电力电缆短时容许过载能力及其标准算法

年月第卷第期电力设备日碌矛夕】电力电缆短时容许过载能力及其标准算法李熙谋西南电力设计院,四川成都摘要概述了电缆短时容许最高温度限值的有关试验分析、国外标准和短时应急过载能力的日本标准算法及其应用意义关键词电缆应急过载能力短时容许最高温度短时容许过载电流中图分类号前言电缆具有短时超出容许持续载流量的应急过载能力,美、苏、日等早有论述涉及’引,国际大电网会议技术刊物于年代陆续刊有相关论述困,导致国际电工委员会年公布了电缆应急额定电流人或称短时容许过载电流的算法标准,即一《电缆周期性和应急额定电流计算第部分以上电缆的周期性和所有电压的电缆应急额定电流计算》,但该标准对计算所需过载短时容许最高温度口及其作用时间的限制值却未示明,其他标准也无规定。、及其的择取,需依赖于电缆构造特性并满足安全可靠运行为前提,其许可界限在有些先进工业国家标准中被载明。日本第号《电力电缆的容许电流》算法标准中含有算式,且给出。及其界限的推荐值。下面,将对下列项目常用电缆人的求算、与两种标准算法、国内外对界定口所作有关试验分析、运用人的实际意义、国外标准中关于口。和的规定及其要求等进行逐一介绍。,电缆短时容许最高温度值夕的试验分析电缆短时应急过载能力取决于口。及其,。与的限值显然需满足安全可靠运行,且又不致影响电缆使用寿命,满足安全可靠运行迄今,对常用中压电缆氏值的探究,通过试验分析已获一定认识,其主要部分简要介绍如下。美、加曾对、交联聚乙烯、乙丙橡胶电缆长计根分别穿人管中进行通电、断电的热循环试验含、、个周期同时以短段一电缆置入烘箱作次热循环试验加热有保持最高温度,其阴分别达℃、℃、℃。此外,又于地中排管孔个孔分穿电缆,以口为℃起施加一过负荷作测试。试验结果主要有①℃及其以上,工频、冲击击穿强度比室温时降低一,但一℃间并未显示与温度的明显依存性,在℃时仍具有可使用的绝缘性,绝缘的耐张等机械性仅稍有变化②℃热循环次后,绝缘外半导电层出现熔融,但未破坏③℃热循环次后,聚脂薄膜带变脆,外护层变脆出现热裂伤。但℃时则无变异④℃热循环后,屏蔽铜带呈现明显起伏状,屏蔽铜丝有小的压印,但未影响电气性⑤地下排管内电缆缆芯由℃始,过载达到℃,历时需。由此得出中压尹、电缆过载达℃时,运行一是安全的。德国对中压电缆的短时过载试验,采用组长的新电缆,最高温度达一℃,热循环加热、冷却最多有次。结果主要有①℃时电缆冲击电压强度较℃时降低明显,℃以上工频电压下占急剧增大,有热击穿可能,分析其损坏机率将增大②℃时外护层用聚乙烯由于强度比绝缘层高,加在屏蔽铜丝的压力较大,当电缆为石墨外半一导电层时,铜丝压人绝缘,使电缆场强增大,而当电缆为“三层共挤”时,铜丝只压人厚度充裕的挤出半导电层,就不会使场强增大③一℃时外护层在夹具下产生明显变形④℃以电力设备第卷内热循环试验的预制式硅橡胶终端、接头均通过符合标准要求且完好,只是绕包式、预制式接头虽通过试验但出现变形。分析认为,电缆,受外护层耐热性制约,当电缆外护层为时,。宜取℃,当电缆具有“三层共挤”构造且为外护层时,可取℃“‘。国内曾对、铝芯电缆进行短时过载试验分析,依其额定电流提高约即,通电几个周期加热、冷却热循环后,检查电缆,见其内半导电层有被挤人缆芯、外半导电层呈起伏状变形该电缆构造是否“三层共挤”未明示,绝缘层有左右厚度变化,分析影响电场畸变、发生电树的可能性增加,认为阳按℃欠妥、宜不超过℃‘,。综述,电缆。至少为℃无异议,在明确中压电缆实现“三层共挤”工艺、外护层和改善金属屏蔽层隔离带构造基础上,还有提高口。达一℃的可能。按热老化考虑使用寿命不受影响挤包绝缘电缆在安全可靠运行容许限度内、超过持续长期容许最高温度工作时,一般规律是温度超出口越多,其绝缘热老化寿命就越短。