時(shí)間：2023-07-11 09:20:58
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中圖分類號(hào)：TM246 文章編號(hào)：1009-2374（2016）20-0072-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.035
進(jìn)入21世紀(jì)后，全球經(jīng)濟(jì)和科技都得到了飛速發(fā)展，并且隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，新能源的應(yīng)用得到了進(jìn)一步推廣。目前，聯(lián)網(wǎng)和供電是人們生活中不可或缺的兩部分，而聯(lián)網(wǎng)與供電二者在具體實(shí)施過程中，都需要以電纜作為載體。同時(shí)，電纜具有占地面積小、可靠性高、搭設(shè)簡(jiǎn)單、信息傳輸快等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因此在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用電纜過程中，要做好電氣參數(shù)計(jì)算與分析，這對(duì)電纜的應(yīng)用有著重要影響。
1 各種電纜電氣參數(shù)算法介紹
1.1 方法一
對(duì)電纜在應(yīng)用過程中，利用多導(dǎo)體對(duì)構(gòu)建電纜的電路模型進(jìn)行科學(xué)分析，如果在電纜的實(shí)際應(yīng)用過程中，沒有鎧裝層存在，那么在實(shí)際操作中，本應(yīng)當(dāng)由3根單芯電纜所構(gòu)成的輸電線路，則會(huì)包含6根導(dǎo)體以及與大體進(jìn)行連接。需要注意的是，這6根導(dǎo)致相互之間要保護(hù)平行，同時(shí)每根導(dǎo)體要與地面保持平行。阻抗矩陣型的計(jì)算原理如下：如果在分析過程中dij≤0.135DcA，在具體計(jì)算過程中則可以對(duì)Carson-Clem公式進(jìn)行應(yīng)用，彎沉對(duì)電纜阻抗矩陣的計(jì)算，單位為Ω/km。
在式（1）和式（2）中，ri表示的為單位導(dǎo)體內(nèi)電阻值的大小，在具體計(jì)算過程中，需要對(duì)鄰近效應(yīng)和集膚效應(yīng)進(jìn)行充分考慮，如果再對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行分割處理，那么在具體操作過程中，如果對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行上漆處理，可以有效地降低各種效應(yīng)的發(fā)生情況。通常來說，在上述公式中的DCA=660，這也被稱“Carson深度”，而在這個(gè)小公式中，表示土壤的電阻率的，單位為Ω?m；表示頻率，單位為Hz；dij表示兩個(gè)相鄰導(dǎo)體之間的距離，單位為m。
1.2 方法二
電纜電氣參數(shù)的計(jì)算也可以通過Matlab中的power cableparam功能完成，通過相關(guān)圖形用戶界輸入相應(yīng)的參數(shù)，從而獲得電纜的ELC矩陣。下面針對(duì)power cableparam電纜參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行重點(diǎn)介紹：
在式（3）中，RC（dc）表示通過導(dǎo)體的直流電阻；RC（E）表示導(dǎo)體的大地的回流電阻值，通過實(shí)際測(cè)量可知，該數(shù)值的大小為π2×104f，單位為Ω/km；
k1=0.0529f/（3.048×60），表示頻率因數(shù)，單位為Ω/km；De=1650為導(dǎo)體是等效大體回路的距離，單位為m；GMR表示導(dǎo)體的幾何半徑大小，單位為m。
在計(jì)算過程中線芯之間的阻抗計(jì)算如式（4）所示：
式（4）中的GMD表示相鄰導(dǎo)體之間幾何的平均距離，其中n表示所有導(dǎo)體間距的總數(shù)，通常來說，并不需要利用此公式完成對(duì)GMD的計(jì)算，而是作為輸入?yún)?shù)直接獲取。
護(hù)套自阻抗的計(jì)算通過式（5）完成：
在式（5）中，Dn表示內(nèi)絕緣層和相導(dǎo)體平均半徑之間的距離大小，單位為m。
護(hù)套間與線芯之間的電阻為：CCS=。在上述公式中，假定是XLPE絕緣層，εCS表示內(nèi)絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)；dia、doa分別表示內(nèi)絕緣層和外絕緣層半徑的大小，單位為m。
1.3 方法三
交流電阻計(jì)算，在電纜中導(dǎo)體與護(hù)套之間電阻的計(jì)算應(yīng)當(dāng)依據(jù)式（6）進(jìn)行計(jì)算。
在式（6）中，R（ac）以及R（dc）表示的為電纜導(dǎo)體，后者為護(hù)套中的交流電或直流電，電阻值的大小，單位為Ω。在具體計(jì)算過程中，對(duì)于三芯、雙芯、單芯不同類型的電纜來說，y值都應(yīng)當(dāng)取1。如果電纜屬于管道類型，y的取值將會(huì)有所變化，通常應(yīng)當(dāng)為標(biāo)準(zhǔn)取值的1.5倍，因?yàn)槌Ｒ?guī)取值為1，因此在管道電纜中，y的取值應(yīng)當(dāng)為1.5。在式（6）中，ks表示集膚效應(yīng)系數(shù)，而kp表示相鄰近效應(yīng)系數(shù)。在具體計(jì)算過程中，電路中直流電阻的計(jì)算如式（7）所示：
在式（7）中，ρ表示整條電力電阻率的大小，單位為Ω?m；A表示電纜導(dǎo)體標(biāo)截面面積的大小，單位為m2；θ表示電纜運(yùn)行過程中，電纜的溫度，單位為℃。
2 三種方法的計(jì)算結(jié)果與對(duì)比
對(duì)電纜電氣參數(shù)的三種計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，下面采用不同方法進(jìn)行計(jì)算，獲取的電感、電阻、電容部分參數(shù)，在具體操作過程中，電纜的排列方式的種類有很多，主要針對(duì)帶鎧裝電纜和不帶鎧裝電纜兩種情況進(jìn)行下，1根三芯電纜或3根單芯電纜程等邊三角形的排列的情況機(jī)型對(duì)比分析。
2.1 沒有鎧裝層電纜
沒有鎧裝層電纜呈等邊三角形排列時(shí)，3根電纜之間距離完全相同，表1為3種不同計(jì)算方法下，得到的電阻矩陣中的部分參數(shù)；表2中表示的則為電感矩陣中的部分參數(shù)，在表中，C表示導(dǎo)體，S表示護(hù)套，下腳標(biāo)表示導(dǎo)體的具體編號(hào)，例如S2C1表示為2號(hào)電纜的護(hù)套與1號(hào)電纜導(dǎo)體之間的互電感或互電阻。電纜電容的矩陣參數(shù)詳細(xì)信息如表3所示：
通過表1、表2、表3將各項(xiàng)參數(shù)輸入，然后依據(jù)阻抗推導(dǎo)公式，對(duì)沒有鎧裝的等邊三角形序列的阻抗進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算結(jié)果可知，正序阻抗和負(fù)序阻抗兩者的數(shù)值相等，并且在正序電感和零序電感達(dá)到一定頻率后，兩者的數(shù)值趨近相等，但是如果在具體電纜鋪設(shè)過程中，電纜為平鋪，正序電感和零序電感的頻率范圍將會(huì)存在較大差距。
2.2 鎧裝電纜
在對(duì)鎧裝電纜進(jìn)行分析時(shí)，假設(shè)鎧裝層的材料為鋁，開組層的內(nèi)徑大小為0.0689m，外徑的大小為0.07988m，電阻率的大小為3×10-8m，對(duì)電纜的橫截面積進(jìn)行量測(cè)，通過量測(cè)得到電纜橫截面積大小為0.0028m2，電纜的相對(duì)磁導(dǎo)率大小為1.5，電纜外層的橡膠互層的厚度為0.003m，相對(duì)介質(zhì)常數(shù)大小為2.5。其余參數(shù)，例如護(hù)套、線芯等，都與沒有鎧裝電纜的參數(shù)相同。表4、表5分別對(duì)比了方法二和方法三兩種計(jì)算方法所獲得的電阻、電容參數(shù)，這主要因?yàn)閜ower cablepram算法不能用于對(duì)沒有鎧裝電纜參數(shù)的計(jì)算。
3 結(jié)語
綜上所述，電纜電氣參數(shù)計(jì)算過程中可以采用不同的方法進(jìn)行，不同的計(jì)算方法取得的效果不同。本文主要分析了三種不同的計(jì)算方法，從電纜電氣參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和便捷性來看，在計(jì)算中應(yīng)用方法一是最佳選擇。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)： TN911⁃34； TM247文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1004⁃373X（2014）08⁃0009⁃03
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
隨著交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電力電纜在配電網(wǎng)中使用量的逐年增加，相應(yīng)的診斷維護(hù)工作也越來越重要。線芯溫度作為XLPE電纜的一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)，是判斷電纜運(yùn)行狀態(tài)及其實(shí)際載流量的重要依據(jù)[1]：正常運(yùn)行時(shí)，電纜的線芯溫度不超過交聯(lián)聚乙烯的最高工作溫度（[≤]90 ℃）；一旦過負(fù)荷，電纜線芯溫度將急劇上升，從而加速絕緣老化甚至擊穿。要準(zhǔn)確掌握電纜的真實(shí)載流量也需要先計(jì)算電纜的線芯溫度從而間接判斷負(fù)載電流是否超過最大允許載流量。因此，從安全運(yùn)行和電力系統(tǒng)調(diào)度的角度出發(fā)，都需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)XLPE電纜的線芯溫度。實(shí)際工程中直接測(cè)量XLPE電纜的線芯溫度難以實(shí)現(xiàn)，需要建立合適的電纜熱路模型并由外部溫度推算求得線芯溫度[2]。隨著分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）的發(fā)展與推廣，已有在高壓XLPE電纜線路上應(yīng)用光纖測(cè)溫系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電纜護(hù)套溫度的實(shí)例[3⁃4]，這無疑為計(jì)算電纜線芯溫度，掌握電纜運(yùn)行狀態(tài)及其真實(shí)載流量創(chuàng)造了有利條件。
筆者以單芯XLPE電纜為研究對(duì)象，根據(jù)配電電纜敷設(shè)距離短的特點(diǎn)，采用集中參數(shù)法建立其穩(wěn)態(tài)等效熱路模型，并推導(dǎo)出線芯溫度計(jì)算公式。同時(shí)對(duì)考慮暫態(tài)過程的電纜線芯溫度計(jì)算方法進(jìn)行討論，為電纜運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)提供參考。
1電纜穩(wěn)態(tài)線芯溫度計(jì)算方法
所謂電纜穩(wěn)態(tài)線芯溫度即引起電纜溫度變化的各種因素都已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)且不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)的電纜導(dǎo)體溫度，此時(shí)不需考慮引起電纜各部分材料溫度變化時(shí)產(chǎn)生的放、吸熱過程。
1.1 線芯溫度計(jì)算模型及方法
單芯XLPE電纜的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 單芯XLPE電纜典型結(jié)構(gòu)
由圖1可知，單芯XLPE電纜可分為導(dǎo)體、絕緣及內(nèi)外屏蔽層、墊層、氣隙層、金屬護(hù)套層、外護(hù)層6層結(jié)構(gòu)。建立電纜熱路模型時(shí)，一般將各層熱阻作分布式參數(shù)考慮，然后根據(jù)電纜熱流場(chǎng)的歐姆定律來求解線芯溫度[5]，這樣便會(huì)給線芯溫度的分析和計(jì)算帶來較大困難。由于城市配電電纜的敷設(shè)距離較短，一般不超過3 km，因此可以運(yùn)用集中參數(shù)法來表征XLPE電纜的熱路模型，即將電纜以其幾何中心為圓心，把絕緣及內(nèi)外屏蔽層、墊層和氣隙層、金屬護(hù)套層和外護(hù)層分別用集中參數(shù)表示，這樣便簡(jiǎn)化了電纜熱路模型。集中參數(shù)法[6]的應(yīng)用范圍廣泛，可以很好地描述配電電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)、敷設(shè)條件、表面溫度與線芯溫度之間的換算關(guān)系。單芯XLPE電纜的集中參數(shù)等效熱路模型如圖2所示。
圖2 單芯XLPE電纜等效熱路模型
圖2中：Tc為XLPE電纜線芯溫度；Te為環(huán)境溫度；T0為外護(hù)套溫度；T1~T4分別為絕緣層（含內(nèi)外屏蔽層）熱阻、內(nèi)墊層（含氣隙）熱阻、外護(hù)層（含金屬護(hù)套）熱阻、外界媒介（外部熱源至電纜表面）熱阻；Wd和Wc分別表示電纜單位長(zhǎng)度的介質(zhì)損耗和線芯損耗；λ1，λ2分別為金屬護(hù)套和線芯損耗之比、鎧裝損耗與線芯損耗之比。
在已知XLPE電纜外護(hù)套溫度與負(fù)載電流的情況下，根據(jù)集中參數(shù)熱路等效模型可以推得線芯溫度的計(jì)算公式為：
[Tc=T0+WcT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3+Wd(0.5T1+T2+T3)]（1）
式中線芯損耗Wc和電纜導(dǎo)體交流電阻R相關(guān)，而R與線芯溫度Tc有關(guān)，因此須由式（1）解出Tc來進(jìn)行計(jì)算。
在已知線芯最高工作溫度Tcmax的情況下[7]，可由式（1）推導(dǎo)出電纜的長(zhǎng)期運(yùn)行載流量Ia：
[Ia=（Tcmax-T0）-Wd（0.5T1+T2+T3）RT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3] （2）
利用式（2）即可完成電纜載流能力的計(jì)算與預(yù)測(cè)。
1.2誤差分析
在影響電纜溫度變化因素不發(fā)生改變的情況下，上述計(jì)算方法計(jì)算出的電纜線芯溫度與載流量誤差主要取決于式（1）中各參數(shù)的精度。
式（1）中電纜外護(hù)套溫度T0由測(cè)溫裝置測(cè)得，測(cè)量結(jié)果易受外界環(huán)境影響；各集中參數(shù)等效層熱阻T與電纜各層熱阻系數(shù)聯(lián)系緊密，特別是墊層的厚度，需要充分考慮并選取合適的數(shù)值；導(dǎo)體損耗Wc=I2R，其中I為電纜負(fù)載電流，可準(zhǔn)確測(cè)得，導(dǎo)體交流電阻R會(huì)隨溫度發(fā)生變化，應(yīng)注意鄰近效應(yīng)和集膚效應(yīng)的影響；介質(zhì)損耗Wd相比于Wc相差3個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因此其取值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較??；金屬護(hù)套和鎧裝損耗因數(shù)λ1，λ2與敷設(shè)方式有關(guān)，常采用IEC60287標(biāo)準(zhǔn)[8]中的相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算。
由上述分析可知，XLPE電纜的結(jié)構(gòu)、敷設(shè)參數(shù)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)量（負(fù)載電流、外護(hù)套溫度）對(duì)結(jié)果均有較大影響，設(shè)值時(shí)應(yīng)盡量接近實(shí)際值。
2實(shí)驗(yàn)分析
為驗(yàn)證該計(jì)算模型與方法的有效性，應(yīng)用C#程序編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)一條長(zhǎng)為400 m的110 kV XLPE電纜進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)行。表1為電纜處于穩(wěn)態(tài)時(shí)線芯溫度與計(jì)算溫度對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表2為載流量計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比。
表1 線芯溫度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比
表2 載流量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比
