目前國(guó)內(nèi)能制造鉛套交聯(lián)電纜的大廠都有以連續(xù)壓鉛機(jī)生產(chǎn)鉛套的能力。鉛套交聯(lián)電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密,縱向防水性能好,鉛的化學(xué)穩(wěn)定性耐腐性好,缺點(diǎn)是重量重。鉛合金的熔化溫度約300℃,壓鉛機(jī)的模座擠出溫度260℃。在螺桿連續(xù)壓鉛機(jī)上制造的鉛套是一個(gè)無夾灰、無縫、內(nèi)壁光滑的連續(xù)鉛管。鉛的蠕變性能好,結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)時(shí)無須在鉛套與線芯之間留有間隙,交聯(lián)絕緣膨脹時(shí)能撐大鉛套而絕緣表面仍然平整光滑。由于交聯(lián)絕緣的膨脹系數(shù)比金屬大約一個(gè)數(shù)量級(jí),因此各類波紋金屬套內(nèi)必須留有足夠的膨脹間隙。如無間隙或間隙不夠大,在絕緣膨脹后會(huì)在絕緣表面留下波紋的凹痕,這會(huì)影響電纜的電氣性能。在型式試驗(yàn)中經(jīng)過20個(gè)熱循環(huán)后,如電纜芯表面呈波紋狀,電纜的沖擊裕度不高。由于鉛套內(nèi)壁無需設(shè)計(jì)間隙,結(jié)構(gòu)較緊密。因此鉛套交聯(lián)電線的縱向防水性能比任何一種波紋金屬套電纜都好。
鉛的電阻系數(shù)是鋁的7.8倍,鉛套要滿足技術(shù)條件中的短路熱穩(wěn)定要求,鉛套的截面必須比鋁套的大得多。各供電系統(tǒng)采用短路熱穩(wěn)定指標(biāo)都比實(shí)際大了很多,主要是零序短路持續(xù)的時(shí)間太長(zhǎng),而實(shí)際上僅幾個(gè)周波。這指標(biāo)是系統(tǒng)定的,對(duì)電纜技術(shù)人員來說無權(quán)變更。上海在220KV工程中要求50KA2秒,采用鉛套電纜時(shí)要在鉛套下加銅絲屏蔽,選用波紋鋁套要加厚。在85年的引進(jìn)中,曾有一工程將國(guó)外加厚的波紋鋁套充油電纜與國(guó)產(chǎn)鉛套充油電纜(沒有銅絲屏蔽)對(duì)接,國(guó)外制造廠說:“如果發(fā)生短路時(shí)鉛套電纜的鉛套會(huì)熔化了”,實(shí)際上自七十年代以來的國(guó)產(chǎn)超高壓鉛套充油電纜和近年采用鉛套交聯(lián)電纜都沒有發(fā)生過鉛套熔化的故障。主要是目前系統(tǒng)的短路容量沒有這么大,短路持續(xù)時(shí)間不可能達(dá)到2秒。現(xiàn)各大供電系統(tǒng)都己編制了“電網(wǎng)若干技術(shù)原則的規(guī)定”,其中對(duì)110KV以上電力電纜的金屬套或金屬屏蔽層要求能承受單相短路電流的持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于0.2秒(以上海電網(wǎng)為例)。如執(zhí)行這項(xiàng)技術(shù)條件將使超高電纜的金屬套結(jié)構(gòu)趨向合理,有利于降低電纜的造價(jià)。
銅芯優(yōu)點(diǎn):
1.電阻率低:鋁芯電纜的電阻率比銅芯電纜約高1.68倍。
2.延展性好:銅合金的延展率為20~40%,電工用銅的延展率在30%以上,而鋁合金僅為18%。
3.強(qiáng)度高:常溫下的允許應(yīng)力,銅比鋁分別高出7~28%。特別是高溫下的應(yīng)力,兩者相差更是甚遠(yuǎn)。
4.抗疲勞:鋁材反復(fù)折彎易斷裂,銅則不易。彈性指標(biāo)方面,銅也比鋁高約1.7~1.8倍。
5.穩(wěn)定性好,耐腐蝕:銅芯抗氧化,耐腐蝕,而鋁芯容易受氧化和腐蝕。
6.載流量大:由于電阻率低,同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量(能夠通過的大電流)高30%左右
