| 标题 | 电气自动化设计中高压进线电缆选型的分析与探讨 |
| 范文 | 吴峰 摘 要：随着社会经济不断发展，我国电力行业获得了迅猛进步，电气工程项目自动化水平越来越高，极大地解放了人力，提高了电力行业的经济效益。但从当前电气自动化设计活动实际开展情况来看，在高压进线电缆选型过程中仍存在一定的问题和不足，影响电气自动化系统的正常工作，本文主要针对电气自动化设计中高压进线电缆选型进行探究，希望能为电气行业的持续稳定发展提供一定的参考。 关键词：电气自动化设计;高压进线电缆;选型分析 1 前言 在外线工程项目建设过程中，高压进线电缆是重要组成部分之一，直接关系着输电工程项目运行的稳定性和安全性。但从当前高压进线电缆实际安装情况来看，仍然存在很多问题和风险，引起建设成本的增加和施工应用过程中的安全隐患。因此，需要加强对高压进线电缆选型工作的分析与探究，明确电气自动化设计中高压进线电缆的应用，以降低工程项目的建设成本，提高高压进线电缆的工作效率。 2 电气自动化设计中高压进线电缆选型 2.1 电缆终端头选型 在电缆线路运行的过程中，电缆附件是重要的组成部分，直接关系着电缆系统运行的稳定性和可靠性。在电缆敷设完成之后，需要针对高压进线电缆的工作要求和工作环境配置各种电缆附件，并按照设计工艺将至安装到电缆端部，共同发挥电力运输和电力调控的作用。电缆终端头主要包括户外电缆终端和户内电缆终端两部分，户外电缆终端通常应用复合套管式终端、有瓷套式终端以及全预制式终端。户内电缆终端广泛使用GIS终端，GIS终端可以分为干式GIS中端盒，湿式GIS终端两种。湿式GIS终端将绝缘胶助剂充填到套管内，这个过程需要厂家配合完成，工序比较繁琐，运维工作量大，占地面积较大。干式终端并不需要加绝缘胶助剂，使用寿命较长，运维和安装比较简单，占地面积较小，而且可以有效避免漏油问题。干式GIS终端主要包括装配式和插拔式两种结构形式，二者主要在围观结构以及顶部密封处理方面存在差异。在选择电缆终端型号时，需要与开关匹配[1]。 复合套管户外终端运输方便安装简单、重量较轻、防爆性能优良，可以有效解决传统瓷套爆炸时碎片产生的风险，有效维护设备和人员的安全。复合套管户外终端更适合在人群相对比较密集的场所使用，但是复合套管户外终端的稳定性相对较差，在运行一段时间之后，可能会出现疏水性，导致复合套管电气性能以及机械性能下降，密封也会存在老化问题。瓷套式户外终端辨识能力和憎水性能优良，有着良好的耐候性，但是重量相对较大，施工装卸、安装不便利，而且防爆性能比较差。由于此套式户外终端使用的材料是脆性材料，在爆炸之后，碎片会威胁周边电气设备及人员的安全，适合在人群相对稀疏的区域使用。全预制式户外终端安装时只需要处理好电缆本体即可，具有优良的绝缘性能和抗腐蚀性能，直接利用硅橡胶整体成型全预制式户外终端，运输安装便捷简单，重量较轻，在使用过程中也比较易于维护和保养。运行期间也可以避免漏油问题而引起的环境危害和事故问题。通常情况下，110千伏及以下的户外电缆终端主要采取全预制式户外终端，220千伏以上电压等级由于绝缘性能问题尚未全面应用全预制式户外终端，通常采取复合套管充油电缆终端或者瓷套式电缆终端[2]。 2.2 导体材料的选型 市面上常见的高压电缆主要包括铝金属和铜金属作为导体材料，还有一部分是铝合金材质的电缆。相对于普通的铝金属和铝合金材料来说，铜金属的电气性能和机械性能要更加优良，可靠性、安全性较高。铜的熔点要远大于铝的熔点，铝合金的熔点则略低于普通铝金属的熔点。所以，铝合金和铝金属并不适合作为耐火电缆的导体，铜金属是更好的选择，从机械强度来看，铝合金较差，铜金属较好。从导体耐蚀性方面比较，铜金属最佳，铝合金最差。对比三者的导体断裂伸长率来看，铜金属最好，铝金属最差，铝合金次之。