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摘要：电缆设备在现实中有着极其广泛的应用，电缆设备的安全性是保证电缆设备运行安全的重要手段，也是电缆设备实用化过程中需要重点解决的关键问题。因此，如何保障电缆设备的安全性具有十分重要的理论和现实意义。本文分析了影响电缆设备安全性的原因，并提出相关解决方案。
关键字：电缆设备 安全性 原因 解决方案
电缆（electric cable; power cable）通常是由几根或几组导线[每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆,每组导线之间相互绝缘,并常围绕着一根中心扭成,整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆；导体截面积较大的(大于6平方毫米)称为大电线，较小的(小于或等于6平方毫米)称为小电线，绝缘电线又称为布电线。电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆等等。它们都是由多股导线组成，用来连接电路、电器等。
电缆及其相关设备在现实中有着广泛的利用：电力系统采用的电缆设备主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸力缆（基本被塑料电力电缆代替）、橡套线缆、架空绝缘电缆）、分支电缆（取代部分母线）、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等；信息传输系统用于信息传输系统的电缆设备主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。机械设备、仪器仪表系统的电缆设备除架空裸电线外几乎其他所有产品均有应用，但主要是电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等；裸电线及裸导体制品主要特征是纯的导体金属，无绝缘及护套层，如钢芯铝绞线、铜铝汇流排、電力机车线等；随着近二十多年来，通讯行业的飞速发展，通讯电缆及光纤设备也有惊人的发展速度，从过去的简单的电话电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等，该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。
电缆设备具有传输容量大、损耗小、灵活性高、占地空间小、无污染等显著优点，近年来随着我国国民经济的高速发展，电缆设备需求急剧增长，特别是迅猛发展的大城市和城市密集居住地区。电缆设备的安全性是保证电缆设备运行安全的重要手段，也是电缆设备实用化过程中需要重点解决的关键问题。因此，如何保障电缆设备的安全性具有十分重要的理论和现实意义。
常见的电缆设备安全性问题主要有机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等。其原因主要有: 土建方面，铺设电缆时未能采取保护措施,保护层遭破坏,绝缘降低，工井管沟排水不畅,电缆长期被水浸泡,损害绝缘强度，或长期受挤压外力破坏.主要是市政施工中机械野蛮施工,挖伤挖断电缆；长期超负荷运行,将使电缆温度升高,绝缘老化,以致击穿绝缘，降低施工质量；电气方面，电缆头施工工艺达不到要求,电缆绝缘性能下降；
为此，笔者根据自身学习经历，对电缆设备的安全性问题有针对性的提出分析，并对如何保长电缆设备的安全性提出相关对策。
1. 施工方面
主要是埋设电缆设备方面，安全要求有：（1）电缆线相互交叉时，高压电缆应在低压电缆下方。如果其中一条电缆在交叉点前后1m范围内穿管保护或用隔板隔开时，最小允许距离为0.25m；（2）电缆与热力管道接近或交叉时，如有隔热措施，平行和交叉的最小距离分别为0.5m和0.25m；（3）电缆与铁路或道路交叉时应穿管保护，保护管应伸出轨道或路面2m以外（4）电缆引入建筑物时应穿管保护，保护管亦应超出建筑物散水以外；（5）直接埋在地下的电缆与一般接地装置的接地之间应相距0.25~0.5m，直接埋在地下的电缆埋设深度，一般不应小于0.7m，并应埋在冻土层下。
2. 电流方面
由Bergeron提出的贝瑞隆模型是一种比较精确的输电线路模型，它反映了输电线路内部无故障时(包括稳态运行和区外故障)两端电压电流之间的关系，而线路内部故障时，相当于在故障点增加了一个节点，这种关系被破坏。利用这一差别区分线路内部和外部故障，可以构成一种新的差动保护原理，自动地考虑了电容电流的影响，不再需要进行电容电流的补偿（图1.）。
图1. 贝瑞隆模型原理
3. 电缆监测与保护系统
以普吉变电站电缆系统的项目为例，普吉变电站有220kV、110kV、35kV三个电压等级，电缆设备安装在2号主变35kV侧，为了保证高温超导电缆发生故障被切除后不影响对用户的供电，现场增加了一断路器支路与高温超导电缆相并联，一旦超导电缆切除以后可通过这根并联支路供电。安装于普吉变电站现场的电缆系统由超导电缆本体、终端、制冷及其监控系统、电缆监控与保护系统等四部分组成。三相电缆本体在变电站场地上平行布置，以转角90°敷设，其中B相转弯半径5米。终端是连接电缆、高压母线、液氮制冷系统三者的接口，每根电缆两端各有一套。制冷及其监控系统安装于电缆附近的热工房内，通过真空液氮输送管连接到终端上，对电缆和终端进行冷却。电缆监控与保护系统安装于变电站主控室内。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键字：电缆设备 安全性 原因 解决方案