從表1和表2可以看出，運(yùn)用此種線芯溫度計(jì)算方法時(shí)，線芯溫度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值在90 ℃以下時(shí)最大誤差不超過±3 ℃，電纜載流量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間誤差最大不超過3%，因此具有較高的精度。
3考慮暫態(tài)過程的電纜線芯溫度計(jì)算
雖然上述計(jì)算方法精度較高，但其只能用于計(jì)算穩(wěn)態(tài)下的電纜線芯溫度與載流量，實(shí)際中電纜負(fù)載會(huì)隨時(shí)間變化，特別是城市配電網(wǎng)的電纜線路，日負(fù)荷的變化很大，因而電纜外部熱源的溫度變化也很大[9]，所以大多數(shù)情況下需要考慮電纜線芯溫度的暫態(tài)變化過程。
考慮暫態(tài)過程的電纜線芯溫度計(jì)算非常復(fù)雜，電纜的等效熱路模型中必須考慮電纜結(jié)構(gòu)材料中熱容的影響，式（1）中的介質(zhì)損耗Wd和線芯損耗Wc也將變?yōu)闀r(shí)間函數(shù)，從而給計(jì)算帶來很大困難。文獻(xiàn)[9]根據(jù)電纜等效熱路與電路在數(shù)學(xué)上的相似性，運(yùn)用節(jié)點(diǎn)電壓法先求解電纜穩(wěn)態(tài)線芯溫度，并在此基礎(chǔ)上提出了電纜暫態(tài)線芯溫度計(jì)算公式：
[T(t)=eAt+eAt0teAtEBQ(τ)dτ]（3）
式中A，B，T，Q都是影響電纜線芯溫度變化的外部因素的矩陣形式，而且它們都是隨時(shí)間變化的函數(shù)。文獻(xiàn)[10]在得到電纜外皮溫度的基礎(chǔ)上，以“只考慮負(fù)載電流變化和只考慮表皮溫度變化”兩種情況進(jìn)行電纜線芯暫態(tài)溫度的公式遞推，進(jìn)而推導(dǎo)出XLPE電纜線芯暫態(tài)溫度的完整疊加式：
[θcx=θw0+Δθc1n+Δθc2n+θcd]（4）
式中：θcx表示運(yùn)行x個(gè)小時(shí)后的電纜線芯溫度；θw0為初始測(cè)量時(shí)刻的電纜表皮溫度；Δθc1n表示電纜運(yùn)行n小時(shí)后（n[≤]x）的線芯溫升；Δθc2n表示電纜運(yùn)行n小時(shí)后（n[≤]x）的外護(hù)套溫升；θcd為絕緣損耗引起的導(dǎo)體溫升，可以看出電纜的暫態(tài)線芯溫度為各個(gè)溫升的疊加。文獻(xiàn)[11]在完整演算電纜暫態(tài)熱路模型的基礎(chǔ)上，以“電纜表皮為等溫面、絕緣層與導(dǎo)體具有相同熱阻系數(shù)、僅考慮導(dǎo)體損耗和絕緣層損耗”三個(gè)假設(shè)條件對(duì)熱路模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并通過實(shí)驗(yàn)和誤差分析驗(yàn)證了簡(jiǎn)化模型的有效性，簡(jiǎn)化后的模型將大大減少計(jì)算量。文獻(xiàn)[12]則提出了基于電纜實(shí)際負(fù)載電流和表面溫度的拉普拉斯動(dòng)態(tài)熱路模型，并通過實(shí)驗(yàn)研究和誤差分析驗(yàn)證了該模型可滿足電纜線芯溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。從文獻(xiàn)[9⁃12]可以看出，計(jì)算電纜暫態(tài)線芯溫度是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，但不管應(yīng)用何種方法，都必須在得到電纜材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)以及電纜外護(hù)套溫度或電纜的穩(wěn)態(tài)線芯溫度的情況下，通過不同理論和方法進(jìn)行電纜暫態(tài)線芯溫度計(jì)算公式的遞推和推導(dǎo)。
4結(jié)語
為了掌握XLPE電纜的運(yùn)行狀態(tài)及其真實(shí)載流量，根據(jù)配電電纜的敷設(shè)特點(diǎn)分析了其暫態(tài)線芯溫度計(jì)算公式，驗(yàn)證了計(jì)算方法的有效性，并對(duì)考慮暫態(tài)過程的電纜線芯溫度計(jì)算方法進(jìn)行了討論，得到如下結(jié)論：
（1） 運(yùn)用集中參數(shù)法表征配電電纜的穩(wěn)態(tài)熱路模型貼合實(shí)際，推導(dǎo)出的計(jì)算公式只需在監(jiān)測(cè)到電纜表面溫度的情況下就可反推求得電纜線芯溫度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明此種計(jì)算方法具有較高的精度。
（2） 電纜暫態(tài)線芯溫度的計(jì)算非常復(fù)雜，且必須在得到電纜材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)以及電纜外護(hù)套溫度或者電纜穩(wěn)態(tài)線芯溫度的情況下，通過不同理論方法進(jìn)行暫態(tài)線芯溫度計(jì)算公式的分析。
值得一提的是，XLPE電纜發(fā)生絕緣故障后通常會(huì)在故障部位伴隨有溫度異常升高的現(xiàn)象發(fā)生，因此已有相關(guān)學(xué)者[13]將電纜溫度在線監(jiān)測(cè)與絕緣監(jiān)測(cè)聯(lián)系起來，并試圖通過試驗(yàn)說明兩者之間的關(guān)系。這表明隨著電纜測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，也將為電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)提供了一種新的思路和方法。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2012）1210190-02
安全是社會(huì)首選的主題，特別強(qiáng)調(diào)“總書記在“十”報(bào)告中，把“確保食品、藥品等安全”作為“加快推進(jìn)以改善民生為重點(diǎn)的社會(huì)建設(shè)”的一項(xiàng)重要內(nèi)容使我們深受鼓舞，更加堅(jiān)定了立足本職崗位和全力維護(hù)人民群眾的利益及確實(shí)做好本職工作的決心。我所從事的職業(yè)是電力方面的工作，大家都懂得，“電”自產(chǎn)生起就為人類的生活創(chuàng)造了極大的方便條件，同時(shí)也有不利的隱患，如何避免不利的隱患也是新時(shí)期電力工作重點(diǎn)。
1 電力電纜接地的利與避
1.1 電纜接地的有用性
為防止人身受到電擊事故和意外電力事故的產(chǎn)生，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，保護(hù)線路和設(shè)備免遭損壞，同時(shí)還可防止電氣火災(zāi)，防止雷擊和靜電危害等。電纜金屬護(hù)套或屏蔽的接地的作用有：① 電纜線芯對(duì)屏蔽和金屬護(hù)套的電容電流有一回路流入大地，形成安全回流，避免了電擊事故產(chǎn)生；② 當(dāng)電纜對(duì)金屬護(hù)套或屏蔽發(fā)生短路、或出現(xiàn)意外時(shí)，所造成的短路電流可直接流入地下，也避免了電擊事故產(chǎn)生；③ 當(dāng)因以外事情造成的電纜線芯絕緣損傷后，所發(fā)生相間短路發(fā)展至接地故障時(shí)，故障電流通過接地線也流入大地中，也完全避免了電擊事故產(chǎn)生；④ 電纜在輸電過程中存在不平衡電流所引起的感應(yīng)電壓、通過地線與大地形成短路，這也防止電纜對(duì)接地支架存在電位差而放電閃絡(luò)所造成的電擊事故；⑤ 因科技發(fā)展，線電交叉扯拉經(jīng)常發(fā)生，電纜直接接地可以避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)也避免了線路的有一次交叉，可以盡量避免因回路漏電產(chǎn)生事故。
現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，大量使用的交聯(lián)電纜中，大都使用的電纜屬分相屏蔽電纜，屏蔽層又分為金屬（銅帶）層和半導(dǎo)電層。半導(dǎo)電層中含有膠質(zhì)碳，它們都能起到均勻電場(chǎng)的作用；同時(shí)碳層又能吸收電纜本體內(nèi)細(xì)小間隙中，因空氣電離所產(chǎn)生的敗壞物質(zhì)等，均勻電場(chǎng)內(nèi)，用以保護(hù)電纜絕緣。而金屬屏蔽層的作用是：首先其可以保持零電位，使纜芯之間沒有電位差或避免產(chǎn)生電位差；其次是在短路時(shí)電纜承載短路電流，以免因短路引起電纜溫升過高而損壞的絕緣層，同時(shí)屏蔽層也可以防止周圍外界強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)電纜內(nèi)，傳輸電流的干擾；再次屏蔽層可以安全有效地將電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)限制在屏蔽層內(nèi)部，同時(shí)由于屏蔽層接地，外部不存在電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)，不會(huì)對(duì)周圍的弱電線路及其儀表，產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)干擾或危及人身安全的強(qiáng)電場(chǎng)與電波。還有配電系統(tǒng)中電源電纜的起始端與發(fā)電廠的接地電纜網(wǎng)接通，末端與變電所接地網(wǎng)連通；變電所饋出電纜接地與各用戶連通；低壓電纜線與電纜鎧甲接地后可與高壓電纜接地等電位；大用戶的電源電纜接通了獨(dú)立的電源。這樣，高低壓電纜接地線的互相聯(lián)結(jié)，與接地網(wǎng)連在一起。所以，電纜接地就成了接地系統(tǒng)總體的重要組成部分，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行有重要保護(hù)作用。
1.2 電力電纜接地易發(fā)生的問題
該問題主要表現(xiàn)在低中壓電力電纜方面和高壓電力電纜兩個(gè)方面。首先談低中壓電力電纜方面的問題總結(jié)近幾年在電力工作經(jīng)驗(yàn)，低中壓電力電纜接地易發(fā)生的的問題有以下幾個(gè)方面：① 低壓電纜接地不良或不規(guī)范，工藝要求不規(guī)范等。造成低壓電纜的鎧甲接地只采用數(shù)股銅線在鋼鎧上綁扎幾圈，而后普遍用塑料帶將端頭包扎成型后，再引出接地線?；蜻€有些電氣裝置沒有接地的母線與零線、地線與盤箱柜的金屬部分連接不規(guī)范，低壓電纜的心線也不壓接接線端子，甚至更有甚者將電源電纜的心線與負(fù)荷的零線或地線用綁線扎在一起，形成了不規(guī)范的“雞爪連接”的不可靠連接方式。在制作低壓電纜中間接頭時(shí)，對(duì)相線連接質(zhì)量比較重視；對(duì)于電纜心線的連接，便不夠重視；從而對(duì)于電纜鎧甲的連接質(zhì)量差，易發(fā)生事故等問題。② 低壓電纜接地線斷不規(guī)范。由于過去采用低壓電網(wǎng)用的是三相四線制供電方式，與之相應(yīng)的四芯電纜的中性線除作為中性線要通過三相不平衡電流外，還要作為保護(hù)的接地線，成為電纜的斷零線。低壓電纜斷零原因主要有：第一中性線截面過小。過去有一錯(cuò)誤觀念是低壓電纜的斷零線截面可小于相線，只需通過三相不平衡電流，其電壓值較小，常將斷零線截面取為相線截面的1/2或1/3。殊不知斷零線在電纜線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，還要通過短路電流，必須具備短路電流熱效應(yīng)的線，才能承受能這種力， 否則極易發(fā)熱嚴(yán)重或燒斷線芯，形成故障。第二低壓電纜線因年久失修，腐蝕斷線。以前的接地裝置，大都采用圓鋼、扁鋼、角鋼或鋼管等碳素鋼材。因腐蝕氧化嚴(yán)重，經(jīng)數(shù)年后不是斷線，就是接地電阻變高而形成故障。
下面介紹高壓電力電纜易發(fā)生的事故原因：1）是高壓電纜接地不良，形成電力電纜事故。高壓電纜接地問題較為復(fù)雜，接地不良因素頗多，主要表現(xiàn)為：① 接地線焊接不牢。高壓電纜接頭制作工藝簡(jiǎn)單，方便安裝施工，因此而使一些單位員工忽視了接頭制作質(zhì)量，對(duì)接地線焊接更不重視，導(dǎo)致事故因素。② 銅帶屏蔽層過流能力較弱。采用銅帶屏蔽電纜的銅帶厚度至少應(yīng)為0.12mm（單芯線）和0.1mm（三芯線），規(guī)定在電纜制造時(shí)，要求銅帶連接應(yīng)熔焊或銅焊，但因我們?cè)陔娎|施工中發(fā)現(xiàn)一些公司生產(chǎn)的電纜采用錫焊，更有甚者采用搭接后包以塑料自粘帶加以應(yīng)付。目前我國電纜制造行業(yè)對(duì)中低壓電纜金屬屏蔽層截面計(jì)算方法，沒有考慮銅帶搭接后引起的接觸不良情況情況，這種計(jì)算方法對(duì)于新生產(chǎn)的電纜比較適合；但在運(yùn)行或存放一定時(shí)間后會(huì)由于銅帶松動(dòng)、氧化等原因，使搭接處電阻增大或接觸不良。易造成短路電流不是按軸向流動(dòng)，而是沿螺旋方向流動(dòng)，此時(shí)，屏蔽層的電阻主要取決于銅帶厚度和總長(zhǎng)度。這些因素都會(huì)造成接地不良現(xiàn)象。③ 接地線接觸不良。近年來電纜線及其附件已形成配套供應(yīng)，廠家為了降低成本，附件配套接地線的長(zhǎng)度只有500mm左右，作完電纜頭后所剩很短，只能就近接地，多數(shù)是接在電纜卡具的固定螺栓上，由于油漆和銹蝕等影響，也會(huì)產(chǎn)生接地端子接地不良的現(xiàn)象。2）高壓電纜接地?cái)嗑€，形成電力電纜事故。其主要形成的原因有以下幾點(diǎn)：首先是銅帶屏蔽層意外損傷或斷裂，造成電力電纜的事故。其次是電力電纜本身接觸不良，大電流沖擊的燒斷，造成電力電纜的事故。再次是電力電纜接地線焊接、綁扎不牢，或端頭固定時(shí)接地線受力后與電纜屏蔽層脫離，造成電力電纜的事故。還有是電力電纜的接頭處進(jìn)水、進(jìn)潮、腐蝕、電解造成斷裂等因素，電力電纜事故。最后是高壓電纜因客關(guān)因素?zé)o法接地等現(xiàn)象。如在一些特殊環(huán)境，如城市街道、礦山、井下、還有城市供電的箱式變電所等處，由于條件等的限制，只能借助高低壓電纜的屏蔽層、護(hù)套及低壓電纜的零線形成復(fù)合的接地網(wǎng)。這樣就會(huì)形成高壓電纜金屬屏蔽層斷裂或接地線脫離，易造成高壓電纜無接地，從而形成電力電纜的事故。
2 電力電纜裝置時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
我們知到，在現(xiàn)代生活中，電力電纜裝置絕大部分是隱蔽性的，其運(yùn)行管理工作有其很強(qiáng)的特殊性和專業(yè)性。電纜接地質(zhì)量好與壞，直接關(guān)系到人身安全、電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、終端的使用狀況等。部分電纜施工安裝人員和運(yùn)行管理人員對(duì)電纜接地的重要性缺乏足夠的重視。所以加強(qiáng)學(xué)習(xí)、提高素質(zhì)、提高認(rèn)識(shí)，掌握或防范接地不良故障的有效方法，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
1）首先要正確選用電纜質(zhì)量。隨著市政建設(shè)的大力發(fā)展，各種樓房高層、超高層建筑的崛起，單相用電設(shè)備的大量增加，電網(wǎng)中有相當(dāng)多的電氣設(shè)備不斷增加，所以經(jīng)常出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象等，電能在運(yùn)行中會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生諧波擾動(dòng)，造成三次諧波的存在。一般負(fù)荷三相電流相等時(shí)，其基礎(chǔ)波相位角互差不會(huì)超120度，它在中性線上的矢量和為零。但是各相的三次及其倍數(shù)諧波在中性線上卻處于同一相位，它們的波，不是互相抵消，而是互相疊加。當(dāng)諧波電流含量大或超載時(shí)，中性線電流可能等于甚至超過相線電流。由此而引起的電氣火災(zāi)等隱患，所以為保證供電更安全、更可靠，無論是高壓電纜還是低壓電纜，無論用于何種場(chǎng)所，均應(yīng)注重對(duì)電纜質(zhì)量的選擇或電纜均應(yīng)有鎧甲或屏蔽為好。
2）保證電纜的接地線截面與其交聯(lián)電纜接頭在制作中，銅屏蔽層、鎧甲層等應(yīng)分別連接不得中斷或兩者間不加絕緣分隔層出現(xiàn)。也就是說無論何種電纜，接地線連接必須安全可靠，杜絕出現(xiàn)斷線或接觸不良，導(dǎo)致防護(hù)層擊穿放電引發(fā)火災(zāi)等現(xiàn)象。
3）必須作好進(jìn)戶電纜防雷保護(hù)、塔燈照明、微波站和計(jì)算機(jī)房電源電纜等遠(yuǎn)程條件的設(shè)置等工作，確保讓百姓使、用的安全、放心。
4）健全建立電纜運(yùn)行狀況制度和接地問題的相關(guān)措施，制定反事故先觀措施。確保電力電纜安全運(yùn)行。
3 結(jié)束語
安全是現(xiàn)代社會(huì)的主題，企業(yè)的安全管理是企業(yè)一切工作的基本保障。作好人員管理、現(xiàn)場(chǎng)管理也是為企業(yè)順暢發(fā)展、安全管理提供基礎(chǔ)保障。
中圖分類號(hào)：TM406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0118-01
