5m 处与地网接通。

3.3.4 屏蔽控制电缆接地①用于集成电路型或微机型保护和控制的电流、电压和信号点的引入线,应采用屏蔽电缆,屏蔽层应在开关站和控制室同时接地,在控制室内屏蔽层接地保护屏接地专用铜排,开关场接在端子箱内,接地专用铜排上,从互感器至端子箱间电缆,屏蔽层分别在端子箱及互感器二次接线盒内接地端子上。②高频同轴电缆屏蔽层经截面不小于1.5mm2 多股铜线,在开关站和控制室或保护室两端接地。在开关站侧屏蔽层接地接到结合滤过器二次侧接地点后经截面不小于10mm2 长度3- 5m 的绝缘铜导线引出与高频汇流支线相连。

4.加强变电站施工监理的具体的注意要点

(1)保障资料规范,侧重信息管理。在监理工作中,信息是开展一切活动的基本前提,在监理信息管理策划方案方面必须要做到以下几点:第一,在组织项目监理大纲与监理规划编写以前,总监理工程师要对开工前的变电站进行深入地了解,要着重收集那些较为相似项目的建设信息,这对于有序进行建设准备来说是非常必要的;第二,要预先策划项目建设竣工信息的整理、归档以及移交工作,提前分析施工过程中应该要收集和留存的有关资料,为后期的维护和正常运行打好基础;第三,促进有关部门对管理信息重要性的认识以及对现代化信息管理的认同;第四,监理信息管理必须选择信息交互关键结点,从而加以科学地管理监控。

(2)严格流程控制。在变电站的施工过程中存在许多危险因素,哪怕一个微小的失误,都有可能造成电源点到电网或者是用户的重大安全事故,必须严格规范管理施工流程。施工现场必须要规范布置,材料堆放必须要分区分类,在安全标识方面也要做到齐全和美观;在施工现场,从项目经理到施工的管理人员再到一线的作业工人,都必须要统一着装,为了方便管理,还要按照相关规定佩带颜色不同的安全帽;安全教育课必须做到每周都要进行,还要坚持每日的班前安全例会;施工现场监理人员不仅要应用丰富的工作经验,同时还要应用较强的专业知识,真正实现以建设单位的身份去管理,监督变电站工程建设;要时常组织现场施工人员进行安全学习考试,对于那些新上岗的人员必须要进行严格的资格审查,安全教育以及考试合格后才可以上岗。

5.结语

综上所述,变电站的施工监理工作对于我国社会的整体稳定以及广大群众生命财产安全有着重大的影响,因此,我们必须要提高变电站施工监理的有效性,在施工过程中严把质量关,使监理工作逐步走向正规化,将质量问题的发现与控制贯穿于施工的全过程,继而保证变电站的工程能够达到安全、优质的建设目标。