7.電壓損失低:由于銅芯電纜的電阻率低,在同截面流過相同電流的情況下。銅芯電纜的電壓降小。因此,同樣的輸電距離,能保證較高的電壓質(zhì)量;或者說,在允許的電壓降條件下,銅芯電纜輸電能
當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后,線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng),因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體,在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電勢(shì)在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導(dǎo)線存在著電阻,電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。
海底電纜分海底通信電纜和海底電力電纜。海底通信電纜主要用于通訊業(yè)務(wù),費(fèi)用昂貴,但保密程度高。海底電力電纜主要用于水下傳輸大功率電能,與地下電力電纜的作用等同,只不過應(yīng)用的場(chǎng)合和敷設(shè)的方式不同。由于海底電纜工程被世界各國(guó)公認(rèn)為復(fù)雜困難的大型工程,從環(huán)境探測(cè)、海洋物理調(diào)查,以及電纜的設(shè)計(jì)、制造和安裝,都應(yīng)用復(fù)雜技術(shù),因而海底電纜的制造廠家在世界上為數(shù)不多,主要有挪威、丹麥、日本、加拿大、美、英、法、意等國(guó),這些國(guó)家除制造外還提供敷設(shè)技術(shù)。目前我國(guó)應(yīng)用的海底電力電纜仍然需要進(jìn)口。
海底電纜分類:浸漬紙包電纜:適用于不大于45kV交流電及不大于400kV直流電的線路。目前只限安裝于水深500m以內(nèi)的水域。自容式充油電纜:適用于高達(dá)750kV的直流電或交流電線路。由于電纜為充油式,故可以毫無困難地敷設(shè)于水深達(dá)500m的海域。擠壓式絕緣(交聯(lián)聚乙烯絕緣、乙丙橡膠絕緣)電纜:適用于高達(dá)200kV交流電壓。乙丙橡膠較聚乙烯更能防止樹枝現(xiàn)象及局部泄電,使海底電纜更有效地發(fā)揮功能?!坝蛪骸惫茈娎|:只適用于數(shù)公里長(zhǎng)的電纜系統(tǒng),因?yàn)橐褬O長(zhǎng)的電纜拉進(jìn)管道內(nèi),受到很大的機(jī)械性限制。充氣式(壓力輔助)電纜:使用浸漬紙包的充氣式電纜比充油式電纜更適合于較長(zhǎng)的海底電纜網(wǎng),但由于須在深水下使用高氣壓操作,故此增加了設(shè)計(jì)電纜及其配件的困難,一般限于水深為300m以內(nèi)。
海底電纜用途:海底通信電纜主要用于長(zhǎng)距離通訊網(wǎng)、通常用于遠(yuǎn)距離島嶼之間、跨海軍事設(shè)施等較重要的場(chǎng)合。海底電力電纜敷設(shè)距離較通信電纜相比要短得多,主要用于陸島之間、橫越江河或港灣、從陸上連接鉆井平臺(tái)或鉆井平臺(tái)間的互相連接等。在一般情況下,應(yīng)用海底電纜傳輸電能無疑要比同樣長(zhǎng)度的架空電纜昂貴,但用它往往比用小而孤立的發(fā)電站作地區(qū)性發(fā)電更經(jīng)濟(jì),在近海地區(qū)應(yīng)用好處更多。在島嶼和河流較多的國(guó)家,此種電纜應(yīng)用較廣泛。
日前,美國(guó)塞拉尼斯公司和北美最大的線纜生產(chǎn)商美國(guó)南方電纜發(fā)布了輸電線路的一種新選擇,即C7架空導(dǎo)體(7芯碳纖維架空導(dǎo)體)。該導(dǎo)體具有輕質(zhì)量、高力重比、多元素的復(fù)合芯體,其中包含由塞拉尼斯制造的連續(xù)纖維強(qiáng)化熱塑塑膠棒(CFR-TPR)。