電網(wǎng)改造過程中，高壓電氣設(shè)備廣泛使用，交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法，也是判斷電氣設(shè)備能否投運(yùn)以避免發(fā)生絕緣事故最有效最主要的手段。
1 變頻串聯(lián)諧振
1.1 工作原理
變頻串聯(lián)諧振原理是應(yīng)用LC串聯(lián)諧振產(chǎn)生交流高壓電源來進(jìn)行工作。變頻串聯(lián)諧振全套設(shè)備主要由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、諧振電抗器、高壓分壓器和補(bǔ)償電容器五部分組成。
1.2 裝置配置的計(jì)算方法
實(shí)際使用時(shí)，裝置配置主要取決于以下幾個(gè)方面：①電纜的最高試驗(yàn)電壓Us。②電纜的最大和最小等效電容量Cx。③電纜的試驗(yàn)頻率f。工頻交流范圍：45～65 Hz。④耐壓時(shí)間T。
1.3 電力電纜交流耐壓試驗(yàn)方法
電力電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，被試電纜的其中一相接交流高壓電源，其它兩相接地，電纜另一端三相開路，不能三相并聯(lián)對(duì)地同時(shí)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。
2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
2.1 現(xiàn)場(chǎng)使用方法及具體試驗(yàn)情況
現(xiàn)場(chǎng)使用按以下步驟進(jìn)行：①估算被試電力電纜的等效電容量Cx。②根據(jù)已配電抗器的情況，選擇串并聯(lián)應(yīng)用。根據(jù)公式I≤2 πfCUs以及f==50 Hz計(jì)算可能的回路電流和頻率范圍，并注意電抗器的實(shí)際耐壓情況。③連接線路時(shí)，電抗器串并聯(lián)使用時(shí)應(yīng)注意同名端引線及耐壓等。④確保線路連接好，接通變頻電源的電源開關(guān)。⑤試驗(yàn)完畢后，降壓關(guān)機(jī)，并給電纜放電。
下面舉個(gè)具體現(xiàn)場(chǎng)例子，供大家參考。
線路名稱：豐塬變110 kV豐陜Ⅰ線路。
電纜型號(hào)：YJLW03 64/110 1×400；電纜長(zhǎng)度：120 m
可知：此電纜的等效電容量=0.017 uF，試驗(yàn)電壓=128 kV，試驗(yàn)頻率為30 Hz≤f≤80 Hz，串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)≥30。通過理論計(jì)算裝置的配置參數(shù)如下：試驗(yàn)電源輸出功率P0=，其中Us為電纜試驗(yàn)電壓，Is≈w C0Us，Q為回路的品質(zhì)因數(shù)，根據(jù)此公式，可計(jì)算出變頻電源及勵(lì)磁變壓器需要的最大功率為（按Q=30計(jì)算）：
P080===4.6 kW
P050===2.9 kW
可知驗(yàn)裝置配置清單如下：
①變頻電源：功率10 kW，輸入電壓：AC 380 V，輸出電壓 400 V，一臺(tái)。
②勵(lì)磁變壓器：功率10 kW，輸出電壓：0.6 kV/2 kV/4 kV，一臺(tái)。
③諧振電抗器：耐壓100 kV，電流50 A，電感量50 H，兩臺(tái)。
④高壓分壓器：200 kV分壓器，一臺(tái)。
⑤補(bǔ)償電容器：0.1 uF/100 kV，共兩只。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。
由以上現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著高電壓的上升，由于諧振電抗器電抗量的變化而品質(zhì)因數(shù)Q值的變化（下降），在實(shí)際應(yīng)用中，這種現(xiàn)象是正常的，不用擔(dān)心，這個(gè)問題可以解決，因?yàn)槠焚|(zhì)因數(shù)Q值的變化是由于諧振電抗器電抗量的變化引起，這種變化本身沒法改變磁石，我們只需要將諧振頻率稍微調(diào)高即可。
2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障和原因，以及解決故障
的策略
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種問題，有些問題比較常見和容易處理，比如儀器自身問題、現(xiàn)場(chǎng)接線問題、現(xiàn)場(chǎng)供電問題以及儀器與負(fù)載的匹配問題等。現(xiàn)在要說的是一種特殊情況，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)諧后電壓達(dá)到測(cè)量要求最高值時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓突然降落，這屬于失諧現(xiàn)象，是正常的，因?yàn)楫?dāng)電壓升高后，諧振電抗器的電感量會(huì)發(fā)生變化，諧振頻率跟著變化導(dǎo)致高壓值發(fā)生變化。此時(shí)要想讓高壓值再次達(dá)到測(cè)量要求最高值，只需要重新改變一下諧振頻率即可。一般情況下，這時(shí)頻率稍微增加一點(diǎn)點(diǎn)即可。
3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的兩個(gè)注意事項(xiàng)：①變頻電源輸出任何一端不得接地。②必須保證系統(tǒng)良好的接地。
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一、引言
導(dǎo)線和電力電纜的選擇是電力企業(yè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，由于其是構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備元件，電力輸送只能依靠導(dǎo)線和電力電纜來進(jìn)行。因此，在選擇導(dǎo)線和電力電纜的截面時(shí)，就必須在滿足供電輸送能力的同時(shí)保證供電線路的運(yùn)行安全。此外，導(dǎo)線和電力電纜生產(chǎn)所需的有色金屬是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求量很大的原材料，因此，如何經(jīng)濟(jì)合理地選擇導(dǎo)線和電力電纜的截面，對(duì)節(jié)約有色金屬的使用具有重大的意義。
二、導(dǎo)線和電纜選擇應(yīng)具備的資料
導(dǎo)線和電纜的截面選擇通常是趨向于最小可采用的截面。即減少導(dǎo)線和電纜的初始投資費(fèi)用，這其中并不包括導(dǎo)線電纜的使用壽命等條件。為了選擇合適的導(dǎo)線和電纜的截面，電力企業(yè)就要向電纜生產(chǎn)制造廠提供盡可能多的必要資料。
（一）系統(tǒng)額定電壓
任意兩根導(dǎo)體之間的工作平率電壓的均方根值。
（二）三相系統(tǒng)的最高電壓
在正常的運(yùn)行條件下相間電壓的最高均方根值。
（三）雷電過電壓
（四）系統(tǒng)的運(yùn)行頻率
（五）導(dǎo)線和電纜的接地方式以及在中性點(diǎn)未有效接地的情況下，任意一次接地故障下的最大允許持續(xù)時(shí)間和年總持續(xù)時(shí)間
（六）最大額定電流
導(dǎo)線和電纜連續(xù)運(yùn)行、周期運(yùn)行及緊急運(yùn)行或過載運(yùn)行等情況下的額定電流。
（七）當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，電流的最大持續(xù)時(shí)間
三、導(dǎo)線和電力電纜截面的選擇原則
為了保證供電系統(tǒng)的安全可靠及經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，就必須按照選擇導(dǎo)線和電力電纜截面安全、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行。
（一）發(fā)熱問題
由于電流具有的熱效應(yīng)，因此當(dāng)電流通過量超過導(dǎo)線和電纜的允許電流時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線和電纜發(fā)熱的現(xiàn)象，加速絕緣導(dǎo)線和電纜的絕緣老化。
表1
此外，還會(huì)拉伸導(dǎo)線的距離加大電力電纜對(duì)地及交叉跨越的危險(xiǎn)，甚至出現(xiàn)燒毀導(dǎo)線和電纜的問題，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生。為了保證供電的安全性，在選擇導(dǎo)線和電力電纜截面時(shí)，首先，必須要充分考慮到發(fā)熱的問題。其次，導(dǎo)線和電纜長(zhǎng)期通過的最大恒定的電流不能超過導(dǎo)線和電纜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值，就是要按照導(dǎo)線和電纜的允許通過量來選擇截面。
（二）電壓損失的問題
由于導(dǎo)線和電纜上有電阻和電抗的存在，當(dāng)電流通過導(dǎo)線和電纜時(shí)，通常情況下除產(chǎn)生一定的電能損耗外，還會(huì)產(chǎn)生電壓的損失，從而影響電壓質(zhì)量。電壓損失超過一定范圍后，就會(huì)造成用電設(shè)備的電壓不足，影響用電設(shè)備的正常工作，損害用電設(shè)備。因此，為了保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行，在選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)，首先要考慮導(dǎo)線和電纜上的電壓損失問題。其次，導(dǎo)線和電纜線路的電壓損失不能超過國家相關(guān)規(guī)定，根據(jù)線路允許的電壓損失來選擇導(dǎo)線和電纜截面。
（三）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題
保證經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行主要體現(xiàn)在對(duì)高壓線路和特大電流的低壓線路上，應(yīng)該按照規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線和電纜的截面，使電能損耗降到最低。而對(duì)于長(zhǎng)距離的輸送的電纜來說，應(yīng)該按最佳的經(jīng)濟(jì)截面來選擇電纜的載流量，最大程度上的保證電纜的使用壽命周期。
（四）機(jī)械強(qiáng)度問題
在電力運(yùn)輸?shù)募芸站€路中，為了盡量滿足線路架設(shè)施工時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度以及線路運(yùn)行時(shí)遭受的風(fēng)、雨、氣溫等外力變化的對(duì)線路造成的威脅，就要保證導(dǎo)線和電纜要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保證線路運(yùn)行的安全性。如在10kV線路中最小截面不應(yīng)小于16mm?。如表2所示為最小截面Smin 的值。
表2
（五）熱穩(wěn)定性的問題
為了減少電纜發(fā)生熱穩(wěn)定性故障的機(jī)率，在導(dǎo)線和電纜截面的選擇時(shí)，就要保證導(dǎo)線和電纜在發(fā)生故障時(shí)按照熱穩(wěn)定性校驗(yàn)選擇的截面必須大于熱穩(wěn)定性最小的截面。
四、選擇導(dǎo)線和電力電纜截面的計(jì)算
為了保證輸電線路的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，在選擇導(dǎo)線和電力電纜截面時(shí)，一方面要滿足正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度，另一方面要考慮到正常運(yùn)行時(shí)的電壓損耗、經(jīng)濟(jì)電流密度以及機(jī)械強(qiáng)度等。
（一）按發(fā)熱條件的計(jì)算選擇導(dǎo)線和電纜的截面
當(dāng)電路通過導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電能損耗從而使導(dǎo)線發(fā)熱。當(dāng)導(dǎo)線溫度過高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致絕緣體的損壞，從而引發(fā)事故。因此導(dǎo)線和電纜的發(fā)熱溫度不能超過規(guī)定的允許值，即允許的導(dǎo)線電纜的載流量Iyx不小于通過導(dǎo)線和電纜的最大負(fù)荷電流Ijs，用公式表示為：
Iyx≥Ijs
此外，還要考慮到導(dǎo)線和電纜的電流允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)，因此，當(dāng)架設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線和電纜的允許載流量對(duì)應(yīng)的黃金溫度不同時(shí)，導(dǎo)線和電纜的允許載流量應(yīng)該乘以溫度校正系數(shù)，即：
K=[（tyx-t0'）/（tyx-t0）]b
tyx指導(dǎo)線正常工作時(shí)的最高允許溫度
t0指導(dǎo)線的允許載流量對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度
t0'指導(dǎo)線敷設(shè)地的實(shí)際環(huán)境溫度
而在中性線截面的選擇中，一般在正常情況下，中性線通過的電流都比較小，只是三相平衡電流零序電流，因此在選擇時(shí)中性線截面不得小于相線截面的50%。即：
S0≥0.5Sφ
（二）按經(jīng)濟(jì)電流密度的計(jì)算選擇導(dǎo)線和電纜截面
通常來說，導(dǎo)線和電纜的截面越大，電能的損耗就越小，相對(duì)應(yīng)就是線路投資、后期維修管理費(fèi)用等的增加。因此，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看，導(dǎo)線和電纜就要選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的截面，既要保證電能損耗小，又要保證不過分增加線路投資及后期維修管理費(fèi)用。
表3
如表3所示為導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)密度的關(guān)系，而經(jīng)濟(jì)截面與電流密度的公式為：
Sji=Ijs/jji
Ijs指計(jì)算電流
（三）導(dǎo)線選擇和電纜敷設(shè)地的環(huán)境溫度
目前，通常用的電纜敷設(shè)方式主要有：穿鋼管或塑料管敷設(shè)，直接埋入地下敷設(shè)，敷設(shè)于電纜地溝內(nèi)，敷設(shè)于電纜隧道內(nèi)，沿廠房或土建構(gòu)筑物敷設(shè)。從技術(shù)上來將，敷設(shè)于電纜隧道內(nèi)和敷設(shè)于電纜地溝內(nèi)的方式是最佳的，因?yàn)楸阌陔娎|的施工、維護(hù)及檢修。時(shí)間證明公用隧道的運(yùn)行效果也是最好的，這達(dá)到減少了投資。避免反復(fù)開挖路面，耽誤工期，但是高哦公用隧道的初期投資較大。相對(duì)而言，電纜地溝敷設(shè)和直接埋入地下敷設(shè)是最經(jīng)濟(jì)的方式，但是其不利于電纜的后期維護(hù)和檢修。
表4
無論選擇何種敷設(shè)方式，要保證導(dǎo)線和電纜的運(yùn)行安全就必須要考慮敷設(shè)地的環(huán)境溫度。首先，對(duì)架空輸電線路來說，要計(jì)算出當(dāng)?shù)厥鞘陙淼淖顭嵩路葑罡邭鉁仄骄祷蚴暌陨系目偲骄怠Ｆ浯?，?duì)電力電纜來說，若周圍介質(zhì)為空氣，就要計(jì)算出十年來的晝夜平均空氣溫度中最高的三天及最低的一個(gè)晝夜平均溫度或十年以上的晝夜平均值;若周圍介質(zhì)為土壤，就要計(jì)算出每年最熱月份土壤的全月平均溫度。最后，對(duì)絕緣導(dǎo)線來說，就要計(jì)算出十年來最熱月的晝夜平均空氣溫度及月平均值或十年以上的平均值。表4所示為我國規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度。
五、結(jié)語
導(dǎo)線和電力電纜截面的選擇直接影響了供電網(wǎng)絡(luò)的投資費(fèi)用以及電能損耗的大小。當(dāng)導(dǎo)線和電力電纜的截面選小些時(shí)，可以減少供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資，但是卻會(huì)造成電能損耗的增大;而當(dāng)導(dǎo)線和電力電纜的截面選大些時(shí)，供電網(wǎng)絡(luò)的投資就會(huì)增加，但是電能損耗就會(huì)減少。因此，使供電網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)線和電纜找到一個(gè)最理想的截面使年運(yùn)行費(fèi)用要最小化，就必須按照我國規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電力電纜的截面。
參考文獻(xiàn)
[1]黃恩才.關(guān)于導(dǎo)線和電力電纜截面的選擇計(jì)算[J].林業(yè)科技情報(bào)，2010（03）.