然而,就宏观的长期寿命而论,若将电缆每次过载经历时限给予制约,即过载时高温按照不超过热老化寿命的,且使在电缆总使用期内出现的高温次数累积被制约,就可认为不致明显地影响电缆使用寿命。持这一观点的意大利比瑞利公司提出的“热塑性绝缘和绝缘材川川川川口口口口川川巨巨口口口」日日厂厂川川川川川川日日口口川川日日竺竺互互羹羹万万羹羹叹厂厂馨馨彗彗纂纂吮二二裴裴裴】】】豢豢豢巨巨日日同以」」口口巨巨二二四四〔二二厂丁丁下下‘厂气气祠一口刃刃「下下门门门门『『几几】门门巨巨卜祠「二二团团产闷闷‘二下下门门千祠厂日,、、厂印印门门「「下下厂门门【卜卜」」【二二二厂川曰曰曰曰日卜卜习习卜司司团团口口一日口口【【目丫丫门门厂门门产只只团团川洲洲叮下下口口邝邝目川川厂,,、、习习曰曰厂厂下下口口门门川川口口田田引引曰曰习习门门料屯『二二曰曰口口队」门门口口口口口口口口口团团卜陡」曰曰冈日日门门日日冈冈曰曰门门限限回回〔〔口口一一口口口口口口口口口口川洲洲巨下下门门阳阳口口门门洲洲闷闷日严严呼呼口口口口口口口口口口口口口口曰曰团团阵阵阅阅日一一门门刚门门叮叮曰曰州屯」门门二口口口口口口口口口口口口口口川日口口团团口口口口门门’仙仙门门刊日日口口口口门门川,,园园〔曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰川口口团团门门一一曰曰口口闷闷日日、、风风口口川曰曰口口口口口口口口口口口口口口日口口团团口口口口口口一一口口阱杖杖阿阿可可口口因门门离口口口川川巨巨川川口口田田口口日曰曰口口川川口口巨巨团团日日日口口料的寿命曲线和过载曲线”见图,当廿电缆。分别为℃、℃时,由图中过载曲线可查得,对应每次容许过载的时间为天半、,将几乎不影响电缆使用寿命。该曲线确切性虽待核正,但可了解大致定量特征。、廿一户侧州国外有关标准中对、的规定见入的计算方法图热塑性绝缘材料和交联绝缘材料的寿命曲线和与过载曲线和的一算法、第号标准算法及这两种标准算法的运用简述详见光盘。表,国外有关标准中对二、的规定相应。的容许时间、次数国别美国瑞典标准电压电缆绝缘,口飞期℃一文献·仁次年〕一,圈川一一〕」】」〕一沪·使用寿命期一,次年次年】」〕第号月月③③一均④④④④安安大略电力公司司峨洲【一《〕仁注①需注意半导电绝缘屏敝的热变形特性。②取口。最大值℃时,必须注意电缆及其附件经受热机械性等影响的适应能力,应征得制造厂同意。③需注意金属套的应变、电缆支持钢构的发热影响、充油电缆的油量和油压变化、过负荷的频繁程度。④为自容式充油电缆、,为℃。第期李熙谋电力电缆短时容许过载能力及其标准算法表应急过载,。时,与的对应关系敷敷设方式式丫寿算法法时间肠肠肠肠肠肠一⋯一一‘一于一下矛下空空气中中《洲,穿穿管埋地地名名可可可可可可可可可可可可可可可可乡乡,石石习习电缆应急过载能力运用意义按一附录实例,回自容式充油电缆的。为为℃,且为运行,按应急过载仍依,为℃时,算出人为,可较,增加倍若,按℃,则较可增加倍,或达,的倍时,其可为。按第号附录算例,回耐〕电缆,正常运行按口为℃时的满负荷几,应急过载人时需确定允许时间。,可通过算出的导体温度。,按。确定与值,由式职所算对应值见表所示。如取口℃,则为空气中或穿管埋地。前苏联对直埋敷设自容式充油电缆过载能力及其持续时间的计算结果见表。系统运行方式改变时需短时应急过载。若只考虑入,在、情况下,依其选择缆芯截面将偏于保守、欠经济,情况则不能适应。而考虑过载能力时,上述种情况有不同程度的大于了的人。就第种情况以表中所示空气中敷设电缆的数据为例,若是双回电缆总负荷、正常运行时每回各半,当回短时停运而另回需承担总负荷时,依石算出人为。℃、且,。可达以上或稍长如果未考虑寿只按几,则为适应每回短时承担,就将电缆选择增大一挡截面,将造成不必要的浪费。故运用电缆人的积极意义明显。建议《电力电缆运行规程》、《电力工程电缆设计》修订时考虑纳人,也体现与国际接轨。