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广东电网云浮郁南供电局 527199
摘要:在国家大力倡导新能源的政策推动下,电力电缆凭借其远胜于空中线路的优越性,越来越多地被广大民众所熟知、运用。電力电缆大量的运用于沿海岛屿的供电问题,海岛与海岛之间以及海岛与大陆之间的网络、电力问题。那么这种新兴能源具有哪些特性呢?本文就是对电力电缆的一些基本情况、电气参数以及电气特性进行概述研究。
关键词:电力电缆;基本结构;电气参数;电气特性
在经济、科技飞速发展的今天,各项绿色、新兴能源也在逐步走入人们的生活以及发展建设中。在传统的电力发展进程中,一直以来最大的电力输送特色就是架空线路。架空线路作为电路输送的“大哥大”,随着国家的不断快速发展,也越来越多地体现出了它的老旧落后。一种新兴能源的诞生必定伴随着一些新兴的知识结构以及认知,那么电力电缆这种绿色能源到底有什么特色,又有什么魅力能迅速占领这么大的市场呢?
1、电力电缆的重要性
在新形势社会的引导下,国民认识水平不断提高,大家更多地注重了对环境保护的认识。架空路线的建设恰好是违背这一民意的,即使是在大城市区域的外围也存在着巨大的困难。再加上发展中的大城市,能源的不断快速消耗,导致了只能通过建设地下电缆来满足人们的需求。城市地下电力电缆对外界影响较小,例如在一些大型施工建设中就需要大量的电力输出来支持工程的进度,若是使用架空线路的话,不仅很大程度上会影响城市的美观,而且对城市的交通也会产生不良的影响。城市地下电力电缆不仅耗费空间小,它的线路容纳量也大量增加。城市地下电力电缆它是铺设于地下,因此在建筑空间上的占用是极其微小的。传统的变电站考虑其出线较多,加上对安全、检修方面的考虑,在架设同杆时不宜过多,因此所用的占地面积就不得不十分广。而电力电缆却不同,它的线路容纳能力更强,能够将全部出线容纳进一条隧道。
沿海区域的电力供输则依靠另一项绿色能源电缆——海底电力电缆。由于沿海地区的特殊性,以往它的电力运输一直是个比较难的项目,现在,海岛与海岛之间、海岛与大陆之间的电力运输、网络问题全都依靠海底电力电缆得到了完美的解决。另外随着新能源的不断开发利用,越来越多的项目依靠海底电力电缆来输电,不管是海底油田的开采还是海上风场的建设。电力电缆为各行各业的长足发展提供了非常便捷、有效的电力运输。
2、电力电缆的基本结构
电力电缆主要由导体(导电线芯)、耐火层、绝缘层、屏蔽层、填充层、内护层、铠装层以及外护层八部分构成。
2.1导体(导电线芯)
导电线芯有实芯和绞合之分,它的作用就是传导电流。铜包钢、铝包钢、铜、银、培等都是导电线芯的材料,而所有的材料中铝和铜是导电性比较好的选择,其中导电性最好的当属铜。
2.2耐火层
此结构只有耐火性电缆才有。它能在火灾中为人们逃生争取更多的时间,电缆在火中的持久性更好,这种电缆能在灾害的情况下更多地保护人们的权益。
2.3绝缘层
绝缘层的作用是隔绝导体,能承受一定的电压,防止电流外泄造成伤亡,它是包覆在导体外的。根据要求的不同,绝缘材料也多种多样,有相应的介电系数小的,阻燃性能高的,能耐油腐的,燃烧时不产生有害气体的等等。施工时,可以根据实际要求选择合适的绝缘材料。
2.4屏蔽层
屏蔽层位于绝缘层与外护层之间,能很好地限制电场和电磁的干扰。同样的,它也有多种材料来适应不同类型的电缆,例如:铜丝缠绕、铝合金丝编织、铝箔、钢塑带等等,为不同的专业效果提供了更多地选择。
2.5填充层