[2]張明金.導(dǎo)線和電纜截面選擇原則的探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007（11）.
簽訂地點(diǎn)：***開發(fā)區(qū)工地現(xiàn)場(chǎng)
買受人：**有限公司簽訂時(shí)間： 2004 年 9 月 24 日
第一條標(biāo)的、數(shù)量、規(guī)格及技術(shù)要求：詳見附件。合同總價(jià)為192.5014 萬元，人民幣金額（大寫）：
壹佰玖拾貳萬伍仟零壹拾肆元整。如供貨過程中數(shù)量型號(hào)發(fā)生變更，貨物的單價(jià)按讓利后總價(jià)同比例下浮。
第二條質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：所供電纜必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，線徑及長(zhǎng)度均不得有負(fù)公差，需提品出廠合格
證和3C 認(rèn)證。
第三條出賣人對(duì)質(zhì)量負(fù)責(zé)的條件及期限：質(zhì)保期為安裝完成驗(yàn)收合格后18 個(gè)月。
第四條包裝標(biāo)準(zhǔn)、包裝物的供應(yīng)與回收：包裝必須確保貨物運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)的完好無損。電纜盤由出賣
人及時(shí)回收，若有丟失買受人概不負(fù)責(zé)。
第五條隨機(jī)的必備品、配件、工具數(shù)量及供應(yīng)辦法：無。
第六條合理損耗標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法：無。
第七條標(biāo)的物所有權(quán)自買受人驗(yàn)收合格后時(shí)起轉(zhuǎn)移， 但買受人未履行支付價(jià)款義務(wù)的，標(biāo)的物
屬于出賣人所有。
第八條交（提）貨方式、地點(diǎn)：按買受人的要求分批運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)。交貨時(shí)間為合同簽訂后10 天。
第九條運(yùn)輸方式及到達(dá)站（港）和費(fèi)用負(fù)擔(dān)：汽車運(yùn)輸，費(fèi)用由出賣人承擔(dān)。
第十條檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、方法、地點(diǎn)及期限：按電纜國家標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及出賣人提供的經(jīng)買受人
確認(rèn)的樣品驗(yàn)收。
第十一條成套設(shè)備的安裝與調(diào)試：無。
第十二條結(jié)算方式、時(shí)間及地點(diǎn)：合同簽訂后，貨物運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)驗(yàn)收合格后付至貨物價(jià)款的60%；
安裝完成、調(diào)試合格、驗(yàn)證文件齊全后付至貨物價(jià)款的90% ；其余10％作為質(zhì)量保證金，在質(zhì)保期滿后
14 天內(nèi)付清（不計(jì)利息）。
第十三條擔(dān)保方式（也可另立擔(dān)保合同）： 無。
第十四條本合同解除的條件：出賣人的供貨質(zhì)量、時(shí)間未按合同約定，買受人有權(quán)解除合同。
第十五條違約責(zé)任：出賣人未按合同約定供貨，買受人在權(quán)對(duì)出賣人進(jìn)行合同總價(jià)1%~5% 的罰款。
買受人未按合同付款，出賣人有權(quán)停止供貨。
第十六條合同爭(zhēng)議的解決方式：本合同在履行過程中發(fā)生的爭(zhēng)議，由雙方當(dāng)事人協(xié)調(diào)解決；也可由
當(dāng)?shù)毓ど绦姓芾聿块T調(diào)解；協(xié)調(diào)或調(diào)解不成的，按下列第（一）種方式解決：
（一）提交南京仲裁委員會(huì)仲裁；
（二）依法向人民法院起訴。
第十七條本合同自雙方簽訂之日起生效。
第十八條其他約定事項(xiàng)：
采購合同
1、電纜進(jìn)場(chǎng)后按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)費(fèi)用由出賣人承擔(dān)。
2、供貨數(shù)量為暫定量，具體量以買受人在施工過程中的要求為準(zhǔn)，最終按實(shí)結(jié)算。出賣人投標(biāo)報(bào)價(jià)
中已包含由此發(fā)生的運(yùn)輸費(fèi)用。
3、貨物單價(jià)為固定單價(jià)，不因任何原因而調(diào)整。
4、出賣人提供的電纜是全新的未使用過的。電纜不允許有接頭。電纜應(yīng)持有國家歸口管理部門核發(fā)
的生產(chǎn)許可證，并有南京市、江寧區(qū)等相關(guān)政府進(jìn)網(wǎng)許可證。
5、出賣人應(yīng)負(fù)責(zé)指導(dǎo)電纜安裝、敷設(shè)、試驗(yàn)等技術(shù)服務(wù)工作。
6、多芯電纜要求分色，其分色按國家標(biāo)準(zhǔn)(黃、綠、紅、藍(lán)、黑)雙色。
7、電纜的封端應(yīng)嚴(yán)密。
8、出賣人生產(chǎn)貨物時(shí)以每號(hào)建筑為單位，不可將同種型號(hào)規(guī)格的電纜合為一根。
9、貨物運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，出賣人負(fù)責(zé)免費(fèi)將貨物卸至買受人指定的地點(diǎn)。
10、招標(biāo)文件、投標(biāo)文件、對(duì)投標(biāo)文件的書面澄清等均作為合同附件，是合同不可缺少的一部分。
出賣人買受人鑒（公）證意見：
出賣人（章）： 買受人（章）：
住所：住所：
法定代表人：法定代表人：
委托人：委托人：
電話：電話：
傳真：傳真：
開戶銀行：開戶銀行：鑒（公）證機(jī)關(guān)（章）
帳號(hào)：帳號(hào)：經(jīng)辦人：
郵政編碼：郵政編碼：年月日
簽訂時(shí)間：簽訂時(shí)間：
采購合同
附件:
使用部位：
1 號(hào)建筑
序號(hào) 材料名稱 型號(hào)規(guī)格 單位 數(shù)量 單價(jià) 合價(jià)
--------------------------------------------
1 鎧裝銅芯交聯(lián)電力電纜YJV22-0.6/1KV-4*120+70 米933 225 209925
2 鎧裝銅芯交聯(lián)電力電纜YJV22-0.6/1KV-4*70+35 米605 130 78650
3 鎧裝銅芯交聯(lián)電力電纜YJV22-0.6/1KV-4*50+25 米823 92 75716
4 鎧裝銅芯交聯(lián)電力電纜YJV22-0.6/1KV-4*25+16 米360 51 18360
5 阻燃電力電纜ZR-YJV -0.6/1KV-4*35+16 米40 70 2800
6 阻燃電力電纜ZR-YJV -0.6/1KV-5*4 米49 20 980
7 阻燃電力電纜ZR-YJV -0.6/1KV-5*2.5 米41 8 328
8 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-4*35+16 米72 65 4680
9 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-4*25+16 米221 50 11050
10 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-5*16 米46 36 1656
11 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-5*10 米147 23 3381
12 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-5*6 米67 20 1340
13 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-5*4 米88 15 1320
14 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-3*4 米29 10 290
15 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-5*2.5 米147 8 1176
16 銅芯電力電纜VV-0.6/1KV-4*2.5 米59 10 590
17 鎧裝銅芯控制電纜KVV22-22*2.5 米750 27 20250
18 鎧裝銅芯控制電纜KVV22-26*2.5 米320 31 9920
19 鎧裝銅芯控制電纜KVV22-38*2.5 米500 49 24500
20 鎧裝銅芯控制電纜KVV22-2*4 米1910 6 11460
21 阻燃銅芯雙絞線ZR-RVS-2*2.5 米9400 2.5 23500
22 阻燃銅芯雙絞線ZR-RVS-2*1.5 米22560 1.5 33840
合計(jì) 535712
使用部位：2 號(hào)建筑
序號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格 單位 數(shù)量 單價(jià) 合價(jià)
--------------------------------------
1 銅芯電力交聯(lián)電力電纜 YJV-0.6/1KV
4*185+95 米 140 320 44800
4*150+70 米 710 250 177500
4*120+70 米 265 214 56710
4*35+16 米 250 62 15500
4*25+16 米 100 48 4800
采購合同
銅芯鎧裝交聯(lián)電力電
2 纜 YJV22-0.6/1KV
YJV22-4*185+95 米 160 330 52800
YJV22-4*150+70 米 180 270 48600
YJV22-4*120+70 米 150 220 33000
YJV22-4*70+35 米 180 130 23400
YJV22-5*16 米 170 43 7310
3 阻燃銅芯電力電纜ZR-YJV-0.6/1KV
4*35+16 米 250 70 17500
4 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV-0.6/1KV
3*2.5 米 1900 4.6 8740
4*120+70 米 50 230 11500
4*70+35 米 220 123 27060
4*50+25 米 230 86 19780
4*35+16 米 100 70 7000
4*25+16 米 150 50 7500
4*95 米 120 145 17400
4*50 米 250 70 17500
4*25 米 200 45 9000
4*4 米 50 12 600
4*2.5 米 50 10 500
5*16 米 150 36 5400
5*10 米 1200 25 30000
5*6 米 1100 16.6 18260
5*4 米 900 11.5 10350
5*2.5 米 2800 8 22400
5*1.5 米 50 8 400
5*1.0 米 450 6 2700
5 阻燃銅芯屏蔽控制電
纜 WL-KVVP-3*1.0 米 2400
5.7 13680
WL-KVVP-5*1.0 米 1500 7 10500
WL-KVVP-10*1.0 米 400 12 4800
6 阻燃銅芯控制電纜 ZR-KVV-3*1.0 米 2500 2.6 6500
ZR-KVV-5*1.0 米 900 3.5 3150
ZR-KVV-7*1.0 米 400 4.5 1800
ZR-KVV-4*1.0 米 100 4 400
7 阻燃銅芯屏蔽控制電
纜 ZR-KVVP-3*1.0 米 1200
4.8 5760
合計(jì) 744600
使用部位： 3號(hào)建筑
序
號(hào)
材料名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量單價(jià)合價(jià)
鎧裝銅芯電力電纜
YJV22-0.6/1KV
4*120+70
米 285 225 64125
鎧裝銅芯電力電纜 YJV22-0.6/1KV 4*95+50 米 422 185 78070
鎧裝銅芯電力電纜 YJV22-0.6/1KV 4*25+16 米 153 51 7803
鎧裝銅芯電力電纜 YJV22-0.6/1KV 5*10 米 251 30 7530
阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV-4*95+50 米 65 180 11700
第 4 頁共 6 頁
采購合同
6 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV -4*50+25 米 105 86 9030
7 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV -4*35+16 米 246 70 17220
8 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV -4*25+16 米 115 50 5750
9 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV -5*16 米 104 36 3744
10 阻燃銅芯電力電纜 ZR-YJV0.6/1KV -5*10 米 312 25 7800
1引言
隨著電力系統(tǒng)應(yīng)用的逐步推廣，其運(yùn)行可靠性和安全性問題變得越來越重要。電力故障是影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要因素，當(dāng)前常見的電力故障主要包括電纜接頭故障、電力設(shè)備與設(shè)施故障、變壓器故障等，對(duì)這些常見的電力故障進(jìn)行診斷與預(yù)警已成為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要措施。
2 電力故障預(yù)警技術(shù)
2.1電纜接頭故障預(yù)警技術(shù)
電力電纜輸配電是在大型企業(yè)和城市中廣泛應(yīng)用的一種供電方式，隨著供電距離的不斷增加，輸電線路上常出現(xiàn)電纜接頭故障，使得電纜運(yùn)行出現(xiàn)故障。 通過研究表明，過負(fù)荷、接觸電阻等因素導(dǎo)致接頭溫度過高，是電纜接頭發(fā)生崩燒故障或絕緣老化現(xiàn)象的主要原因。
電纜接頭故障預(yù)警系統(tǒng)主要由五部分組成，分別為現(xiàn)場(chǎng)通信總線、數(shù)字溫度傳感器、系統(tǒng)通信、上位監(jiān)測(cè)站和下位數(shù)據(jù)采集站。在企業(yè)或工廠主控制室放置上位監(jiān)測(cè)站的控機(jī)裝置，在測(cè)溫點(diǎn)比較密集的區(qū)域中間分散放置數(shù)據(jù)采集站和電源。由上位監(jiān)測(cè)站啟動(dòng)運(yùn)行溫度監(jiān)控軟件，下位數(shù)據(jù)采集站采集電纜溫度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通信對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)顯示、記錄現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)接頭溫度特性和歷史溫度數(shù)據(jù)，通過一定的計(jì)算方法預(yù)測(cè)出溫度預(yù)報(bào)值。當(dāng)前主要使用的電纜接頭故障預(yù)警技術(shù)是溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種具有綜合分析報(bào)警功能的電纜接頭故障預(yù)警技術(shù)，它能同時(shí)監(jiān)測(cè)許多電纜接頭的溫度與變化，實(shí)時(shí)顯示、記錄每個(gè)接頭的溫度，綜合分析，對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)警，便于工作人員準(zhǔn)確及時(shí)地了解電纜的運(yùn)行狀態(tài)，避免隱患事故的發(fā)生，保障送電安全。溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是通過監(jiān)測(cè)電纜接頭的溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜故障的檢測(cè)、診斷和預(yù)警功能。目前電纜接頭故障溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多種多樣，例如基于傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機(jī)系統(tǒng)集成的電纜接頭故障預(yù)警系統(tǒng)，基于方差法的電纜接頭故障預(yù)警系統(tǒng)、基于微處理器技術(shù)、通信技術(shù)、離子感煙技術(shù)等的電纜接頭防火預(yù)警系統(tǒng)等。
2.2電力設(shè)備故障預(yù)警技術(shù)
傳統(tǒng)的電力設(shè)備預(yù)警技術(shù)雖然能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，但是存在著兩個(gè)問題：第一，當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，設(shè)備已發(fā)生故障，不得不停機(jī)維修；第二，系統(tǒng)報(bào)警后，由于診斷不及時(shí)等原因?qū)е聼o法及時(shí)的排除設(shè)備故障。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備的故障診斷逐步智能化、設(shè)備預(yù)警的準(zhǔn)確性也逐步提高，與傳統(tǒng)的電力設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)相比，現(xiàn)代化的預(yù)警系統(tǒng)可以在故障發(fā)生之前進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)警與診斷，排除了故障對(duì)機(jī)組造成的危害。
