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    单芯钢丝铠装电缆诸问题的探讨

    发布时间: 2016-10-26  点击次数: 566次

        通过试验和现场资料的分析以及搜集到的资料表明,单芯钢丝铠装电缆结构设计、选材和运行合理性等诸多问题逐渐引起人们的关注。单芯钢丝铠装电缆的铠装损耗越来越引起人们的关注,国内采用单芯钢丝铠装电缆给多处工程带来麻烦和经济损失。用户关注的敏感性及重视程度远大于电缆制造厂对这一问题的思考。资料[1]中对这一问题进行了论述并列举了国内敷设单芯钢丝铠装电缆线路情况。并提出国内单芯电缆钢丝铠装采用隔磁结构是与世不同的“怪”产品。应该与国外接轨,取消铜丝隔磁结构。
        60年代中期敷设了上海过黄浦江电缆,选用意大利比瑞利的220kV充油铅套PE护套铝合金丝铠装,厂方采用非磁性铠装,消除钢丝的磁损耗.能提高输送容量。国外也有采用硬铜合金丝铠装(原文作者认为采用非磁性铠装是一种误导)。60年代后期南京和安庆110KV充油单芯海缆工程曾设想生产非磁性铠装,因国内没有铝合金丝产品,就改用铜丝隔磁设计。在钢丝铠装中间均匀分布3到4根铜丝是单芯电缆外不形成闭合磁路。自从那时起至今国产超高压单芯海缆全部采用隔磁结构铠装。
        文章又列举几个引进工程,220KV充油铅套PE护套钢丝铠装PLP外护层海缆。由日本住友供货。采用φ8 mm镀锌钢丝45根。为了提高输送容量,在铅套与PE护套间有24根扁平导线共240mm2。回流导体的作用是降低金属套阻抗,以降低护套损耗提高输送容量。1989年厦门集美至高崎跨海峡海缆,220Kv1×630mm2铜芯充油铅套HDPE护层钢丝铠装PLP外护层海缆。由法国阿尔卡货。采用Φ7.6mm镀锌钢丝41根。1998年北京供电局敷设在湖里的水底电缆,15kV 1×300mm2铜芯XLPE铅套钢丝铠装PE外护层电缆。由法国阿尔卡货。铠装采用φ7 mm镀锌钢丝23根。厂商认为钢丝表面镀锌,其排列不是十分紧密,钢丝间被外护层的防腐剂(如沥青)所填充,不会形成闭合的磁回路,不会产生额外的护套损耗。
        文章说国产单芯交流海底电缆钢丝铠装的结构自60年代开始至今一直采用隔磁钢丝结构设计。而所有国外进口的单芯交流海底电缆的钢丝全采用镀锌钢丝设计,制造厂认为从理论和实际运行记录上看没有必要采取隔磁设计。为了使我国海缆的结构与国外产品相似,文章作者的观点是取消隔磁结构。不仅是海缆,110kV XLPE电缆等都应该作相应的修改。
        以上是国内外高压和超高压电缆用于水下敷设时单芯钢丝铠装结构方面的情况。对于35kV及以下电缆由于国家标准中规定采用铜丝隔磁结构,所以各个制造厂基本都是按标准制造。设计部门和使用部门也选用此类电缆。出问题的大有其在。
        首先探讨单芯钢丝铠装电缆在相同工作温度和相同环境条件下为什么载流量要比非铠装电缆载流量要小得多?其中主要原因是铠装钢丝损耗太大。在三角形排列情况下钢丝的磁滞和涡流损耗是线芯损耗的3倍多。平面排列是线芯损耗的2倍多。即使是分离敷设(电缆中心之间距大于2倍的电缆外径),钢丝损耗也是线芯损耗的2倍多。载流量是非钢丝铠装单芯电缆载流量的57%(相互接触三角形排列)和64%(间隙为1个电缆外径平面排列)。从热阻方面考虑,有于钢丝电缆比同截面的非钢丝铠装电缆外径大得多(大约1.2倍)。空气中敷设时其外部热阻要比非钢丝铠装电缆小(大约是0.80%)。虽然钢丝铠装多了内衬层热阻,其增加值与外部热阻的减小几乎相抵消。所以说铠装损耗在这里起着作用。这是载流量降低的主要原因。

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