填充成有玻璃纤维绳、橡皮、聚丙烯绳等多种填充物构成,它的一个主要特性就是要求非吸湿性以及不能导电的材料。它能有效地让电缆圆整,结构稳定,甚至能防火、隔水等,做到了更好的安全防护。
2.6内护层
内护层分为挤包、纵包以及绕包等几种不同形式,挤包一般是在要求比较高的前提下,而烧包或纵包形式是在要求稍低的状况下启用。它能保护绝缘线芯不被外层损坏。
2.7铠装层
依照电缆的大小,铠装用的钢带厚度也是有所区别的,这在电缆使用标准中有规定。最常见的是不绣钢带铠装、钢带铠装、铝带铠装等多种形式,铠装层的主要作用就是保护电缆免受外力的损伤。
2.8外护层
电缆的外护层就是我们最后所能见到的最外一层,它一般有三种主材料构成:塑料类、金属类和橡皮类。它能在最外层起到对电缆的整体保护作用,根据电缆特性不同也分为低烟低卤型、低烟无卤型以及阻燃性等几类。
3、电缆电气参数
电气参数对电力电缆至关重要。电缆传输容量主要取决于各部分的耗能发热状况,而这些能耗正是依据电气参数来计算的,因此电气参数决定了电缆传输性能和传输容量。利用电气电缆的绝缘电阻以及电容可以了解绝缘层,换句话来说,它也是观查和检验电缆的标准。
一次参数和二次参数是电力电缆电气参数的两种表现形式。一次参数包括电感、电容、线芯的有效电阻、绝缘电阻,二次参数则包含相移常数、波阻值、衰减常数,通过一次参数的计算能够推理到二次参数。
电缆的电气参数由电缆各部分的材料性能和结构的尺寸以及电阻系数确定,因此,如果电缆的几何尺寸确定了,那么电缆电气参数的计算公式也就确定了。这样就可以根据他们之间密切的关系来确定相应电缆的尺寸,以期满足有电气参数要求的电缆。
4、电气特性
对电气的特性分析最重要的凭据就是电气参数的计算。以往的电气参数计算往往是查询手册来获取,但是手册中获取的数据毕竟不够确切,因而我们必须实地的计算一下电气参数。其实,我们完全可以依据基本的物理定律来进行电气参数的计算,计算在差异的频率下常见的电气参数,再将得到的不同参数进行对比分析。分析不同参数的产生原因,从而演算出一套相对完善的计算方法。一般在电力电缆参数计算时,主要针对电容矩阵、电感矩阵和电阻矩阵。电缆线路的传输矩阵在进行电器分析的过程中扮演着至关重要的角色,依据传输矩阵来确定电压以及电流,能及时有效地掌握沿线路的电压及电流的变化情况。
4.1电缆阻抗
电缆阻抗相角的改变,对电压电流会造成很大的影响,阻抗的幅值变化同样也会形成影响。其实,如果是在合理的情况下改变电缆的阻抗相角或幅值,也是能够把电压与电流引入平稳趋向的。
4.2电缆并联补偿度
电缆并联补偿度的不同变化,能够有效地控制其相应的沿电缆线路各个点的电流与电压变化,对于电缆运行来说,电缆并联补偿度担当着举足轻重的角色。电缆并联补偿度的合理并联补偿,能够推动电缆线路的顺畅实施,同时也降低了电压的损耗,对电流幅值的平稳运行具有推动作用。
结束语
科技在不断进步的今天,人们对客观事物的认识也在不断地改变,科技材料也在日新月异地进步着。作为传统电力线路未来的电力电缆也在不断壮大自己的技术,在不断地发展和完善。新兴的海底、城市地下电力光缆技术渐渐地在我们面前揭下神秘的面纱;同时,它还在不断地趋向多元化、高标准、新技术。可以预见,在未来的相当长的一段时间内,电力电缆将在电力行业不断发展、壮大。而我们对于电力电缆参数的运算以及电气特性的分析将会越发趋于成熟。我们有理由相信,电力电缆这一新兴能源技术将会在电力系统中发挥着不可替代的重要作用。
参考文献:
[1]孟庆来.电力电缆电气参数及电气特性研究[J].消费电子,2014,(6):15-15,17.
[2]钱洁.电力电缆电气参数及电气特性研究[D].浙江大学,2013.