預(yù)警管理系統(tǒng)是當(dāng)前部分電力設(shè)備中安裝的一種電力設(shè)備故障預(yù)警技術(shù)。它可以有效監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行，同時(shí)診斷分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)。主要由中間件、數(shù)據(jù)采集和預(yù)警管理模塊三部分組成。中間件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，它從數(shù)據(jù)采集處獲得數(shù)據(jù)并處理分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)信息保存至數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)采集的作用包括發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和特征值計(jì)算及將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至中間件；預(yù)警管理是整個(gè)系統(tǒng)的核心，屬于后臺(tái)程序，在接收數(shù)據(jù)后，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，判斷設(shè)備是否發(fā)生故障，是否需要報(bào)警以及何種類型的報(bào)警。三個(gè)模塊既互相獨(dú)立又緊密相連，共同完成設(shè)備故障的診斷與預(yù)警功能。預(yù)警管理系統(tǒng)的主要應(yīng)用包括以下幾方面：
（1）配置預(yù)警信息
預(yù)警管理系統(tǒng)主要是和數(shù)據(jù)庫、中間件交互，在登錄后，預(yù)警系統(tǒng)會(huì)自己加載相關(guān)的配置信息。初始化預(yù)警信息后，可以從數(shù)據(jù)庫中讀取預(yù)警信息，并通過組態(tài)軟件對(duì)其進(jìn)行設(shè)置與修改。不同類型的報(bào)警對(duì)應(yīng)著不同的設(shè)置參數(shù)，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以進(jìn)行合理的設(shè)置，此外還可以實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)報(bào)警和快變報(bào)警。
（2）查看報(bào)警
反饋報(bào)警狀態(tài)：通過聲音、短信、郵件等多種方式，將設(shè)備報(bào)警信息，如報(bào)警時(shí)間、故障點(diǎn)及報(bào)警類型等及時(shí)反饋給設(shè)備檢修員。
查看分析報(bào)警狀態(tài)：客戶端可以查看設(shè)備及所有測(cè)點(diǎn)當(dāng)前的和歷史的報(bào)警狀態(tài)，從數(shù)據(jù)中分析設(shè)備各測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)，去趨勢(shì)變化中分析設(shè)備是否發(fā)生故障和故障類型。
（3）診斷設(shè)備
診斷技術(shù)與預(yù)警技術(shù)是緊密結(jié)合的。在預(yù)警管理系統(tǒng)中，可以根據(jù)診斷區(qū)域或分析方式的不同，對(duì)設(shè)備分別進(jìn)行區(qū)域診斷與單點(diǎn)診斷或半自動(dòng)診斷與自動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)故障分析與診斷。
2.3 變壓器故障預(yù)警技術(shù)
作為現(xiàn)代電力中的關(guān)鍵設(shè)備，變壓器在企業(yè)生產(chǎn)中有著至關(guān)重要的作用。電廠在輸電前，首先要通過升壓變壓器將電壓增大，用戶在用電前，又要通過降壓變壓器將電壓轉(zhuǎn)成與用戶設(shè)備匹配的電壓等級(jí)，所以，變壓器以一種最初級(jí)的電力設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)決定了整個(gè)電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
當(dāng)前大部分企業(yè)采用的變壓器故障診斷預(yù)警技術(shù)是油中溶解氣體技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)典的油中溶解氣體故障診斷方法主要是以油征氣體的組成和含量為依據(jù)的故障診斷法和以油征氣體的成分比值為依據(jù)的故障診斷法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，油中溶解氣體故障診斷技術(shù)也得到了發(fā)展，并逐漸走向成熟，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫算法、模糊數(shù)學(xué)法等，通過識(shí)別模型的方法識(shí)別現(xiàn)有的故障樣本數(shù)據(jù)。
以廣泛運(yùn)用的基于離線油色譜的變壓器故障預(yù)警技術(shù)為例分析，其對(duì)變壓器的故障預(yù)警主要有兩種方式：
（1）基于預(yù)測(cè)模型的變壓器預(yù)警
基于預(yù)測(cè)模型的變壓器預(yù)警即先報(bào)警后診斷，主要是通過檢測(cè)油中溶解氣體的成分與含量的變化，基于歷史數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)分析下一周期的氣體情況，當(dāng)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)超過了預(yù)設(shè)的固定值時(shí)，表示變壓器發(fā)生異常，從而啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
（2）基于診斷模型的變壓器預(yù)警
根據(jù)離線色譜的判斷依據(jù)和診斷方法，診斷分析油色譜在線監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，在已知?dú)v史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)的情況下，預(yù)測(cè)下一周期的色譜數(shù)據(jù)，然后診斷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)故障診斷的結(jié)果可以知道變壓器故障的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)這一結(jié)果進(jìn)行預(yù)警。
3 總結(jié)
運(yùn)用電力故障預(yù)警技術(shù)，能夠有效地提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿足用戶的需求，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。隨著信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力故障預(yù)警系統(tǒng)將越來越完善，電力故障也將不斷得到有效地解決。
Abstract: in this paper, the residential electrical design of power supply and distribution system has carried on the simple analysis and elaboration.
Keywords: residential area; Power supply and distribution system; design
中圖分類號(hào)：U223.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
一.設(shè)計(jì)說明
1.1 住宅小區(qū)基本情況
該住宅小區(qū)占地面積約73000平方米，共有建筑27座，其中高層住宅樓6座、多層住宅樓10座、寫字樓4座，此外還有小區(qū)物業(yè)、泵房、熱力交換站及車棚、地下車庫等公共用電設(shè)施。
1.2 設(shè)計(jì)范圍
按照市區(qū)供電部10kV及以下配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的規(guī)定，對(duì)于住宅小區(qū)配電工程，設(shè)計(jì)范圍為：高壓側(cè)從市區(qū)公用10kV配電線路起，在接引10kV電源處設(shè)置明顯斷開點(diǎn)，低壓側(cè)至小區(qū)內(nèi)各建筑低壓用電計(jì)量裝置上表位。
1.3 設(shè)計(jì)原則
隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速，各地的開發(fā)小區(qū)悄然興起，以滿足城市人口急劇膨脹的需求。小區(qū)的特點(diǎn)是占地面積大、人口集中。在供配電設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)小區(qū)實(shí)際特點(diǎn)，采用多種供配電形式和方法以滿足使用功能的要求，做到整體布局合理，給每個(gè)用戶提供一個(gè)良好的用電環(huán)境。在實(shí)現(xiàn)安全可靠配電的同時(shí)，還要做到環(huán)境的美化，使整個(gè)小區(qū)的配電合理、適用、經(jīng)濟(jì)。
住宅小區(qū)的供電方案主要有：柱上變壓器配電、獨(dú)立配電室配電、箱式變電站配電三種。其中，柱上變壓器配電方案投資小，但對(duì)小區(qū)環(huán)境影響較大，不易深入負(fù)荷中心。獨(dú)立配電室配電方案需要一定面積的土建占地，增大了建設(shè)投資，對(duì)于本設(shè)計(jì)所選擇的小區(qū)來說并不適宜。箱式變電站配電方案的特點(diǎn)是，體積小、占地小、外形美觀，高壓側(cè)采用電纜引入，箱變位置可以隨意選擇，使得低壓配電部分更加合理，提高了供電可靠性。因此，本設(shè)計(jì)考慮將住宅小區(qū)的主要供電模式定位為箱式變電站配電工程。
1.4 環(huán)境條件
1.當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?40 C°，年最低溫度-30 C°，年平均溫度+10 C°。
2.覆冰-5mm，最大風(fēng)速30m/S。
3.當(dāng)?shù)睾０胃叨?00米。
2. 住宅小區(qū)負(fù)荷計(jì)算
2.1 供配電系統(tǒng)概述
隨著國民生活水平的提高和房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各地新建中高檔住宅小區(qū)越來越多。準(zhǔn)確計(jì)算出住宅小區(qū)的用電負(fù)荷，合理選擇配變電設(shè)施，才能既滿足小區(qū)居民現(xiàn)在及將來的用電需要，又能合理降低工程造價(jià)、節(jié)省投資。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。另外，供配電系統(tǒng)的還必須做統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。
2.2 負(fù)荷分級(jí)及供電要求
2.2.1 負(fù)荷分級(jí)的相關(guān)規(guī)范：
電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度進(jìn)行分級(jí)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
1.符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：
(1)中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。 (2)中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。
(3)中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。
在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。2.符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷：
(1)中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。
(2)中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。
3.不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷 。
2.2.2 本工程的負(fù)荷情況：
按我國有關(guān)規(guī)范規(guī)定，凡多層住宅用電均按三級(jí)負(fù)荷供電，而小區(qū)的配套設(shè)施如面積較大或帶有空調(diào)系統(tǒng)的會(huì)所、商鋪及地下停車庫等則應(yīng)根據(jù)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 16-87）、《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116-98）、《汽車庫、修車庫、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50057-97）設(shè)置相應(yīng)的消防設(shè)施，且上述消防設(shè)備應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電。為小區(qū)服務(wù)的保安系統(tǒng)、遠(yuǎn)程集中收費(fèi)系統(tǒng)、電視、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，即宜兩路供電或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一路專用10 kV架空線路或電纜供電。本工程包含高層普通住宅、多層住宅、商鋪、車庫等，屬于規(guī)范規(guī)定的二級(jí)負(fù)荷。
2.3 電源及高壓供配電系統(tǒng)
本小區(qū)位于城市主城區(qū)，高壓電源由附近10kV配網(wǎng)線路接引。近年來，為保證供電質(zhì)量和供電可靠性，某些小區(qū)高壓部分采用雙電源的供電模式，但對(duì)于本設(shè)計(jì)中的小區(qū)來說，參考《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》有關(guān)規(guī)定，并不符合規(guī)定中重要用戶的標(biāo)準(zhǔn)，因此，只允許接入一路高壓電源。如有需要，可對(duì)電梯、消防設(shè)施自備應(yīng)急電源，但應(yīng)急電源與工作電源之間必須采取措施，防止并列運(yùn)行對(duì)10kV供電網(wǎng)絡(luò)造成反送電事故。應(yīng)急電源的設(shè)置需經(jīng)供電部門審查同意后方能接入。
小區(qū)南側(cè)即為10kV高壓架空線路，可直接在就近砼桿上引一路10kV電源，組立附桿1基，使用絕緣導(dǎo)線從線路主桿接引至附桿，再從附桿敷設(shè)高壓電力電纜至小區(qū)內(nèi)高壓設(shè)備。
2.4 負(fù)荷計(jì)算
2.4.1 住宅小區(qū)住戶照明用電負(fù)荷計(jì)算方法：
簡(jiǎn)單測(cè)算住宅小區(qū)住戶照明用電負(fù)荷的方法可以有兩種：
1.單位指標(biāo)法
單位指標(biāo)法確定計(jì)算負(fù)荷Pjs(適用于照明及家用電負(fù)荷)即： Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)
式中Pei——單位用電指標(biāo)，如：W/戶(不同戶型的用電指標(biāo)不同)，由于地區(qū)用電水平差異，各地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況取用
Ni——單位數(shù)量，如戶數(shù)(對(duì)應(yīng)不同面積戶型的戶數(shù))
應(yīng)用以上方法計(jì)算負(fù)荷應(yīng)乘以同時(shí)系數(shù)，即實(shí)際最大負(fù)荷(PM)。 PM=Pjs×η
式中η——同時(shí)系數(shù)，η值按照住戶數(shù)量多寡不同取不同的數(shù)值：一般情況下，用戶數(shù)量在25～100戶時(shí)取0.6；用戶數(shù)量在101～200戶時(shí)取0.5；用戶數(shù)量在200戶以上時(shí)取0.35
2.單位面積法
按單位面積法計(jì)算負(fù)荷，在一定的面積區(qū)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，面積越大的區(qū)其負(fù)荷密度越小，其表達(dá)式為：PM=Ped×S×η
式中PM——實(shí)際最大負(fù)荷，kW S——小區(qū)總面積，m2
Ped——單位面積計(jì)算負(fù)荷，W/m2η——同時(shí)系數(shù)，取值范圍同上
2.4.2 其它負(fù)荷計(jì)算方法：
