由於過去電纜質量和施工質量的問題,使設計人員不敢選用需要芯數和實際芯數相同的電纜,以防止電纜敷設完成後,在接線中出現問題,重新換電纜的情況; 控製電纜,一般是細線···
由於過去電纜質量和施工質量的問題,使設計人員不敢選用需要芯數和實際芯數相同的電纜,以防止電纜敷設完成後,在接線中出現問題,重新換電纜的情況; 控製電纜,一般是細線、多芯。
從控製中心連接到各係統傳遞信號或控製操作功能的電纜統稱控製電纜。
控製電纜早期的功能比較簡單,包括:指示燈顯示、儀表指示、繼電器和開關設備的操作、報警聯鎖係統等。
近年來,由於弱電和計算機網絡的廣泛應用,對控製電纜的選擇和應用提出了新的功能和更高的要求。
本文就近年來控製電纜的選擇和使用中出現的一些新問題,加以研討,供研究參考。
1控製電纜的主要係列品種 當今控製電纜的主產品為:聚氯乙烯絕緣控製電纜、天然-丁苯橡皮絕緣控製電纜和聚乙烯絕緣控製電纜三大係列。
此外還有交聯聚乙烯絕緣和乙丙橡皮絕緣的產品。
早年曾生產的油浸紙絕緣鉛包控製電纜已經淘汰。
控製電纜的額定電壓用U0/U表示。
我國1998年頒發的國家標準對塑料絕緣控製電纜的額定電壓規定為450/750V,國外已有德國等提出將600/1000V的產品,作為控製電纜的常規產品係列。
目前我國也能生產600/1000V的塑料絕緣控製電纜。
橡皮絕緣控製電纜的額定電壓則規定為300/500V。
控製電纜的線芯為銅芯,標稱截麵2.5mm²及以下,2~61芯;4~6mm²,2~14芯;10mm²,2~10芯。
控製電纜的工作溫度:橡皮絕緣為65℃,聚氯乙烯絕緣為70℃和105℃兩個等級。
計算機係統的使用的控製電纜一般選用聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯以及氟塑料絕緣的產品。
2保證控製電纜正常工作,防止幹擾的措施 為保證控製電纜在發生絕緣擊穿、機械損傷或著火時,減少波及的範圍,國家標準GB50217-91電力工程電纜設計規範規定:雙重化保護的電流、電壓以及直流電源和跳閘控製回路等需要增強可靠性的兩套係統,應采用各自獨立的控製電纜。
控製電纜投入運行後,同一電纜的不同線芯之間,緊鄰平行敷設的電纜之間都存在電氣幹擾的問題,引起電氣幹擾的主要原因有:(1)由於外施電壓在線芯間電容耦合的作用下產生的靜電幹擾;(2)由於通電電流產生的電磁感應幹擾。
總的來講,當鄰近存在高電壓、大電流幹擾源時,電氣幹擾更嚴重,由於同一電纜的線芯之間的距離較小,其幹擾程度也遠大於平行敷設的緊鄰電纜。
例如某超高壓變電所分相操作斷路器的控製回路,三相合用一根電纜,曾發生過這樣事故,由分相操作的脈衝使其它相的晶閘管觸發,誤導致三相聯動,以後改用分別獨立的電纜,就未再發生誤動事故。
又如某電廠的計算機監測係統,由於將模擬量低電平的信號線與變送器的電源線合用一根四芯電纜,曾引起在信號線產生70V的幹擾電壓,這對以毫伏計的低電平信號回路,顯然會影響正常工作。
防止或減輕電氣幹擾的措施,主要有以下三個方麵。
2.1控製電纜的一個備用芯接地 實踐證明,控製電纜中一個備用芯接地時,幹擾電壓的幅值可降低到25%~50%,且實施簡便,而對電纜的造價增加甚微。
2.2對電氣幹擾時會發生嚴重後果的電路,不合用一根控製電纜 其中包括:(1)弱電信號控製回路與強電信號控製回路;(2)低電平信號與高電平信號的回路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控製回路,都不應使用同一根控製電纜。
但對 的回路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控製回路,都不應使用同一根控製電纜。
但對弱電回路的每一對往返導線如分屬於不是同一根的控製電纜,在敷設時有可能形成環狀布置,在相近電源的電磁線交鏈下會感生電勢,其數值可能對弱電回路低電平的參數幹擾影響較大,因此對往返導線仍應合用一根控製電纜為宜。