[3]林宇航.浅谈电力工程施工技术有效管理措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(16)
摘要:在国家大力倡导新能源的政策推动下,电力电缆凭借其远胜于空中线路的优越性,越来越多地被广大民众所熟知、运用。電力电缆大量的运用于沿海岛屿的供电问题,海岛与海岛之间以及海岛与大陆之间的网络、电力问题。那么这种新兴能源具有哪些特性呢?本文就是对电力电缆的一些基本情况、电气参数以及电气特性进行概述研究。
关键词:电力电缆;基本结构;电气参数;电气特性
在经济、科技飞速发展的今天,各项绿色、新兴能源也在逐步走入人们的生活以及发展建设中。在传统的电力发展进程中,一直以来最大的电力输送特色就是架空线路。架空线路作为电路输送的“大哥大”,随着国家的不断快速发展,也越来越多地体现出了它的老旧落后。一种新兴能源的诞生必定伴随着一些新兴的知识结构以及认知,那么电力电缆这种绿色能源到底有什么特色,又有什么魅力能迅速占领这么大的市场呢?
1、电力电缆的重要性
在新形势社会的引导下,国民认识水平不断提高,大家更多地注重了对环境保护的认识。架空路线的建设恰好是违背这一民意的,即使是在大城市区域的外围也存在着巨大的困难。再加上发展中的大城市,能源的不断快速消耗,导致了只能通过建设地下电缆来满足人们的需求。城市地下电力电缆对外界影响较小,例如在一些大型施工建设中就需要大量的电力输出来支持工程的进度,若是使用架空线路的话,不仅很大程度上会影响城市的美观,而且对城市的交通也会产生不良的影响。城市地下电力电缆不仅耗费空间小,它的线路容纳量也大量增加。城市地下电力电缆它是铺设于地下,因此在建筑空间上的占用是极其微小的。传统的变电站考虑其出线较多,加上对安全、检修方面的考虑,在架设同杆时不宜过多,因此所用的占地面积就不得不十分广。而电力电缆却不同,它的线路容纳能力更强,能够将全部出线容纳进一条隧道。
沿海区域的电力供输则依靠另一项绿色能源电缆——海底电力电缆。由于沿海地区的特殊性,以往它的电力运输一直是个比较难的项目,现在,海岛与海岛之间、海岛与大陆之间的电力运输、网络问题全都依靠海底电力电缆得到了完美的解决。另外随着新能源的不断开发利用,越来越多的项目依靠海底电力电缆来输电,不管是海底油田的开采还是海上风场的建设。电力电缆为各行各业的长足发展提供了非常便捷、有效的电力运输。
2、电力电缆的基本结构
电力电缆主要由导体(导电线芯)、耐火层、绝缘层、屏蔽层、填充层、内护层、铠装层以及外护层八部分构成。
2.1导体(导电线芯)
导电线芯有实芯和绞合之分,它的作用就是传导电流。铜包钢、铝包钢、铜、银、培等都是导电线芯的材料,而所有的材料中铝和铜是导电性比较好的选择,其中导电性最好的当属铜。
2.2耐火层
此结构只有耐火性电缆才有。它能在火灾中为人们逃生争取更多的时间,电缆在火中的持久性更好,这种电缆能在灾害的情况下更多地保护人们的权益。
2.3绝缘层
绝缘层的作用是隔绝导体,能承受一定的电压,防止电流外泄造成伤亡,它是包覆在导体外的。根据要求的不同,绝缘材料也多种多样,有相应的介电系数小的,阻燃性能高的,能耐油腐的,燃烧时不产生有害气体的等等。施工时,可以根据实际要求选择合适的绝缘材料。
2.4屏蔽层
屏蔽层位于绝缘层与外护层之间,能很好地限制电场和电磁的干扰。同样的,它也有多种材料来适应不同类型的电缆,例如:铜丝缠绕、铝合金丝编织、铝箔、钢塑带等等,为不同的专业效果提供了更多地选择。
2.5填充层
填充成有玻璃纤维绳、橡皮、聚丙烯绳等多种填充物构成,它的一个主要特性就是要求非吸湿性以及不能导电的材料。它能有效地让电缆圆整,结构稳定,甚至能防火、隔水等,做到了更好的安全防护。