根據(jù)以上兩種方法求出照明及家用負(fù)荷后，還需考慮其它用電負(fù)荷。比如本小區(qū)還包括小區(qū)物業(yè)公司、泵房、熱力交換站及車庫、自行車棚等用電負(fù)荷；另外還有四座小高層，還應(yīng)考慮電梯負(fù)荷；二次加壓泵房負(fù)荷(供生活及消防用水)，以上諸負(fù)荷在計(jì)算住宅小區(qū)負(fù)荷中占比重較大的是照明及家用電負(fù)荷，而其出現(xiàn)最大值的時(shí)段為每天19：00～22：00，因而在計(jì)算小區(qū)的最大負(fù)荷時(shí)以19：00～22：00時(shí)段的照明及家用電負(fù)荷為基礎(chǔ)，然后再疊加其它負(fù)荷。其它負(fù)荷計(jì)算方法為：
1.電梯：
PD=∑PDi×ηD。
式中PD——電梯實(shí)際最大總負(fù)荷，kW
PDi——單部電梯負(fù)荷，kW
ηD——多部電梯運(yùn)行時(shí)的同時(shí)系數(shù)(取值范圍見表2-1)
表2-1 電梯同時(shí)系數(shù)一覽表
2.二次加壓水泵：PMS=∑PSi×NSi
式中PMS——二次加壓水泵最大運(yùn)行方式下(開泵最多的方式)的實(shí)際最大負(fù)荷
PSi——各類水泵的單臺(tái)最大負(fù)荷
NSi——最大運(yùn)行方式下各類水泵的臺(tái)數(shù)
3.物業(yè)樓：
PWM=PWS×ηW
式中PWM——物業(yè)樓在照明及家用電最大負(fù)荷時(shí)段實(shí)際最大負(fù)荷
PWS——物業(yè)樓設(shè)計(jì)最大負(fù)荷，kW
ηW——物業(yè)樓負(fù)荷、照明及家用電最大負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)
4.路燈及公用照明：
按照路燈的盞數(shù)及每盞燈的瓦數(shù)進(jìn)行累加計(jì)算。路燈負(fù)荷為PL(kW)。
5.住宅小區(qū)的綜合最大負(fù)荷
P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)
3. 住宅小區(qū)供配電措施
住宅小區(qū)供配電特點(diǎn)：住宅小區(qū)樓房林立，各棟樓房之間空間較大，供電面積較大，負(fù)荷點(diǎn)的離散性大，每臺(tái)箱變供電范圍有限，因此需用多臺(tái)箱變才能滿足用戶負(fù)荷要求。
首先把開發(fā)小區(qū)根據(jù)單體建筑的布局和負(fù)荷容量進(jìn)行分塊，形成以箱變?yōu)橹行牡呐潆妳^(qū)域。每一臺(tái)箱變置于區(qū)域的位置中心地帶，向周邊區(qū)采用電纜放射式配電（一般為6～10回路）。每一組區(qū)一般由5～8棟多層建筑組成。再由各建筑低壓電纜分支箱敷設(shè)低壓分支線纜至各單元內(nèi)配電箱。除高層樓房?jī)?nèi)配電箱及多層樓房單元內(nèi)電表箱有電表位置外其它均需加裝低壓電表計(jì)量箱。配電模式示意如圖3-1：
圖3-1配電模式示意
3.1. 箱式變的臺(tái)數(shù)與容量、類型的選擇
3.1.1 變壓器的容量選擇
電源采用現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)變壓，10 kV變0.4 kV(戶外箱式變電站)。住宅小區(qū)負(fù)荷點(diǎn)多而分散，箱變分布在負(fù)荷中心，減小一次投入，降低運(yùn)行成本，提高用戶的用電質(zhì)量。從站變到箱變的10 kV用電纜連接，各個(gè)箱變的容量由各進(jìn)戶單棟樓房的區(qū)域計(jì)算總負(fù)荷選定。
3.1.2 變壓器的類型選擇
目前國內(nèi)10kV以下配網(wǎng)主要采用的變壓器類型有：油浸式配電變壓器S9系列配電變壓器，S11系列配電變壓器，卷鐵心配電變壓器，非晶合金鐵心變壓器，浸漬絕緣干式變壓器和環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器。
非晶合金鐵心變壓器是新一代的配網(wǎng)變壓器，主要優(yōu)點(diǎn)是空載損耗低，其空載損耗值與同容量S9型變壓器相比，可降低75%，節(jié)能效果明顯。但價(jià)格較高、材料依賴進(jìn)口，且并未完全推廣開來。普遍設(shè)計(jì)還是使用S9系列油浸式配電變壓器。由于采用油變?nèi)萘吭?00kVA及以上時(shí)需加裝瓦斯保護(hù)裝置，使箱變的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜、不易操作，也增加了安全隱患。因此，通常變壓器容量在800kVA及以上時(shí)選擇構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，又有防火、難燃等特點(diǎn)的環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器，
綜上所述，本工程所使用的四臺(tái)變壓器型號(hào)分別為S9-630kVA 10/0.4kV，SCB10-800kVA 10/0.4kV，SCB10-1000kVA 10/0.4kV兩臺(tái)。
3.1.3 箱式變及內(nèi)部設(shè)備的類型選擇
國內(nèi)配網(wǎng)主要應(yīng)用的箱式變有兩類：美式箱變、歐式箱變。
美式箱變是高壓開關(guān)與變壓器共箱結(jié)構(gòu)的小型化預(yù)裝式變電站，它具有供電可靠、安裝迅速、操作方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但共箱式箱變的變壓器、柜體都不方便單獨(dú)拆卸，不易檢修。在實(shí)際應(yīng)用中，主要用在建設(shè)空間不足、地域狹窄的位置。
歐式箱變?yōu)槟K化結(jié)構(gòu)布局，將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置三個(gè)不同的隔室內(nèi)、通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)電氣連接，所用高低壓配電裝置及變壓器均為常規(guī)的定型產(chǎn)品。外形美觀大方，內(nèi)部操作空間較大，安裝操作比較方便，易于后期檢修維護(hù)，一般為商住小區(qū)配電工程的首選。本工程所選用的箱式變型號(hào)為：ZBW-12型
3.2 高、低壓分線設(shè)備選擇
3.2.1 高壓電纜分支箱的選擇
由上述內(nèi)容可知，本小區(qū)共需安裝箱式變四座，高壓主進(jìn)線為一路，因此高壓電纜分支箱宜采用進(jìn)線側(cè)單開關(guān)型電纜分支箱。此類新型高壓電纜分支箱為單元柜式，采用模塊化復(fù)合絕緣柜，一體化充氣SF6負(fù)荷開關(guān)，具有安全、易操作、進(jìn)出線組合靈活的特點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)中高壓電纜分支箱選用長(zhǎng)度小、電纜排列清楚、三芯電纜接引不需交叉的歐式電纜分支箱。本設(shè)計(jì)高壓電纜分支箱選擇型號(hào)為：KDF-1K-1/5型
3.2.2低壓電纜分支箱的選擇
低壓電纜分支箱采用DFW-0.4kV低壓電纜分接箱，此類低壓電纜分支箱的特點(diǎn)是：采用預(yù)制型電纜插器件，具有全絕緣、全密封、全防水、免維護(hù)、安全可靠。適合安裝在住宅小區(qū)的環(huán)境中，位置通常選擇安裝在需要分支進(jìn)線電纜的樓房側(cè)面散水上，結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，既不會(huì)影響住宅小區(qū)的美觀環(huán)境，也不會(huì)影響小區(qū)內(nèi)正常交通。
3.3. 高、低壓電纜類型及截面型號(hào)選擇
3.3.1 低壓電纜配置原則
電纜路徑的選擇應(yīng)符合下列要求：
1.應(yīng)避免電纜遭受機(jī)械性外力、過熱、腐蝕等危害；
2.應(yīng)便于敷設(shè)、維護(hù)；
3.應(yīng)避開場(chǎng)地規(guī)劃中的施工用地或建設(shè)用地；
4.應(yīng)在滿足安全條件下，使電纜路徑最短。
在住宅小區(qū)配電工程中，電纜主要采用直埋式敷設(shè)方式，纜外皮至地面的深度不應(yīng)小于0．7m，并應(yīng)在電纜上下分別均勻鋪設(shè)100mm厚的細(xì)砂或軟土，并覆蓋建筑用磚作為保護(hù)層。電纜路徑穿越小區(qū)主干道等可能有機(jī)動(dòng)車行經(jīng)的道路時(shí)，需穿鑄鐵保護(hù)管敷設(shè)。
10kV降壓變壓器的供電半徑通常設(shè)計(jì)值不大于500米，由箱變出線的低壓主纜敷設(shè)至各用電建筑，有單元進(jìn)線的則需在建筑物的外墻上明設(shè)低壓電纜分支箱，與箱變的距離一般控制在30～200 m以內(nèi)。低壓電纜分支箱接箱至各棟電源箱的進(jìn)戶電纜控制在25～150 m以內(nèi)，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮電纜路走捷徑。
3.3.2 高壓電纜的選擇
高壓電纜選用鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝氯乙烯護(hù)套電力電纜（YJLV22 6/10kV）。
交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱—機(jī)械性能，優(yōu)異的電氣性能和耐化學(xué)腐蝕性能，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、敷設(shè)不受落差限制等優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛用于城市電網(wǎng)、礦山和工廠的新穎電纜。交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜導(dǎo)體最高額定工作溫度為90℃，比紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜均高，所以電纜的載流量也進(jìn)一步提高。
3.3.3 高壓電纜截面選擇
依據(jù)3.1.2中變壓器一次側(cè)的額定電流，可以確定所要選的高壓電纜截面型號(hào)：
630kVA變壓器選用YJLV22-3×35高壓電纜，800kVA變壓器選用YJLV22-3×50高壓電纜，1000kVA變壓器選用YJLV22-3×50高壓電纜，高壓主進(jìn)線選用YJLV22-3×150高壓電纜。
3.3.4 低壓電纜的選擇
低壓電力電纜采用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜（YJV22 0.6/1kV ）。本工程中除自行車棚照明用電選用兩芯電纜外，其余低壓電纜均為四芯電纜。
3.3.5 低壓電纜截面選擇
低壓電纜截面可根據(jù)負(fù)荷值的大小計(jì)算選擇，依據(jù)有功功率計(jì)算公式：P=√3UIcosφ
根據(jù)第二章計(jì)算出的負(fù)荷值，代入上式得出各居民樓負(fù)荷電流值：I=P÷（√3UIcosφ）
再依據(jù)不同規(guī)格電纜載流量選擇所需電纜截面，考慮低壓電纜使用中熱穩(wěn)定影響以及線路長(zhǎng)度造成的電壓降的情況，實(shí)際使用的電纜截面選擇必須在按需用電流的基礎(chǔ)上增大一到二個(gè)型號(hào)的截面。
各住宅樓單元進(jìn)線電纜選擇：本小區(qū)多層住宅樓每單元每層為2戶，每單元共12戶，按單位指標(biāo)法計(jì)算Pjs=Pei×Ni×η=4kW×12戶×0.8=38.4kW，所需電流為I=P÷（√3UIcosφ）=68.64A，選YJV22 -4×25mm2型。自行車棚負(fù)荷主要為照明負(fù)荷，從低壓電纜分支箱至車棚電表電源電纜選用YJV22 -2×10mm2型；地下車庫負(fù)荷為三相四線，從低壓電纜分支箱至車庫電表電源電纜統(tǒng)一選用YJV22 -4×16mm2型；
小區(qū)商戶一般為二層，平均面積在200平方米，依面積法計(jì)算單戶負(fù)荷為：PM=Ped×S=80W/m2×200m2÷1000=16kW，所需電流為I=P÷（√3UIcosφ）=28.6A，從電纜分支箱至各商戶低壓電纜選用YJV22 -4×16mm2型。
4.防雷接地
4.1 電力設(shè)備防雷
在配電網(wǎng)絡(luò)中，由于接地種類的不同，其保護(hù)接地方式、供電系統(tǒng)也有所不同。正確理解和推廣使用幾種低壓保護(hù)接地方式及供電系統(tǒng)，對(duì)提高電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行水平有著十分重要的意義。
4.2 低壓配電系統(tǒng)的接地型式和基本要求
低壓配電系統(tǒng)的接地形式可分為TN、TT、IT三種系統(tǒng)，其中TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-S、TN-C-S三種形式。
1.TN系統(tǒng)應(yīng)符合下列基本要求：
(1)在TN系統(tǒng)中，配電變壓器中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)與配電變壓器中性點(diǎn)相連接。
(2)保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)接地中性導(dǎo)體應(yīng)在靠近配電變壓器處接地，且應(yīng)在進(jìn)入建筑物處接地。
(3)保護(hù)導(dǎo)體上不應(yīng)設(shè)置保護(hù)電器及隔離電器。
(4)保護(hù)導(dǎo)體單獨(dú)敷設(shè)時(shí)，應(yīng)與配電干線敷設(shè)在同一橋架上。
采用TN--C-S系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體與中性導(dǎo)體從某點(diǎn)分開后不應(yīng)再合并，且中性導(dǎo)體不應(yīng)再接地。
2.TT系統(tǒng)應(yīng)符合下列基本要求：
(1)在TT系統(tǒng)中，配電變壓器中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分所連接的接地極不應(yīng)與配電變壓器中性點(diǎn)的接地極相連接。
(2)TT系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分宜采用保護(hù)導(dǎo)體與共用的接地網(wǎng)或保護(hù)接地母線、總接地端子相連。
3.IT系統(tǒng)應(yīng)符合下列基本要求：
(1)在IT系統(tǒng)中，所有帶電部分應(yīng)對(duì)地絕緣或配電變壓器中性點(diǎn)應(yīng)通過足夠大的阻抗接地。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可單獨(dú)接地或成組的接地。
(2)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)通過保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)接地母線、總接地端子與接地極連接。
(3)1T系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報(bào)警或顯示裝置。
(4)在無特殊要求的情況下，IT系統(tǒng)不宜引出中性導(dǎo)體。
4.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)安全保護(hù)所具備的條件，并結(jié)合工程實(shí)際情況，確定系統(tǒng)接地形式。
4.3 接地種類
1.工作接地：為保證電力設(shè)備達(dá)到正常工作要求的接地，稱為工作接地。中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)接地，或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地。
2.保護(hù)接地：為保障人身安全、防止間接觸電，將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行接地，稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地的形式有兩種：一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的接地保護(hù)線分別直接接地；另一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線接地。
3.重復(fù)接地：在中性線直接接地系統(tǒng)中，為確保保護(hù)安全可靠，除在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處進(jìn)行工作接地外，還在保護(hù)線其他地方進(jìn)行必要的接地，稱為重復(fù)接地。
4.保護(hù)接中性線：在380/220V低壓系統(tǒng)中，由于中性點(diǎn)是直接接地的，通常又將電氣設(shè)備的外殼與中性線相連，稱為低壓保護(hù)接中性線。
本工程中所使用的高、低壓設(shè)備接地均選擇保護(hù)接中性線方式，將接地裝置與設(shè)備外殼連接實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。
4.4 接地裝置
1.接地裝置：
接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先充分利用自然接地體。
(1)自然接地：
在新建的大、中型建筑物中，都利用建筑物的構(gòu)造鋼筋作為自然接地。它們不但耐用、節(jié)省投資，而用電氣性能良好。
(2)人工接地體：
人工接地體有兩種基本型式：垂直接地體和水平接地體。垂直接地體多采用截面為50mm×50mm×4mm，長(zhǎng)度為2500mm的角鋼或圓鋼；水平接地體多采用截面為40mm×4mm的扁鋼。
2.接地電阻：
《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，低壓中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，100kVA以上變壓器接地電阻值≤4Ω。