南方電纜架空傳輸工程總監(jiān)MarkLancaster表示,C7背后的技術(shù)是利用7年,在架空電線電纜設(shè)計(jì)和工程上作出了一個(gè)階躍變化。目標(biāo)是在不建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施的情況下開發(fā)用于設(shè)施增大容量的產(chǎn)品。線路下垂是決定多少電流能夠通過線路的最大限制因素。結(jié)果是新產(chǎn)品不僅能夠增加容量,而且不需要新的電塔和電桿從而節(jié)約了成本。
由塞拉尼斯和南方電纜共同開發(fā),新導(dǎo)體電纜可使傳輸容量翻倍,與同直徑的鋼芯鋁線相比不易下垂。那么C7與市場(chǎng)上已有的其他復(fù)合芯導(dǎo)體比較如何?塞拉尼斯全球復(fù)合材料業(yè)務(wù)經(jīng)理MichaelRuby表示:“相較高溫、低下垂技術(shù)的普通導(dǎo)體,這類材料的復(fù)合具有明顯的優(yōu)勢(shì)。”例如,C7芯體包含7條(根據(jù)電纜直徑可能更多)3.2-毫米/0.13-英寸直徑線股的航空級(jí)碳纖維和塞拉尼斯的聚苯硫醚(FortronPPS)拉擠而成。芯體通過一個(gè)聚醚醚酮(PEEK)的外套避免與電纜的鋁芯導(dǎo)體線股直接接觸,這樣可使鋁避免接觸腐蝕,并防止芯體磨損。
不同于之前推出的固態(tài)、復(fù)合芯布線,CFR-TPR芯體的結(jié)構(gòu)消除了C7電纜上單點(diǎn)故障可能。捆綁的芯體線股和外套保護(hù)的鋁芯線股在高負(fù)載情況下可提供結(jié)構(gòu)支持,也就是說1根、2根甚至3根線股的故障將不會(huì)導(dǎo)致整條電纜的故障。另外,Lancaster指出碳纖維復(fù)合芯可在低溫下運(yùn)營(yíng),從而最大化能源生產(chǎn)量和最小化容量損失。此外,碳纖維/熱塑芯體也可在高溫下(180攝氏度至225攝氏度)運(yùn)行,并不會(huì)對(duì)線路造成損壞。Lancaster表示,作為一種替代電纜產(chǎn)品,C7的成功還在于安裝時(shí)可使用部署金屬芯電纜的相同工具和設(shè)備完成作業(yè)。這樣用戶就可以將新產(chǎn)品無縫地結(jié)合到操作環(huán)境中。
那么電纜防水接頭在安裝和使用過程中需要注意些什么?1、根據(jù)需要電纜接選購(gòu)合適的接頭材料,如今電纜接頭材料質(zhì)量也是參差不齊,但是為了確保電纜接頭質(zhì)量,建議不要貪圖便宜,最1好選擇質(zhì)量信得過的電纜接頭廠家的材料。2、電纜接頭時(shí)最1好不要選擇雨天,因?yàn)殡娎|進(jìn)水會(huì)嚴(yán)重影響電纜的使用壽命,嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)短路事故。3、制作電纜防水接頭前一定要仔細(xì)閱讀廠家的產(chǎn)品說明書,這一點(diǎn)對(duì)于10kV及以上電纜,尤為重要,做之前把所有的工序都想好再做。4、10kV以上芯鎧裝電纜的終端接頭,切記只能一端鋼帶接地。5、銅管壓制時(shí)不能太用力,只要壓接到位即可,壓接后的銅端面勢(shì)必會(huì)有很多凸起點(diǎn),這個(gè)一定要用銼刀挫平,不能留有何毛刺。6、熱縮電纜接頭在使用噴燈時(shí),要注意噴燈來回移動(dòng),不能只對(duì)著一個(gè)方向不斷地噴燈。7、冷縮電纜接頭的尺寸必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙說明來做,尤其是抽出預(yù)留管中的支撐物時(shí),更要小心才是。電纜線回收價(jià)格,廢電纜回收。
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