2.6内护层
内护层分为挤包、纵包以及绕包等几种不同形式,挤包一般是在要求比较高的前提下,而烧包或纵包形式是在要求稍低的状况下启用。它能保护绝缘线芯不被外层损坏。
2.7铠装层
依照电缆的大小,铠装用的钢带厚度也是有所区别的,这在电缆使用标准中有规定。最常见的是不绣钢带铠装、钢带铠装、铝带铠装等多种形式,铠装层的主要作用就是保护电缆免受外力的损伤。
2.8外护层
电缆的外护层就是我们最后所能见到的最外一层,它一般有三种主材料构成:塑料类、金属类和橡皮类。它能在最外层起到对电缆的整体保护作用,根据电缆特性不同也分为低烟低卤型、低烟无卤型以及阻燃性等几类。
3、电缆电气参数
电气参数对电力电缆至关重要。电缆传输容量主要取决于各部分的耗能发热状况,而这些能耗正是依据电气参数来计算的,因此电气参数决定了电缆传输性能和传输容量。利用电气电缆的绝缘电阻以及电容可以了解绝缘层,换句话来说,它也是观查和检验电缆的标准。
一次参数和二次参数是电力电缆电气参数的两种表现形式。一次参数包括电感、电容、线芯的有效电阻、绝缘电阻,二次参数则包含相移常数、波阻值、衰减常数,通过一次参数的计算能够推理到二次参数。
电缆的电气参数由电缆各部分的材料性能和结构的尺寸以及电阻系数确定,因此,如果电缆的几何尺寸确定了,那么电缆电气参数的计算公式也就确定了。这样就可以根据他们之间密切的关系来确定相应电缆的尺寸,以期满足有电气参数要求的电缆。
4、电气特性
对电气的特性分析最重要的凭据就是电气参数的计算。以往的电气参数计算往往是查询手册来获取,但是手册中获取的数据毕竟不够确切,因而我们必须实地的计算一下电气参数。其实,我们完全可以依据基本的物理定律来进行电气参数的计算,计算在差异的频率下常见的电气参数,再将得到的不同参数进行对比分析。分析不同参数的产生原因,从而演算出一套相对完善的计算方法。一般在电力电缆参数计算时,主要针对电容矩阵、电感矩阵和电阻矩阵。电缆线路的传输矩阵在进行电器分析的过程中扮演着至关重要的角色,依据传输矩阵来确定电压以及电流,能及时有效地掌握沿线路的电压及电流的变化情况。
4.1电缆阻抗
电缆阻抗相角的改变,对电压电流会造成很大的影响,阻抗的幅值变化同样也会形成影响。其实,如果是在合理的情况下改变电缆的阻抗相角或幅值,也是能够把电压与电流引入平稳趋向的。
4.2电缆并联补偿度
电缆并联补偿度的不同变化,能够有效地控制其相应的沿电缆线路各个点的电流与电压变化,对于电缆运行来说,电缆并联补偿度担当着举足轻重的角色。电缆并联补偿度的合理并联补偿,能够推动电缆线路的顺畅实施,同时也降低了电压的损耗,对电流幅值的平稳运行具有推动作用。
结束语
科技在不断进步的今天,人们对客观事物的认识也在不断地改变,科技材料也在日新月异地进步着。作为传统电力线路未来的电力电缆也在不断壮大自己的技术,在不断地发展和完善。新兴的海底、城市地下电力光缆技术渐渐地在我们面前揭下神秘的面纱;同时,它还在不断地趋向多元化、高标准、新技术。可以预见,在未来的相当长的一段时间内,电力电缆将在电力行业不断发展、壮大。而我们对于电力电缆参数的运算以及电气特性的分析将会越发趋于成熟。我们有理由相信,电力电缆这一新兴能源技术将会在电力系统中发挥着不可替代的重要作用。
参考文献:
[1]孟庆来.电力电缆电气参数及电气特性研究[J].消费电子,2014,(6):15-15,17.
[2]钱洁.电力电缆电气参数及电气特性研究[D].浙江大学,2013.
[3]林宇航.浅谈电力工程施工技术有效管理措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(16)