2.3金屬屏蔽與屏蔽層接地 金屬屏蔽是減弱和防止電氣幹擾的重要措施,包括對線芯的總屏蔽、分屏蔽和雙層式總屏蔽等。
控製電纜金屬屏蔽型式的選擇,應按可能產生的電氣幹擾影響的強弱,計入綜合抑製幹擾的措施,以滿足降低幹擾和過電壓的要求。
對防幹擾效果的要求越高,則相應的投資也越大,當采用鋼帶鎧裝、鋼絲編織總屏蔽時,電纜的價格約增加10%~20%。
強電回路中的控製幹擾,由於其本身的信號較強,因此除了位於超高壓配電裝置或與高壓電纜緊鄰平行較長外,均可選用不帶金屬屏蔽的控製電纜。
弱電信號控製回路使用的控製電纜,當位於存在幹擾影響的環境,又不具備有效的抗幹擾措施時,宜選用帶金屬屏蔽的控製電纜,以防止電氣幹擾會對低電平信號回路產生誤動作或使絕緣擊穿等影響。
弱電回路的控製電纜如果能與電力電纜拉開足夠的距離,或敷設在鋼管中時,可能會使外部的電氣幹擾降低到允許的限度。
對計算機監測係統信號回路的控製電纜,其屏蔽型式選擇的原則是:(1)開關量信號,可用總屏蔽;(2)高電平模擬信號,宜用對線芯的總屏蔽,必要時也可用對線芯的分屏蔽;(3)低電平模擬信號或脈衝量信號,宜用對線芯的分屏蔽,必要時也可用含對線芯分屏蔽的複合總屏蔽。
關於屏蔽層的接地方式,應注意做到以下幾點: (1)計算機臨控係統的模擬信號回路的控製電纜屏蔽層,宜用集中式一點接地。
其原因基於保證計算機監控係統正常工作的要求,因為即使僅1V左右的幹擾電壓,也可能引起邏輯判斷的謬誤,集中一點接地可避免出現接地環流; (2)除計算機監控係統的控製電纜屏蔽層隻允許集中一點接地的情況外,其它的控製電纜屏蔽層,當電磁感應幹擾較大時,宜采用兩點接地,而靜電感應的幹擾較大時,則采用一點接地; (3)雙重屏蔽或複合總屏蔽的內屏蔽層宜用一點接地,而外屏蔽層可以兩點接地; (4)選擇兩點接地時還應考慮在暫態電流的作用下,屏蔽層不會被燒毀。
3沿高壓電纜平行敷設的控製電纜的選擇 控製電纜的額定電壓應不低於該回路的工作電壓,並應滿足可能經受的暫態和工頻過電壓的要求。
由於較長的高壓電纜線路一般采用縱差動保護方式,其保護及監測信號等的控製電纜,往往與高壓電纜緊鄰平行敷設(俗稱導引電纜)。
當一次係統發生單相接地故障時,由於電磁感應在控製電纜上出現的工頻過電壓值,往往可能超過常用的控製電纜的絕緣水平。
例如:英國某特長12km的275KV電纜線路的旁邊平行敷設的控製電纜,在一次係統單相短路電流25KA時,曾測得其工頻感應過電壓可達21~25KV(鋼帶鎧裝控製電纜)或12~15.5KV(鉛包控製電纜),因此常用的5 KV或15KV級的控製電纜仍無法適應過電壓的要求。
又如我國某城市3k
單絞機m長的110KV電纜線路旁邊,與其平行敷設的控製電纜,在一次係統短路電流15KA的作用下,出現的感應電壓,經驗算需選用絕緣水平不低於10KV級的控製電纜,目前國內已有15KV級導引電纜的產品,並曾在實際工程中采用。
抑製感應過電壓的措施還有:(1)控製電纜備用的線芯接地;(2)電力電纜鉛包兩端接地;(3)增設並列的接地線等。
4超高壓配電裝置控製電纜的選擇 220KV及以上高壓配電裝置敷設的控製電纜,通常宜選用額定電壓600/1000V等級的控製電纜;如有良好的屏蔽時,也可選用450/750V的控製電纜。
其主要原因是:當高壓配電裝置中進行空載切合線路或變壓器操作時,以及雷電波侵入的情況下引起的暫態過電壓和不對稱短路引起的工頻過電壓,由於電磁感應、靜電感應和接地網上電位升高等原因,都可能在控製電纜上產生較高的幹擾電壓,對國內一些220KV及以上變電站的實地測試,控製電纜線芯中的暫態幹擾電壓有時可高達2500~4000V,具有金屬屏蔽或備用線芯接地時,暫態過電壓值可降低致60%以下。
工頻過電壓的影響更大,某220KV變電站曾在一次係統短路時,由於接地網電位的升高導致控製電纜絕緣的擊穿。