表,直埋敷设自容式充油电缆过载能力及其持续时间氏乃。心过载时间入八比值允许几倍数工程中选择电缆截面或考虑其载流能力时,引入应急短时容许过载人人人和哪,可使电缆截面不致选择过大,在充分满足负荷供电需求的同时,减少投资,他有着显著经济效益。现不妨就应急过载的情况例举如下有的重要供电方式设置备用电源回路,正常运行方式下长期不带负荷如发电厂、变电所的备用变压器自用电回路,仅短时投人备用回路不少重要负荷或公用负荷以双回路或环网供电,正常运行时每回侧各承担约总负荷,当回侧线路故障检修时,另回侧需承担近负荷如城网等供电系统有的电缆正常运行时虽按满负荷、,但在参考文献等肠〕,,,,、,书卿月〕侧邵水期饭家喜八郎等电力份一了沙技术,、夕了以份东京电气书院,年初版和年版二子又一王嗯即,,罗石℃洲,,山供电企业用交联聚乙烯绝缘中压电缆的温度潜力和结构的改造电线电缆,王伟】〕绝缘电缆过载能力分析电缆与附件应用,伪为一热塑聚乙烯和交联聚乙烯绝缘屏蔽电缆技术条件第版,枣,,一,五邓、”℃曲】叩企昭海外汇打汁为送电用份一庄内技术动向,电气学会技术第号,印,下转第页朽以年月第卷第期电力设备目‘赴弃多】一调容式有动跟踪消弧线圈间成,额定寿命万次,具有极高的可靠性。基本原理根据系统最大运行方式或今后电网发展情况及相应的电压等级来确定消弧线圈的额定容量以过补为原则,即可确定消弧线圈在接地情况下提供的电感电流。再利用消弧线圈的特点增加二次电容负荷线圈,根据变压器阻抗变换原理,通过消弧线圈二次侧并接的若干组真空开关或晶闸管通断的组合来调节二次电容的容抗值,由折算到一次侧的容抗产生可调的容性电流,由于该容性电流与消弧线圈电感电流相位相反,呈相减关系。尽管消弧线圈电感电流不变和系统电容电流暂时不变,通过调节消弧线圈二次容抗的大小可方便地控制接地点的接地电流大小,即残流大小,以达到消弧抑制过电压的目的。特点具有毫秒级的响应速度,共。调节范围宽一,调节精度高,残流蕊。如采用组真空开关其组合数可达种,若总电流为,电流级差按计算,其电流调节范围为,调节范围若电流级差取,电流调节范围为,同样总电流为,其调节范围为,远远高于国标,这也意味着残流可控制在以内这比以往调匝式档、巧档消弧线圈优越。补偿方式灵活。可预调可接地后调节,可采用过补、欠补和全补任选。可靠性高,成本低。由于一次设备减少,如省去高压有载多档调节开关,使一次接线设备更简化。抗干扰能力强。调节采用交流电压,控制简单,减少了闭锁系统。测量信号采用屏蔽、滤波、光、磁隔离,开关量采用光祸合,模拟量采用磁祸合。系统位移电压很低。正常情况下,远离谐振点,避免了调匝式、调气隙等方式始终处于谐振边缘,系统位移电压高的缺点。寿命长。电容器选用薄膜自愈型电容,额定工作电压以〕,其内部或外部装有限流线圈,以限制合闸瞬间的浪涌电流。调节开关为一型真空接触器,额定工作电压为,额定工作电流为,最高操作频率可达刃次,开合时间共,调档时控制装置成套设备核心部件微机控制器采用一工控机微处理器为或芯片和微处理器构成双结构,犯点大屏幕液晶显示器,全汉化显示,英寸软驱,、双串口,标准打印机接口,并配有后台机记录分析整理软件,功能强大。双相互监视、启动,具有极高的可靠性。成套装置技术指标适用电压等级,,电容电流测量误差不大于电容电流测量周期调档时间不大于预调谐跟踪响应时间不大于选线延时时间残流增量法不大于调谐方式预调谐方式带电阻箱选线方法残流增量法有功功率法选线路数不大于路跳闸功能不大于路需加装跳闸控制箱二次回路工作电源交流,,一路直流,一路控制器接地信息记忆次数次控制器调档信息记忆容量个月控制器报警输出接点容量直流,控制器电压回路输人范围一控制器电压回路输入阻抗控制器零序电流回路一输人范围一一次值配用刀系列零序控制器。回路输入范围一次值一邯郑市旭辉电力自动化设备有限公司上接第页切,,洲〕,记,瑙司即砂