浅谈高压XLPE 电缆金属护套的选用

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( 1) 拆除旧的磨盘密封装置, 清理密封室内的积 煤, 疏通上部磨盘密封间隙。
( 2) 利用磨煤机的盘车装置, 用车刀对磨盘轴进 行修理, 消除由于磨损而产生的沟槽。
( 3) 气封片的螺栓孔可以制作成条形孔, 安装时 调整密封片与磨盘轴之间间隙, 保证其间隙在 0.25~ 0.50 mm; 而后安装 2 层的石墨盘根及盘根压盖, 盘 根接头要求错位 180°安装, 以保证密封效果, 同时盘 根压盖的紧力不得太大, 防止盘根磨损磨盘大轴, 盘 根与磨盘大轴之间的间隙为 0.10 mm 左右最佳。
优点: 焊缝铝护套由铝板卷包后用氩弧焊机焊 成形, 焊缝铝护套 XLPE 电力电缆的生产成本低是 它最大的特点。另外, 焊缝铝护套是一种有效的径 向防水层, 但其内在质量及成本与无缝铝护套不能 等同。
缺 点 : 铝 的 熔 融 加 工 温 度 约 700~750 ℃, 在 焊 接过程中, 由于电弧温度极高,导致铝的金属结构发 生变化, 使铝护套的机械性能在圆周上不均匀, 在 敷设牵引中受力后会产生集中变形。敷设前分段计 算张力及侧压力并采用适当措施, 是选用此种电缆 必不可少的一项工作。 2.4 铝塑综合护套
( 收稿日期: 2006- 04- 25)
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对每一具体工程的实际情况, 选择既实用又经济的
电缆的径向阻水层, 不同的金属护套各有其适用性。 护套类型。
在选择金属护套时应按各自的使用条件、施工方法 5.4 电缆的质量由组成电缆的各部件的综合质量
对铝护套:
式中 Id— ——金属护套短路电流(绝热情况), A; s— ——金属护套标称截面, mm2; t— ——短路时间, s; θf— —— 金属护套短路最终温度, ℃; θi— —— 金属护套短路起始温度, ℃。
目 前 XLPE 绝 缘 电 力 电 缆 实 际 工 程 设 计 中 均 取 金 属 护 套 的 短 路 起 始 温 度 为 70 ℃, 最 终 温 度 为 200 ℃, 不 同 电 压 等 级 线 路 的 短 路 持 续 时 间 : 110 kV 线路 t=0.7 s, 220 kV 线路 t=0.4 s, 500 kV 线 路 t= 0.4 s。
优点: 铅护套内壁无需设计间隙, 内部结构紧 密, 因而纵向防水性能比任何一种波纹金属护套电 缆都好。铅的化学稳定性及耐腐性好。铅护套 XLPE 绝缘电力电缆的敷设比铝护套 XLPE 绝缘电力电缆
附图 电缆结构示意图 1—导 体 ; 2—导 电 屏 蔽 层 ; 3—绝 缘 层 ; 4—绝 缘 屏 蔽 层 ; 5—金属屏蔽层; 6—金属护套; 7—外护套; 8—石墨涂层
当电缆敷设于电缆隧道、电缆夹层以及排管线 路等外力破坏机率小的场所, 且系统短路容量较小 时, 可选用铝塑综合护套。因铝塑综合护套电缆重量 较其它护套电缆轻很多, 在水电站等高落差的工程 中可发挥特别作用。
4 金属护套截面的校验
金属护套的选用, 除上述材料、结构选型外, 还 需校验金属护套的截面, 在一般工程设计中, 目前 均采用 GB 50217—94 中绝热情况下短 路电流的 计 算公式来校验金属护套的截面, 简化计算公式为: 对铅护套:
5 结论
5.1 各种金属护 套都能作为 高压 XLPE 绝 缘 电 力 ( 下转第 53 页)
