空冷风机电源电缆温度高原因分析及解决方案

空冷风机电源电缆温度高原因分析及解决方案
姚宏业
（山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）
Analysis and Solutions to the High Temperature of Air-cooling Fan
Power cable
Yao Hongye
（Linfen City,Shanxi Prov. China 041000）
ABSTRACT: This paper analyzes the reasons for the high temperature of the air-cooled island air cooling fan power cable in coal-fired power plant and recommends some improvement measures. By enhancing ventilation, it makes the cable temperature focusing on the laying of cable trench reduce to the normal levels, which can prevent the cable fire accidents and ensure the cable’s normal life.
KEY WORDS: Linfen Thermal Power Plant; Cable Temperature; Infrared Imaging
摘要：本文分析了火力发电厂空冷岛空冷风机电源电缆温度高的原因，并提出了改进措施。

通过加强通风，使集中敷设在电缆沟内的电缆温度降至正常水平，防止了电缆火灾事故，并
保证了电缆正常使用寿命。

关键词：临汾热电；电缆温度；红外成像 1 前言
山西大唐国际临汾热电有限责任公司装机容量为2×300MW 空冷供热机组，每台机设置30台空冷风机、空冷配电室一座，30根ZRC-YJV22-1-3X185mm 2
电机电源电缆经同一电缆沟道进入钢制电缆竖井引至空冷岛平台。

风机电机132kW，额定电流240A。

电机50Hz 工频运行时实际电流180A 左右，55Hz 超频运行时电流230A 左右。

2 空冷风机超频运行时电源电缆存在的主要问题
在日常检查中发现，空冷岛电缆隧道及电
缆竖井内电缆温度较其他区域明显偏高，尤其是竖井底部的沟道内。

夏季大负荷时风机超频运行时，用红外成像仪测量电缆沟道内电缆表面最高温度达91℃（图一），此时电缆外护套已出现软化现象。

在电缆上放置酒精温度计对照检查，证明红外成像仪测量值准确。

3 电缆温度高原因分析
3.1电缆载流量校核
空冷配电室至空冷岛电缆竖井的沟道内敷设30根3X185mm2电缆，多根电缆并列重叠敷设在空气中综合校验系数K=KtK1在线芯工作温度为90℃时选0.658，65℃时选0.59[1]。

环境温度25℃，导线工作温度65℃时，1kV 聚氯乙烯及护套3×185铜芯电缆单根长期允许载流量332A。

线芯工作温度为90℃时：多跟并列敷设电缆持续允许载流量为K t K 1I xu =0.658×332=218.46A；
线芯工作温度为65℃时：多跟并列敷设电缆持续允许载流量为K t K 1I xu =0.59×332=195.88A；
电机55Hz 超频运行时电流达230A 左右，理论上电缆线芯温度可达90℃。

可见，电缆截面选择偏小，无安全裕度是空冷风机电缆温度高的主要原因。

图一：空冷岛电缆竖井底部电缆温度
3.2电缆沟道、竖井通风影响
空冷岛配电室下方的电缆隧道、电缆沟及电缆竖井，防火封堵严密，造成各区段形成独立封闭空间，空气不流通，电缆散热不良，是造成电缆温度高的另一主要原因。

4 电缆温度高的潜在危害及预防措施
4.1电缆温度高的潜在危害
电缆表面温度达90℃时，电缆外护套已明显感觉软化。

且该电缆无铠装，软化后极易因外力破坏造成接地或短路引发电气火灾。

另引至空冷平台的电缆竖井高度达42米，电缆绑扎不良时重力不能均匀分布，势必造成上部绑扎点受力，温度高时易被绑线勒伤，甚至造成事故。

电缆已安装投运，无法更改截面，只能主要通过改善电缆散热条件和降低电缆载流量来降低电缆温度。

4.2改善通风条件
电力工程电缆设计规范规定，电缆隧道宜采取自然通风。

当有较多电缆导体工作温度持续达到70℃以上或其他影响环境温度显著升高时，可装设机械通风，但机械通风装置应在一旦出现火灾时能可靠地自动关闭[2]。

将配电室内的电缆隧道人孔盖板改为网格板，使冷却变频器的空调冷风进入电缆隧道。

用细尼龙绳将防火门把手绑在电缆桥架上，使电缆隧道内的防火门正常时打开，电缆着火时烧断尼龙绳，防火门在闭门器的作用下自动关闭。

拆除电缆隧道至电缆竖井间的电缆沟两端的防火封堵，将电缆竖井地面上的阻火段上移一格，将该阻火段上下两扇钢盖板改为带铁丝网的百叶窗，用以通风。

则配电室内的冷风经人孔网格板进入，经电缆隧道——电缆沟——电缆竖井下层百叶窗流出，对该段电缆进行冷却。

电缆竖井第二层百叶窗进风，顶部出风，对钢竖井内电缆冷却（图二）。

图二空冷岛电缆通道改造后的示意图
电缆隧道至电缆竖井的电缆沟长度不足10米，可将该段电缆沟与电缆隧道纳入同一防火区段，另在电缆沟与电缆竖井内加装超细干粉灭火弹，不影响防火效果。

改善通风条件后，在发电机组满负荷、空冷风机超频运行时实测电缆温度降至70℃以下。

4.3尽量减少电缆大电流运行时间
汽轮机空冷装置的冷却效率与空冷散热片的清洁度、冷却风量及环境温度有关。

在保持空冷散热片的清洁度，环境温度高时使用喷淋水降温，都可以在保持空冷装置足够的真空度情况下减少风机超频运行的时间和数量，从而减轻电缆发热情况。

空冷风机在工频运行时实测电缆竖井底部电缆温度为54.2℃，属于电缆运行的安全区域。

5 小结
对于集中敷设的大电流电缆发热问题明显，而防火封堵与冷却通风的矛盾更加突出。

通过改善电缆通道散热条件及空冷装置冲洗、投用喷淋冷却装置等辅助手段，增加电缆冷却效果的同时减少电缆负荷，有效地降低了集中敷设的空冷风机电源电缆的发热问题，提高了电缆消防安全，并保证了电缆的正常使用寿命。

参 考 文 献
[1] 电力工程设计手册（一次部分）北京：中国电力出版
社.2009（933、934、1002）
[2] GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》5.5.9条
作者简介：
姚宏业，男，1971年4月出生，工程师，1994年毕业于成都科技大学电力系统及其自动化专业，山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西省临汾市尧都区，041000。