电缆（electric cable; power cable）通常是由几根或几组导线[每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆,每组导线之间相互绝缘,并常围绕着一根中心扭成,整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆；导体截面积较大的(大于6平方毫米)称为大电线，较小的(小于或等于6平方毫米)称为小电线，绝缘电线又称为布电线。电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆等等。它们都是由多股导线组成，用来连接电路、电器等。
电缆及其相关设备在现实中有着广泛的利用：电力系统采用的电缆设备主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸力缆（基本被塑料电力电缆代替）、橡套线缆、架空绝缘电缆）、分支电缆（取代部分母线）、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等；信息传输系统用于信息传输系统的电缆设备主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。机械设备、仪器仪表系统的电缆设备除架空裸电线外几乎其他所有产品均有应用，但主要是电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等；裸电线及裸导体制品主要特征是纯的导体金属，无绝缘及护套层，如钢芯铝绞线、铜铝汇流排、電力机车线等；随着近二十多年来，通讯行业的飞速发展，通讯电缆及光纤设备也有惊人的发展速度，从过去的简单的电话电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等，该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。
电缆设备具有传输容量大、损耗小、灵活性高、占地空间小、无污染等显著优点，近年来随着我国国民经济的高速发展，电缆设备需求急剧增长，特别是迅猛发展的大城市和城市密集居住地区。电缆设备的安全性是保证电缆设备运行安全的重要手段，也是电缆设备实用化过程中需要重点解决的关键问题。因此，如何保障电缆设备的安全性具有十分重要的理论和现实意义。
常见的电缆设备安全性问题主要有机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等。其原因主要有: 土建方面，铺设电缆时未能采取保护措施,保护层遭破坏,绝缘降低，工井管沟排水不畅,电缆长期被水浸泡,损害绝缘强度，或长期受挤压外力破坏.主要是市政施工中机械野蛮施工,挖伤挖断电缆；长期超负荷运行,将使电缆温度升高,绝缘老化,以致击穿绝缘，降低施工质量；电气方面，电缆头施工工艺达不到要求,电缆绝缘性能下降；
为此，笔者根据自身学习经历，对电缆设备的安全性问题有针对性的提出分析，并对如何保长电缆设备的安全性提出相关对策。
1. 施工方面
主要是埋设电缆设备方面，安全要求有：（1）电缆线相互交叉时，高压电缆应在低压电缆下方。如果其中一条电缆在交叉点前后1m范围内穿管保护或用隔板隔开时，最小允许距离为0.25m；（2）电缆与热力管道接近或交叉时，如有隔热措施，平行和交叉的最小距离分别为0.5m和0.25m；（3）电缆与铁路或道路交叉时应穿管保护，保护管应伸出轨道或路面2m以外（4）电缆引入建筑物时应穿管保护，保护管亦应超出建筑物散水以外；（5）直接埋在地下的电缆与一般接地装置的接地之间应相距0.25~0.5m，直接埋在地下的电缆埋设深度，一般不应小于0.7m，并应埋在冻土层下。
2. 电流方面
由Bergeron提出的贝瑞隆模型是一种比较精确的输电线路模型，它反映了输电线路内部无故障时(包括稳态运行和区外故障)两端电压电流之间的关系，而线路内部故障时，相当于在故障点增加了一个节点，这种关系被破坏。利用这一差别区分线路内部和外部故障，可以构成一种新的差动保护原理，自动地考虑了电容电流的影响，不再需要进行电容电流的补偿（图1.）。
图1. 贝瑞隆模型原理
3. 电缆监测与保护系统
以普吉变电站电缆系统的项目为例，普吉变电站有220kV、110kV、35kV三个电压等级，电缆设备安装在2号主变35kV侧，为了保证高温超导电缆发生故障被切除后不影响对用户的供电，现场增加了一断路器支路与高温超导电缆相并联，一旦超导电缆切除以后可通过这根并联支路供电。安装于普吉变电站现场的电缆系统由超导电缆本体、终端、制冷及其监控系统、电缆监控与保护系统等四部分组成。三相电缆本体在变电站场地上平行布置，以转角90°敷设，其中B相转弯半径5米。终端是连接电缆、高压母线、液氮制冷系统三者的接口，每根电缆两端各有一套。制冷及其监控系统安装于电缆附近的热工房内，通过真空液氮输送管连接到终端上，对电缆和终端进行冷却。电缆监控与保护系统安装于变电站主控室内。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看