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用填料密封。内侧的迷宫是由气封片与轴之间狭窄 间隙形成的, 外侧通过密封填料来密封。当外侧填料 磨损而使其间隙变大, 可以通过紧盘根压盖, 使其间 隙保持为最小, 从而减少漏风, 增大密封风压, 达到 密封效果。磨煤机下部磨盘密封装置如图 2 所示, 主 要有气封室、填料室及填料等部件组成。其特点是 ① 气封室设计制作得较为轻巧, 它是由两半的气封 片及两半的隔板组成, 气封片采用 2 mm 的铸铝材 料制成, 配置有 3 组, 且气封片间隙可以调整, 这种 结构便于安装, 从而减轻了维护人员的工作强度。 ② 填料室较为简单, 密封盘根采取两层石墨盘根, 可以起到润滑作用, 减少了轴的磨损。 2.2 下部磨盘密封装置安装要点
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优点: 波纹铝护套 XLPE 电力电缆最大的优点是 重量轻和短路热稳定容量大。在短路电流持续时间稍 长的系统中, 一般标准厚度铝护套即能满足要求, 如 计算中热稳定条件不满足时可将铝护套稍加厚即 能满足技术要求, 无需采用增加铜丝屏蔽的措施, 比铅护套简单。用连续压铝机挤包的铝护套机械性 能与密封性都很好, 是良好的电缆径向防水层。铝 护套电缆重量比铅护套电缆轻得多, 在敷设中比铅 护套电缆省力, 颇受敷设工人的欢迎。
用场合和使用要求; 并对实际工程中电缆金属护套的截面校验计算做了简单介绍。
关键词: 高压 XLPE 绝缘电力电缆; 金属护套; 截面校验
中图分类号: TM247
文献标识码: B
文章编号: 1006- 0170( 2006) 03- 0021- 02
1 引言
随着国民经济的发展和城市化进程的加速,Hale Waihona Puke Baidu 用高压电力电缆送电正成为当今城市电网建设的趋 势。交联聚乙烯( 以下简称 XLPE) 绝缘高压电力电 缆制造技术的发展与成熟, 使之成为高压电缆送电 线路的主流。XLPE 绝缘高压电缆线路设计要考虑 的因素很多, 其中金属护套的选择涉及电缆线路的 安全性、可靠性及经济性。本文对目前常用金属护套 的种类、性能特征、使用场合和使用要求做简要介 绍, 并给出了实际工程中电缆金属护套截面校验的 简化计算公式, 以做工程设计参考之用。
柔软, 铅护套 XLP) 电缆在接头作业中可直接搪铅比 较方便。
缺 点 : 20 ℃时 , 铅 电 阻 率 约 为 铝 电 阻 率 的 7.5 倍, 铅的比重是铝的 4.2 倍, 要满足相同条件下的短 路热稳定要求, 铅护套的截面必须比铝护套的大得 多。同规格的高压铅护套电缆比铝护套电缆重得多, 一般来说要重 60 %至 90 %。铅护套的成本要比铝 护套大的多。
4 结束语
3 改造后的效果
磨煤机下部磨盘密封装置改造以后, 不但消除
改造后 1 年多的运行证明: ① 此装置结构具有 可靠、实用的优点。由于下部磨盘密封的漏风量大为 减少, 有效地消除了磨盘甩粉现象, 并且磨煤机减速 箱不再积有煤粉, 降低了积粉着火引起火灾的风险。 ② 降低了磨煤机减速箱润滑油系统的回油温度, 不 再出现推力轴承温度高报警或跳闸的现象, 保证了
优点: 铝塑综合护套 XLPE 电力电缆具有重量轻、 尺寸小和造价低的特点, 其护套内的铝箔是有效的阻 水层。
缺点: 只能在短路容量不大的系统中使用; 在短 路容量大的系统内使用需加铜丝屏蔽, 在造价上稍 有逊色。其抗外力破坏及外护套穿孔后的耐腐蚀作 用很脆弱。
3 金属护套选用的一般原则
3.1 选用铅护套 海底电力电缆必须选用铅护套。另外, 在地下
(收稿日期: 2006- 04- 20)
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水水位高, 且地下水腐蚀性较强的地区, 要着重 考虑电缆的防水及耐腐性能, 一般应优先选用铅 护套。
3.2 选用波纹铝护套 除上述情况外均可选用价格相对较低的波纹铝