本工程所使用的設(shè)備接地均為人工接地體接地，按設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖配套安裝，箱式變及高壓電纜分支箱的接地電阻值應(yīng)控制在≤4Ω，低壓電纜分支箱的接地電阻值≤10Ω。
5.總結(jié)
通過此開發(fā)小區(qū)的設(shè)計(jì)，使我們的設(shè)計(jì)理念有了更深層次的認(rèn)識(shí)和提高。設(shè)計(jì)必須根據(jù)小區(qū)實(shí)際，符合其特點(diǎn)，采用多種供配電形式和方法，滿足使用功能的要求，不但做到整體布局合理，在宏觀上保持三相負(fù)荷分配基本平衡，而且在微觀上要做到細(xì)致，給每個(gè)用戶提供一個(gè)良好的用電環(huán)境。在實(shí)現(xiàn)安全可靠配電的同時(shí)，還要做到環(huán)境的美化，使整個(gè)小區(qū)的配電合理、適用、經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn)
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3. 《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》·電力工業(yè)部
4. 《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
5. 《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》
1 前言
隨著電力系統(tǒng)朝著高電壓、大容量、高密度的方向發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜在城市電網(wǎng)建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但XLPE在鋪設(shè)及使用過程中會(huì)受到外力的破壞形成機(jī)械損傷從而影響電纜的正常使用;一方面，電纜敷設(shè)的環(huán)境較為惡劣，敷設(shè)過程中要受到拉伸、彎曲、擠壓等原因，造成護(hù)套和絕緣層的損傷;另外一方面，敷設(shè)完畢的電纜也可能受到土建施工、車輛震動(dòng)等外力影響，也會(huì)造成電纜護(hù)套和絕緣破損現(xiàn)象。有些機(jī)械損傷可能并不嚴(yán)重，當(dāng)時(shí)沒有太大影響，但在今后的運(yùn)行過程中會(huì)慢慢暴露出來問題，并發(fā)展成故障，并有可能釀成停電事故。因此，如果能在故障暴露前，通過檢修等手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，可以避免故障的發(fā)生。從而保證其供電可靠性，有效降低配電網(wǎng)的故障率。
為了模擬現(xiàn)場(chǎng)的電纜機(jī)械損傷，并且能通過電纜振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)（OWTS）進(jìn)行有效的檢測(cè)和定位，本文基于一套自主開發(fā)的OWTS裝備和一組通過機(jī)械損傷模擬現(xiàn)場(chǎng)缺陷的試驗(yàn)電纜條件下，對(duì)一卷400米的XLPE電纜進(jìn)行故障檢測(cè)和定位研究工作，介紹了一套完整的故障電纜檢測(cè)和計(jì)算方案。
2 穿刺類型損傷試驗(yàn)
為了模擬現(xiàn)場(chǎng)的電纜缺陷，本試驗(yàn)配備了10kV的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜一卷，總長(zhǎng)度400米。電纜兩端壓制冷縮終端接頭，制作終端接頭過程中不能留有尖角、毛刺、碎屑等切割不整齊的痕跡，主絕緣的相關(guān)接縫處用砂紙打磨光滑，否則終端接頭處在高壓下將產(chǎn)生電暈放電，干擾試驗(yàn)信號(hào)的有效采集，加工完成的試驗(yàn)電纜如圖1所示。
在電纜標(biāo)記有305米的地方，采用長(zhǎng)度20mm，直徑2mm的釘子將其穿透外護(hù)套釘入主絕緣，如圖2所示。本試驗(yàn)過程中，為了模擬缺陷在不同嚴(yán)重程度下的測(cè)試效果，將釘子釘入的深度由淺到深調(diào)整，并分別進(jìn)行試驗(yàn)和處理試驗(yàn)結(jié)果。
本試驗(yàn)使用完全自主研發(fā)的OWTS系統(tǒng)，將振蕩波發(fā)生器的專用無局放轉(zhuǎn)接電纜與試驗(yàn)電纜對(duì)接后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)電纜的設(shè)計(jì)額定電壓U0值，測(cè)試電壓分別在0.5U0、0.7U0、0.9U0、1.0U0、1.2U0、1.4U0、1.5U0、1.6U0、1.7U0下進(jìn)行測(cè)試（本試驗(yàn)使用的電纜額定有效電壓為U0=8.7kV），在釘子扎入深度為約5mm、10mm和15mm時(shí)未發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象，試驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)如表1所示。
圖1 電纜終端接頭處理效果圖 圖2穿刺機(jī)械損傷效果
表1 機(jī)械損傷深度5-15mm下的OWTS測(cè)試結(jié)果
序號(hào)
釘子深度（mm）
電壓倍數(shù)U0
電壓峰值（kV）
測(cè)試結(jié)果
1
5
0.5～1.7
6.15～20.90
無局放
2
10
0.5～1.7
6.15～20.90
無局放
3
15
0.5～1.7
6.15～20.90
無局放
結(jié)合電纜的設(shè)計(jì)參數(shù)分析可知，該段電纜的主絕緣厚道約為20mm，將釘子由5mm到10mm的不同深度釘入后，用OWTS系統(tǒng)進(jìn)行局放測(cè)試，電壓由0.5倍的U0加到1.7倍的U0均無局部放電產(chǎn)生。因此：
（1）主絕緣還有5mm，尚未被完全破壞;外屏蔽層只被定穿2mm左右的，機(jī)械破壞的程度不足以引起電纜產(chǎn)生局部放電缺陷。
（2）振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓幅值可以達(dá)到1.7倍的U0，但是其幅值成指數(shù)衰減;整個(gè)加壓振蕩衰減的過程只持續(xù)0.1～0.5秒左右，其能量較小，在短期內(nèi)并不會(huì)暴露其缺陷。
3 屏蔽斷裂損傷試驗(yàn)
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械損傷一般會(huì)伴隨外護(hù)套及屏蔽層損傷，有些甚至損傷半導(dǎo)電層的情況。對(duì)現(xiàn)有的電纜故障進(jìn)行改進(jìn)。在原來的釘子拔出，并將電纜的外護(hù)套、屏蔽層、半導(dǎo)電層都去除，如圖3所示。
同樣用電纜振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試在電纜的標(biāo)有400米的一端進(jìn)行，測(cè)試的電壓還是從0.5U0逐漸加到1.7U0分別進(jìn)行測(cè)試。
圖3 屏蔽層斷裂的機(jī)械損傷效果
試驗(yàn)結(jié)果及分析：
序號(hào)
電壓倍數(shù)U0
電壓峰值（kV）
測(cè)試結(jié)果
圖示
1
0.5
6.15
無明顯局放
/
2
0.7
8.61
無明顯局放
圖.4
3
0.9
11.07
有局放，最大值352pC
圖.5
4
1.0
12.30
放電次數(shù)明顯增加，最大值385pC
圖.6
在電纜振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)距過程中，從0.9倍U0開始，出現(xiàn)局部放電，隨著電壓的升高，局放明顯增加，并且在1.4倍U0時(shí)電纜的缺陷開始擊穿，產(chǎn)生爆鳴聲，同時(shí)伴隨有電弧光放出。
圖4 加壓0.7U0，無明顯局放
圖5 加壓0.9U0，出現(xiàn)局放
圖6 加壓1.0U0，局放此次明顯增加
對(duì)存在局部放電的幾次測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行定位分析，分析方法采用的是基于XLPE電纜的時(shí)域反射的原理。對(duì)所有的放電定位結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，放電位置發(fā)生在95.76米左右，與實(shí)際的為95米（測(cè)試端在電纜標(biāo)記400米處測(cè)量，故障在電纜標(biāo)記305米處）非常接近。詳見圖7、圖8。
圖7 某次局放的定位分析
圖8 所有局放定位結(jié)果統(tǒng)計(jì)
4 結(jié)束語
通過對(duì)10kV交聯(lián)聚乙烯（XLPE）的穿刺和斷裂兩種類型的機(jī)械損傷試驗(yàn)，模擬了現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械損傷在OWTS系統(tǒng)下的檢測(cè)效果。試驗(yàn)證明，可以采用電纜振蕩波系統(tǒng)對(duì)類似的機(jī)械損傷進(jìn)行有效的檢測(cè)并定位，定位精度能夠達(dá)到1m以內(nèi)，另外，OWTS系統(tǒng)對(duì)穿刺類損傷的檢測(cè)靈敏度較差，需要結(jié)合耐壓試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。本文提出的基于OWTS的電纜機(jī)械損傷故障試驗(yàn)方法，能夠給電力電纜的檢修提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和參考，可以有效地提高電纜檢修效率，從而為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供保障。
中圖分類號(hào)：C29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)緊迫任務(wù)，要把節(jié)約資源作為基本國策，加快建設(shè)組員節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。就供電企業(yè)而言，主要體現(xiàn)在節(jié)能降損方面。國家電網(wǎng)公司及有關(guān)部門制定了一系列的管理規(guī)定和管理辦法，如《國家電力公司電力網(wǎng)電能損耗管理規(guī)定》、《供電所線損管理辦法》《節(jié)能降損技術(shù)手冊(cè)》等，將節(jié)能降損問題視為國家考核電力企業(yè)的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
l當(dāng)前供電企業(yè)線損管理中造成的電力損耗分析
供電企業(yè)解決管理線損的方法是要定期在春秋兩季樹木生長(zhǎng)繁茂的季節(jié)和臺(tái)風(fēng)高發(fā)季節(jié)進(jìn)行清除線路障礙工作，還要對(duì)絕緣子進(jìn)行擦拭和維護(hù)，減少供電設(shè)施短路跳閘，帶來的不必要的放電損耗。如果線路故障導(dǎo)致某條線路停止工作，就有可能被另外設(shè)備代替工作。于是負(fù)荷就隨著增大，消耗也隨著增加。因此要定期做好維護(hù)避免多余損耗發(fā)生。供電企業(yè)的線損管理中，人為因素也占有相當(dāng)大的比例。由于管理不當(dāng)竊電問題常有發(fā)生，尤其是用電量大或高耗能用戶最容易竊電；由于抄表人員錯(cuò)抄、漏抄、估抄等人為工作失誤造成的電量流失；解決人為線損主要辦法是嚴(yán)肅用電紀(jì)律，嚴(yán)打竊電行為。加強(qiáng)工作規(guī)范，大量采用電能量采集系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，這樣就能有效克服了傳統(tǒng)的手工抄表，抄表員不到現(xiàn)場(chǎng)、估抄等問題。已經(jīng)完成遠(yuǎn)程抄表的抄表終端系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速導(dǎo)入和導(dǎo)出，省去以往由收費(fèi)員手工錄入表碼這一步，避免二次錄入的差錯(cuò)，大大提高工作效率。同時(shí)，系統(tǒng)與SG186營(yíng)銷管理系統(tǒng)接口可快速計(jì)算客戶電量、電費(fèi)，并對(duì)客戶電量異常發(fā)出報(bào)警，提示抄表員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)重新復(fù)核，減少抄表差錯(cuò)率。該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)客戶電表信息、電價(jià)信息、地址信息、聯(lián)系信息、用電信息、欠費(fèi)信息等的查詢。從技術(shù)上直接解決了漏抄、錯(cuò)抄、估抄等不良行為。電能計(jì)量的誤差是產(chǎn)生于電能計(jì)量裝置綜合誤差。為了避免誤差的產(chǎn)生需要選擇高精度、穩(wěn)定性好的多功能智能型電能表。由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在多功能智能型電子表已日趨完善，其誤差較為穩(wěn)定，且基本呈線性，具有四種電能計(jì)量和脈沖輸出、失壓記錄、追補(bǔ)電量等智能監(jiān)測(cè)控制其他智能管理功能，且過載能力強(qiáng)、功耗小。使用智能型多功能電子式電能表，在控制電量損耗的同時(shí)由于它精確程度高，也保證了用戶的利益。
2供電企業(yè)設(shè)備管理導(dǎo)致的線損問題
供電設(shè)備主要由線路、變壓器、低壓線路、電動(dòng)機(jī)、絕緣子、電能表等為供電服務(wù)的設(shè)施構(gòu)成。由于資金問題，和歷史遺留等問題，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃與布局不合理，變壓器與其所帶負(fù)荷不匹配，輸配電變壓器容量選擇不當(dāng)，高耗能配電變壓器不能及時(shí)更換，變壓器運(yùn)行方式不科學(xué)等原因，造成的迂回供電、近電遠(yuǎn)送、變壓器負(fù)荷運(yùn)行、空載、輕載等情況，進(jìn)而造成電能損耗增加。解決布局不合理問題主要是科學(xué)制訂電網(wǎng)規(guī)劃，合理配置輸變電設(shè)備，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，確保電網(wǎng)建設(shè)施工質(zhì)量。合理選擇變壓器及輸電線路，禁止淘汰型高耗能輸變電設(shè)備進(jìn)入電網(wǎng)，加強(qiáng)電網(wǎng)和用戶無功補(bǔ)償設(shè)備的配置，城鄉(xiāng)公用變壓器宜按照靠近負(fù)荷中心、小容量、密布點(diǎn)、短半徑的要求進(jìn)行設(shè)置。導(dǎo)線截面過大過小引起的線路輕載、空載或超負(fù)荷運(yùn)行以及電力設(shè)備、線路老化引起的絕緣等級(jí)降低、阻抗增大、介質(zhì)損耗、瓷瓶或瓷套泄漏增大等問題都容易導(dǎo)致線損增加。及時(shí)做好供電線路維護(hù)工作。做好大型用電單位的增容工作。定期進(jìn)行夜間巡查，檢查絕緣子和導(dǎo)線接頭有沒有打火現(xiàn)象產(chǎn)生。定期清理絕緣子上面的污垢，避免由于接觸不良導(dǎo)致不必要的放電，損耗電量。電動(dòng)機(jī)的繞組，以銅或者鋁材料為導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)電流通過情況下，對(duì)電流呈現(xiàn)的特有阻力。電能在電力網(wǎng)傳輸中，必須克服導(dǎo)體的電阻。電動(dòng)機(jī)需要建立并維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)械負(fù)荷作功。變壓器需要建立并維持交變磁場(chǎng)，才能起到升降壓和輸送電能的作用。在交流電路系統(tǒng)中，電流通過電氣設(shè)備，電氣設(shè)備消耗系統(tǒng)的無功功率，建立并維持磁場(chǎng)的過程，即是電磁轉(zhuǎn)換過程。在這電磁轉(zhuǎn)換過程中，電氣設(shè)備的鐵芯中產(chǎn)生磁滯和渦流，使電氣設(shè)備的鐵芯溫度升高和發(fā)熱，從而產(chǎn)生電能損耗。因這種損耗是交流電在電氣設(shè)備鐵芯中建立和維持磁場(chǎng)作用而產(chǎn)生的，這種損耗與通過電氣設(shè)備的電流大小無關(guān)，從而產(chǎn)生了電能損耗，這種損耗比較固定。不容易降低。變壓器在工作中應(yīng)該盡量避免三相電源的電壓不對(duì)稱。三相不平衡時(shí)，使變壓器處于不對(duì)稱的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致變壓器損耗加大的同時(shí)嚴(yán)重消耗電量。使變壓器零序電流過大，局部金屬件溫度升高，甚至可以燒毀變壓器。在無功耗電的狀態(tài)下，造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。為了達(dá)到三相負(fù)載的對(duì)稱，應(yīng)該把三組單相接戶線應(yīng)由同一電桿上引下，并且保持三組單相的接戶線負(fù)載應(yīng)盡可能保持平衡。在日常維護(hù)工作中定期測(cè)量三組接戶線的負(fù)載，檢查三相負(fù)載是否平衡，不平衡時(shí)應(yīng)該立刻進(jìn)行調(diào)整。減少配變臺(tái)區(qū)供電半徑范圍，最多不超過500m，控制單相接戶線的總長(zhǎng)度，一般不得超過20m，單相負(fù)載電流超過10A時(shí)必須直接從三相四線制線路上引下，如距三相四線制線路較遠(yuǎn)，應(yīng)重新架設(shè)三相四線制線路，來保證三相平衡。增加導(dǎo)線截面積及每相的分裂導(dǎo)線數(shù)，或采用耐高溫線材。最近耐高溫線材技術(shù)的進(jìn)步，為減輕中短距離輸電線的熱穩(wěn)定極限的限制提供了一條有效途徑。采用耐高溫線材的輸電線傳輸?shù)碾娏魇瞧胀ㄤX包鋼增強(qiáng)型導(dǎo)線的2～3倍，而它的截面直徑與普通導(dǎo)線相同，不會(huì)增加桿塔等支撐結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。在許多情況下，由于電壓約束、穩(wěn)定性約束和系統(tǒng)運(yùn)行約束的限制，輸電線路的運(yùn)行容量遠(yuǎn)低于線路的熱穩(wěn)定極限。許多技術(shù)即針對(duì)如何提高輸電容量的利用程度而被發(fā)明出來。當(dāng)發(fā)生并聯(lián)支路潮流或環(huán)路潮流問題時(shí)，調(diào)相器常被用來消除支路的熱穩(wěn)定限制。串聯(lián)電容補(bǔ)償是另一種遠(yuǎn)距離高壓交流輸電線路常用的提高輸電容量的方法?，F(xiàn)在人們利用大功率電力電子技術(shù)開發(fā)了一系列設(shè)備，統(tǒng)稱為柔流輸電設(shè)備，它可以使人們更好地利用輸電線、電纜和變壓器等相關(guān)設(shè)備的容量。達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3供電企業(yè)線損計(jì)算方法