比较三者电缆导体材料的经济性和可靠性可以发现，由于铝芯电缆外径较大，在施工清理过程中所产生的摩擦力相对于铜金属电缆来说要更大，会大幅降低电缆所允许的牵引力，增大施工难度，容易引起电缆施工过程中的损伤，影响整根电缆的长度，而且还会降低系统的可靠性和安全性，导致事故隐患的增加。从整体施工角度来看，铝合金电缆的性能要差于普通的铝金属电缆，铜导体电缆性能相对较好[3]。 2.3 金属护套选型 在电缆运行安装的过程中，容易受到机械应力和外部应力的作用导致电缆出现损伤，影响电缆正常稳定的工作。因此，需要在电缆外部加装金属护套以对电缆线进行适当的机械保护，避免电缆芯在使用过程中受损，延长电缆的使用寿命，同时，金属护套的安装也可以避免潮气或者水气进入到电缆内部而造成短路问题，避免外地对电缆产生压力破坏。也可以有效防止绝缘发热产生的热膨胀损害，常见的电缆金属护套包括铝护套、铅护套、不锈钢护套以及铜护套。铝护套承受压力的能力较强，机械强度较大，并不需要加固，而且鋁金属的密度相对较小，可以有效降低整体电缆的重量，导电性能较好，允许通过的短路电流较大。但是铝金属护套耐腐蚀性能较差，外径比较大。铅金属护套耐震性能较差，机械强度较差，在受到震动的场合容易遭到破坏。同时，铅金属的密度比较大会，造成电缆的整体重量较大，但是铅金属护套密封性能比较好，可以有效防止电缆中进入水汽或者潮气，保障电缆的绝缘性能。耐腐蚀性能相对一般金属来说也比较好，多应用于海底电缆系统当中。铜金属护套的优势是机械强度优良，导电性能好，适合焊接平滑或者扎纹成型。但是铜金属护套造价比较高，重量也较大，不锈钢护套适合于焊接平滑成型，机械强度较大，导电性能差，重量比较大。工程项目建设人员需要结合电缆线路的敷设环境以及地形特征，选取可靠的金属护套方案，有效保护电缆线路的持续稳定工作，提高电缆线路的工作效益和工作质量[4]。 3 电气自动化设计中高压进线电缆计算 在进行高压进线电缆选型和设计的过程中，需要结合用电设备的用电要求以及线路进线电压，科学设计高压进线电缆铺设方案。电缆铺设方式主要包括电缆沟铺设、电缆直埋铺设、电缆排管铺设以及户外电缆架空铺设等几种方式。结合电缆铺设要求以及能够满足要求的绝缘材料、电缆护套材料和导体的相关因素，综合选择适合电缆长期稳定运行的材料和方案。电缆截面的选取则主要从电压损失校验、载流量计算以及热稳定校验等三方面因素综合考虑确认。根据直埋电缆位置处最热月平均温度以及土壤特征确定土壤直埋敷设的校正系数，并针对土壤特性以及温度等环境资料选取工程地质条件基础资料作为计算参考依据。其次，还需要结合空气中铺设时最热月平均最高环境温度，电缆沟内铺设时同一层支架上其他电缆与本工程电缆的铺设净距离以及无遮阳架空铺设等情况确定校正系数。 4 结束语 综上所述，在进行高压进线电缆选型时，需要结合高压进线电缆的实际工作情况以及工作要求，科学选择高压进线电缆材料，通过合理的计算方法计算校正系数，尽可能的减少输送距离和工作环境，对于高压进线电缆正常工作的影响，保证高压进线电缆可以持续稳定安全可靠的工作。 参考文献 [1]陆莎.基于人工智能技术在电气自动化控制中的应用分析[J].电子世界，2019（12）. [2]夏君山，夏向阳，赵威，etal.基于差值电流分析的高压电缆在线监测研究[J].高压电器，2019（7）. [3]李万超，尹海丞，王磊.高压电缆局部绝缘老化故障智能定位系统设计[J].自动化与仪器仪表，2019（8）：41-45. [4]苏鹏.电气自动化在工业机械控制中的应用探讨[J].内燃机与配件，2019（17）. |
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