护套。对高压 XLPE 绝缘电力电缆而言, 无缝铝护套 比有焊缝铝护套好, 连续挤压的比非连续挤压的好, 圆环形波纹比螺旋形波纹好。无缝铝护套能抵御高 强度冲击力, 在高温下不会再结晶, 受振动影响小, 特别适合于在铁路和繁忙的高速公路附近使用; 圆 环形波纹能有效防止水分沿电缆纵向的渗透。铝护 套良好的机械性能, 使其比较适用于要求能承受一 定机械力的场所, 如直接与变压器相连, 敷设在桥梁 上或竖井中。 3.3 选用铝塑综合护套
缺点: 铝是化学性能很活泼的金属,若在运行中 遇到外力损伤了外护层, 铝护套很快会被腐蚀穿孔 而造成进水。铝护套电缆在安装中柔软性不如铅护 套。在敷设过程中电缆经过弯曲处理后铝护套电缆 不易自行变直, 在转弯处不如铅护套电缆顺畅。在 安装各类附件中, 铝护套上不能直接搪铅, 搪底铅 操作对工人的工艺水平要求较高, 稍有不慎会造成 电缆进水。 2.3 焊缝波纹铝护套
磨盘上部 密封装置
气封片 及隔板
磨 盘 转 动 轴
密 封 间 隙
填料室及盘根
图 2 改造后的磨盘密封装置
油稳燃的燃油费用。③ 由于改造后的磨盘密封装置 结构简单, 制造工艺要求简单, 且其重量较轻, 安装 及调整都十分方便, 减少了安装劳动量。④ 每套下 部磨盘密封装置约 2 万元, 若磨盘密封装置漏风较 大, 不必将下部磨盘密封装置整体解体, 只更换其盘 根即可, 检修十分方便, 还可以节约费用。
铅护套的机械性能不高, 这与其结晶的结构有 关。此外, 铅护套的耐振性能不高, 电缆的铅护套可 能在机械振动的作用下损坏。为了改善铅护套的机 械强度和抗振性能, 现在一般采用铅合金来做电缆 的铅护套, 我国目前基本上都采用铅锑铜合金 ( 含 0.4 % ̄0.8 %的锑和 0.02 % ̄0.06 %的铜) 做为铅护 套的材料, 也可采用性能与此相同或更好的其它 铅合金。 2.2 无缝波纹铝护套
和运行经验因地制宜的选用。
来决定, 金属护套的质量仅是其中一个部份。金属护
5.2 在不同的电缆结构和生产工艺中, —般来说无 套宜适用即可, 切不可因小失大, 电缆的整体质量好
缝金属护套比有缝的好, 连续的比不连续的好。对于 才是最关键的。
波纹铝护套, 圆环形波纹比螺旋形波纹好。
5.3 电缆金属护套并不是价格越贵质量越好, 应针
了原有密封装置的漏风漏粉现象, 改善了磨煤机运 行环境, 而且降低了磨煤机的润滑油温及减速箱上 部推力轴承温度 ( 推力轴承温度高会使磨煤机跳 闸) , 保证了磨煤机的运行安全。此密封装置结构设 计简单可靠, 改造价格较为便宜, 既方便检修, 又节 约费用。
设备的运行可靠性, 同时节约了因磨煤机跳闸而投
2 金属护套的种类
金属护套应具有 3 大性能: ① 防水。防止 XLPE 绝缘接触到水分产生水树效应, 使电缆主绝缘水平 下降, 即作为电缆的径向阻水层。② 承受短路电流 热稳定性能好。应能满足电力系统要求的最大短路 电流和短路持续时间的要求。③ 对绝缘线芯起保护 作用。避免外力对绝缘线芯的损伤。金属护套按生产 工艺可分为 3 大类: 无缝金属护套、纵向焊缝金属护 套 和 综 合 护 套 等 。 采 用 的 材 料 有 铅 、铝 、铜 和 不 锈 钢 等。目前国内最常用的金属护套有: 无缝铅护套、无 缝波纹铝护套、焊缝波纹铝护套、铝塑综合护套等 4 种。金属护套在电缆中的位置见附图。 2.1 无缝铅护套
第 26 卷第 3 期 2006 年 9 月
福建电力与电工 FUJIAN DIANLI YU DIANGONG
IS S N 1006- 0170 CN 35- 1174 / TM
浅谈高压 XLPE 电缆金属护套的选用
官文彤 王贤灿 徐晓立
(福建省电力勘测设计院, 福建 福州 350003)
摘要: 扼要介绍了对目前高压 XLPE 绝缘电力电缆的金属护套的种类、性能特征; 总结了各种金属护套的使
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