輸出線路損耗的計(jì)算公式：
P=12R
式中：P——損失功率，W；
I——負(fù)荷電流，A；
R——導(dǎo)線電阻，。
三相電力線路損耗計(jì)算公式：
P=PA+PB+PC=312R
電纜線路的電能損耗由導(dǎo)體電阻損耗、介質(zhì)損耗、鉛包損耗、鋼鎧損耗，組成。一般情況下介質(zhì)損耗約為導(dǎo)體電阻損耗的1～3%，鉛包損耗約為1．5%，鋼鎧損耗在三芯電纜中，如導(dǎo)線截面不大于185mm2，可忽略不計(jì)。電力電纜的電阻損耗，一般根據(jù)產(chǎn)品目錄提供的交流電阻數(shù)據(jù)進(jìn)行電能損耗的計(jì)算，在代表日電力電纜的損耗為：
W=3r01×24×10-3 (kW·h)
式中：0——電力電纜線路每相導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的電阻值，∕km；
1——電力電纜線路長(zhǎng)度，km。
電網(wǎng)中功率消耗和運(yùn)行電壓的平方成反比，在輸送相同功率時(shí)適當(dāng)提高運(yùn)行電壓，即可以確保電壓質(zhì)量，也能降低損耗。在降低消耗工作中可以通過提高供電設(shè)備的功率因數(shù)，來減少無功電流的分量。從而改變公用變壓器的功率因數(shù)，來給正在運(yùn)行中的配電變壓器進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償，提高公用變壓器的功率因數(shù)。平衡變壓器運(yùn)行的數(shù)量，保證變壓器以最小功率運(yùn)行。避免超負(fù)荷運(yùn)行。線損的計(jì)算方法還有均平方根電流法和平均電流法。均方根電流法的物理依據(jù)是線路中流過的均方根電流所產(chǎn)生的電能損耗，相當(dāng)于實(shí)際負(fù)荷在同一時(shí)期內(nèi)所消耗的電能。它的計(jì)算公式應(yīng)用均方根電流法計(jì)算，由于配電變壓器的額定容量不能體現(xiàn)其實(shí)際用電量情況，因此對(duì)于沒有實(shí)測(cè)負(fù)荷記錄的配電變壓器，用均方根電流核與變壓器額定容量成正比的關(guān)系來計(jì)算一般不是完全符合實(shí)際負(fù)荷情況的。只可以借鑒作為線損推理的輔助數(shù)值。各分支線和各線段的均方根電流根據(jù)各負(fù)荷的均方根電流代數(shù)相加減而得到，而在一般情況下，實(shí)際系統(tǒng)各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷曲線形狀和功率因數(shù)都不相同，因此用負(fù)荷的均方根電流直接代數(shù)相加減來得到各分支線和各線段的均方根電流不盡合理。這是產(chǎn)生誤差的主要原因。
結(jié)束語
通過上文的論述，我國供電企業(yè)的現(xiàn)狀仍然存在著諸多的不足有待改善，我們必須從多角度，多方向共同努力，實(shí)現(xiàn)管理水平的改進(jìn)與提升，有效降低損耗利國利民，控制線損、降低線損、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是電力企業(yè)現(xiàn)代化管理的核心內(nèi)容，促進(jìn)我國供電企業(yè)線路的利用率，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]周云丹．縣級(jí)供電企業(yè)線損管理分析[J]．中國科技信息，2005
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)的步伐加快，用電負(fù)荷也快速增加高壓、超高壓交聯(lián)電纜正被越來越廣泛的使用。但是目前國內(nèi)高壓交聯(lián)電纜通常采用單芯電纜，在電纜的安裝使用過程中亦發(fā)現(xiàn)不少問題，本文對(duì)一起110kV電纜在進(jìn)行交接驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)外護(hù)套燒毀事故進(jìn)行原因分析。
1 事故概況
2011年9月，河北省某碼頭110kV電纜進(jìn)線工程，該電纜型號(hào)規(guī)格YJLW03―64/110kV―1*630mm2，雙回路，穿管敷設(shè)，每回長(zhǎng)度約1500米，分三段做中間接頭，每段電纜長(zhǎng)度約500米，均采用交叉互聯(lián)接地。電纜敷設(shè)安裝結(jié)束按要求進(jìn)行交接試驗(yàn)，試驗(yàn)單位為某供電局修試所。試驗(yàn)過程中，將兩個(gè)回路中C相電纜并聯(lián)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，電壓升到128kV并持續(xù)約15分鐘時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)1#接頭井、2#接頭井內(nèi)冒出大量煙霧，隨即停止試驗(yàn)。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)1#、2#接頭井內(nèi)多根電纜外護(hù)套不同程度燒毀，其中兩個(gè)C相電纜大約2米長(zhǎng)度外護(hù)套幾乎全部燒光，與之相鄰幾根電纜由于被引燃，也存在不同程度的燒毀情況。同時(shí)在該電纜線路其他檢修井內(nèi)也發(fā)現(xiàn)兩根C相電纜外護(hù)套表面有多個(gè)擊穿點(diǎn)。
圖1
2 原因分析
2.1 高壓電纜結(jié)構(gòu)
由于高壓電纜導(dǎo)體截面大，絕緣層較厚，如果成纜后再加上填充及外護(hù)套，電纜整體外徑及重量會(huì)非常大，不利于生產(chǎn)加工及運(yùn)輸，施工難度也會(huì)很大，故國內(nèi)高壓電纜普遍采用單芯結(jié)構(gòu)，其主要構(gòu)成包括導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、緩沖阻水帶、皺紋鋁護(hù)套、非金屬外護(hù)套（表面含半導(dǎo)電層），如圖2所示
圖2
2.2 高壓電纜的接地方式
由圖2可知，高壓?jiǎn)涡倦娎|結(jié)構(gòu)中，絕緣線芯外包覆有皺紋鋁護(hù)套，鋁護(hù)套一方面起徑向阻水作用，另一方面在電纜正常運(yùn)行時(shí)通過電容電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)為故障電流提供了回流通路。由于單芯高壓電纜的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)導(dǎo)體通過交變電流時(shí)，其產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)與金屬護(hù)套交鏈，在金屬護(hù)套上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓與電纜的長(zhǎng)度、導(dǎo)體負(fù)荷電流、頻率成正比關(guān)系，感應(yīng)電壓過高不僅會(huì)危及到人身的安全，還可能會(huì)擊穿外護(hù)套絕緣。故此GB50127―2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定：交流單芯電纜線路正常感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值在未采取有效防止人員任意接觸金屬層的安全措施時(shí)，不得大于50V，其余情況不得大于300V。
為降低金屬護(hù)套的感應(yīng)電壓，滿足規(guī)范要求，同時(shí)避免單芯電纜金屬護(hù)套兩端接地時(shí)產(chǎn)生環(huán)流，不僅需要根據(jù)GB/T11017―2002《額定電壓110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》及GB/Z18890―2002《額定電壓220kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》標(biāo)準(zhǔn)要求，敷設(shè)后電纜外護(hù)套需通過直流10kV/1分鐘耐壓試驗(yàn)，而且根據(jù)實(shí)際情況來合理選擇不同的接地方式，通常有單端接地、中間接地、交叉互聯(lián)接地。
2.3 高壓電纜的懸浮電壓
由2.2可知，高壓?jiǎn)涡倦娎|導(dǎo)體通過交變電流時(shí)，如果選擇正確的接地方式后，金屬護(hù)套對(duì)地感應(yīng)電壓很低，最高不超過300V。但是一旦高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套未接地或接地方式被破壞，造成金屬護(hù)套兩端出現(xiàn)未接地現(xiàn)象，金屬護(hù)套對(duì)地的感應(yīng)電壓就會(huì)改變?yōu)闃O高的懸浮電壓，引發(fā)事故。
2.3.1 懸浮電壓的計(jì)算
電纜本身是容性負(fù)載，導(dǎo)體與金屬護(hù)套（或金屬屏蔽）可以看作電容的兩個(gè)極。高壓?jiǎn)涡倦娎|外護(hù)套表面均包含有半導(dǎo)電層，其主要作為電纜外護(hù)套絕緣試驗(yàn)的一個(gè)電極，電纜敷設(shè)安裝后，其外護(hù)套表面半導(dǎo)電層與地（金屬支架等）產(chǎn)生良好接觸時(shí)，如果電纜金屬護(hù)套不接地，此時(shí)導(dǎo)體與金屬護(hù)套間、金屬護(hù)套與地間形成一個(gè)串聯(lián)的電容分壓器，假設(shè)導(dǎo)體與金屬護(hù)套間電容為Ca，金屬護(hù)套與地之間電容為Cb，如果導(dǎo)體上施加電壓為U，則金屬護(hù)套上會(huì)產(chǎn)生Ca、Cb對(duì)U的分壓U懸浮，且每一點(diǎn)的電位相等，即懸浮電壓U懸浮。于是有
（式1）
式1計(jì)算公式。另外電纜外護(hù)套表面半導(dǎo)電層由于種種原因與地（金屬支架）未接觸或接觸不良時(shí)，如果電纜金屬護(hù)套不接地，此時(shí)除了Ca、Cb外，還有金屬護(hù)套與地及周圍環(huán)境之間的空氣雜散電容C空，則金屬護(hù)套上產(chǎn)生Ca、Cb、C空對(duì)U的分壓U懸浮1，此時(shí)Cb、C空
（式2）
串聯(lián)后再與Ca串聯(lián)分壓，如果將Cb、C空串聯(lián)后的電容看作Cx，于是有式2計(jì)算公式。式1中Ca、Cb根據(jù)廠家提供電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)，由電纜電容計(jì)算公式式3求取，此時(shí)電容是定量，懸浮電壓主要與導(dǎo)體施加電壓成正比。式2中Cx的計(jì)算需要根據(jù)電纜敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間求取C空，此時(shí)電容是變量，計(jì)算比較復(fù)雜，而且C空與Cb串聯(lián)后電容變小，式2條件下計(jì)算出的懸浮電壓數(shù)值要比式1條件下高。式3中，Di為電纜外徑，Dc為導(dǎo)體外徑。
（式3）
2.4 事故原因
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知，該電纜線路設(shè)計(jì)為交叉互聯(lián)接地，電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為GB50150―2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，試驗(yàn)電壓128kV，時(shí)間60分鐘，諧振頻率為20―300HZ?，F(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，電纜接頭井與檢修井中電纜均放在金屬支架上，但是外護(hù)套未能與金屬支架良好接觸，電纜線路兩個(gè)終端的鋁護(hù)套均良好接地，但是1#、2#接頭井內(nèi)電纜中間接頭鋁護(hù)套引出端未能與交叉互聯(lián)箱進(jìn)行聯(lián)接，導(dǎo)致電纜線路在耐壓試驗(yàn)過程中，1#接頭井至2#接頭井中間段電纜鋁護(hù)套未接地，產(chǎn)生懸浮電壓。假設(shè)該電纜敷設(shè)后，外護(hù)套半導(dǎo)電層與地（金屬支架等）良好接觸，此時(shí)該中間段電纜鋁護(hù)套上產(chǎn)生的懸浮電壓按照式1來計(jì)算，根據(jù)廠家提供電纜參數(shù)得知，導(dǎo)體與金屬護(hù)套間電容為0.219μF/km，電纜外徑為98.2mm，鋁護(hù)套厚度為2mm，外護(hù)套厚度為4.5mm，真空介電常數(shù)ε0=8.86×10-3μF/km，外護(hù)套材料為聚乙烯的相對(duì)介電常數(shù)ε=2.3。根據(jù)式3則有Cb=6.28×8.86×10-3μF/km×2.3÷ln（98.2÷89.2）=1.331μF/km。如L為電纜實(shí)際長(zhǎng)度，根據(jù)式1則有
而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是電纜外護(hù)套半導(dǎo)電層未能與地（金屬支架等）良好接觸，則有U懸浮1產(chǎn)生，根據(jù)式2可知，由于Cx變小，故U懸浮1要幾倍于18.08kV，由于C空與電纜實(shí)際使用空間有關(guān)，C空的取值越小，則U懸浮1越大。該金屬護(hù)套上產(chǎn)生的U懸浮1已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過外護(hù)套耐壓試驗(yàn)所要求的10kV電壓，過高的電壓導(dǎo)致外護(hù)套擊穿。外護(hù)套擊穿后，由于電纜外護(hù)套半導(dǎo)電層未能與地良好接觸，金屬護(hù)套會(huì)對(duì)地進(jìn)行放電，因此時(shí)電纜導(dǎo)體上仍然施加有電壓，使得金屬護(hù)套不斷對(duì)地進(jìn)行放電，并通過電纜外護(hù)套表面半導(dǎo)電層爬電連通到距離最近的接地電阻較小的金屬支架或其他固定金具等有效接地點(diǎn)，產(chǎn)生弧光放電，導(dǎo)致電纜外護(hù)套起火燃燒，加上外護(hù)套采用的是易燃的聚乙烯材料，加大火勢(shì)并引燃了臨近電纜。發(fā)現(xiàn)情況后雖經(jīng)及時(shí)處理，亦造成了多根電纜燒毀，只能進(jìn)行更換，結(jié)果損失慘重。
3 預(yù)防措施
鑒于懸浮電壓的危害性，故高壓?jiǎn)涡倦娎|在進(jìn)行交接試驗(yàn)或通電投運(yùn)前，必須對(duì)電纜金屬護(hù)套（金屬屏蔽）的接地情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，并確保接地牢靠。另外由于鋁芯電纜端子容易氧化，會(huì)導(dǎo)致端頭接觸電阻變大，應(yīng)避免使用鋁芯電纜作為接地線。
高壓?jiǎn)涡倦娎|進(jìn)行交接試驗(yàn)時(shí)，由于未帶負(fù)荷，此時(shí)導(dǎo)體承載電流很小，即使金屬護(hù)套（金屬屏蔽）兩端接地，環(huán)流亦可忽略不計(jì)。為確保試驗(yàn)時(shí)電纜金屬護(hù)套接地，對(duì)采用單端接地或中間接地方式的線路，最好將電纜兩端金屬護(hù)套全部接地進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于采用交叉互聯(lián)方式接地的線路，必須對(duì)整個(gè)線路認(rèn)真檢查，確保所有交叉互聯(lián)箱、接地箱的正常連接后，方可進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)期間，派專人對(duì)試驗(yàn)電纜線路進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)處理，避免發(fā)生事故。
電纜通電運(yùn)行后，要經(jīng)常對(duì)線路進(jìn)行巡視檢查，避免接地箱被盜或破壞后產(chǎn)生懸浮電壓。如果發(fā)現(xiàn)電纜出現(xiàn)完全懸空狀態(tài)，應(yīng)立即停電進(jìn)行處理，未停電時(shí)嚴(yán)禁直接用接地線接地來消除懸浮電壓，除非有特殊保護(hù)裝置才能臨時(shí)處理，但是在停電后，亦必須按照原線路接地方式進(jìn)行恢復(fù)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]GB 50217―2007，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
