电力电缆讲座 第二讲 电缆线路设计和敷设施工

1电缆线路设计 1.1电缆线路路径的选择.从电源点到受电点的电缆线路地下通道称为电缆线路路径.设计人员在选择电缆线路路径时,应当反复比较,选择一条在经济上和技术上均为最佳的、最合理的路径方案.在城市电网中,电缆线路路径选择,通常应遵循以下三个原则:     

基于风险评估的电缆线路检修策略

摘要：根据电缆线路的检修特点,提出基于风险评估的电缆线路检修策略,同时考虑了电缆线路故障发生的概率性和故障后果的严重性。首先依据实时信息对电缆线路单元进行评价,根据层次分析法计算电缆线路整体健康指数,据此推算出电缆线路故障概率;通过电缆线路自身资产损失风险和运行损失风险确定电缆线路综合风险;最后根据电缆线路综合风险所处风险等级决策电缆线路检修策略,以上饶城市配电网为例验证了该方法的可行性。     

电缆线路参数现场测量与分析

介绍了在电缆金属护套不同交叉互联接地方式下,电缆线路参数的理论计算和实测方法。结合现场试验经验,分析了电缆线路参数相序电流通路变化对相序阻抗的影响,探讨了电缆线路参数变化的规律和特点,保证电缆线路参数测量的准确性。     

架空与电缆线路在不同供电区域的适用性研究

对不同类型供电区域适用架空线路还是电缆线路供电的问题,是关系到配电网优化的重要内容。介绍了架空线路和电缆线路的供电模型,分析了采用架空线路和电缆线路在经济性、技术性等方面的特征,并对不同类型供电区域特征进行了详细的对比分析。基于分析结果,提出了架空线路和电缆线路在不同供电区域适用性的特征匹配原理,并用该原理对其进行了匹配计算,最后对架空线路和电缆线路在不同类型供电区域的适用情况进行了探讨。     

基于模糊数学的电缆线路风险评估模型研究

电缆线路作为配电网不可或缺的一部分,合理地对电缆线路实施状态检修具有非常重大的意义。通过对电缆线路健康水平进行风险评估,可以有效地对电缆线路实施状态检修。文中在对电缆线路风险因素分析的基础上,研究了电缆线路风险评估模型的建立和评判方法,根据电缆线路组件的不同风险状态量,建立电缆线路风险因素集和影响列表。针对不同检修人员的不同评估意见,不同类型数据所用的不同评估标准,将精确数学评判模糊化,提出了基于模糊数学的电缆线路多级模糊风险评判方法。各风险因素的向量和重要程度系数通过专家评议法确定。采用加权平均模型对多层次模糊算法进行了进一步的改进与完善,最后所建模型的有效性与合理性通过算例分析给予了充分验证。     

浙江电网电缆线路运行情况分析

从电缆线路故障率、故障位置和故障原因三方面,对2009-2011年浙江电网10 kV及以上电缆线路的运行情况进行统计和分析,总结了浙江电网电缆线路典型故障类型和特点。对浙江电网电缆线路状态检测技术应用情况及状态评价、状态检修工作开展情况进行总结分析,指出了在电缆线路状态检测及评价方面尚需进一步完善的工作,以期为全面推进电缆线路的智能化和状态检修提供参考。     

电缆线路电容电流实用化估算方法及应用

电缆的更新换代使电缆线路的电气参数发生很大变化,传统的电缆线路电容电流经验估算方法已不能满足要求.总结了电缆线路电容电流的理论计算法、经验估算方法和实际测试法的特点,结合上海浦东地区的大量采用交联聚乙烯电缆的实际情况,提出了电缆线路电容电流实用化估算方法,并设计了一套基于电容电流分析的电缆线路异常处理流程,在浦东地区的应用,验证了所提方法的正确性和实用性.     

带电作业技术(2) 10kV电缆线路不停电作业旁路系统

随着城市配电网规模的不断扩大,电缆线路不断增加,深化电缆线路不停电作业相关技术研究,加快电缆线路不停电作业项目开发对于提升城市配网供电可靠性具有十分重要的意义。所谓"电缆不停电作业"是指:以实现用户的不停电或短时停电为目的,采用带电或短时停电等方式对电缆线路设备进行检修的作业。基于我国配网电缆线路的实际情况,目前我国正在研究以下3类电缆线路不停电作业项目:(1)带电断、接空载电缆连接引线。其作业对象是,10kV架空线路与10kV电缆线路连接处,可以是     

电力电缆线路参数现场测量与分析

介绍了金属护套在不同的交叉互联接地方式下,电缆线路参数的理论计算和实测方法;结合现场试验经验,分析了电缆线路参数——相序电流的通路变化对相序阻抗的影响,探讨电缆线路参数的变化规律特点,保证电缆线路参数的正确测量。     

穿过不利散热区域地下电力电缆周期负荷因数的研究

在实际电缆敷设时,由于受到环境条件的限制,电缆有时会穿过不利于散热的区域,此时电缆线路的周围环境为非均匀介质环境,在不利散热区电缆段的环境温度或者周围土壤热阻高于其线路的其他地方,导致处于此区电缆段导体成为热点,其会呈现电流峰值,从而会影响整条线路的载流量.文中通过分析电缆周围介质不同的热特性,且考虑电缆线路存在轴向热...     

分布式光纤XLPE电缆温度在线监测技术

电力电缆线路运行温度在线检测技术是当前及时发现电力电缆线路的局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态、计算导体载流量的首选技术措施。为此,基于光频域反射OFDR测温法研究了一种能实现长距离大范围的新型测温技术——分布式光纤测温技术,实现了电缆温度的实时测量,并探讨了使用测温技术进行绝缘在线监测的可能性。     

电力电缆火灾在线监测系统的设计

火电厂、变电站电力电缆长期运行在高电压、大电流环境下，其接头容易超温过热，引起爆炸，导致火灾，建立电力电缆火灾在线监测系统具有必要性。为此，介绍发电厂电力电缆火灾在线监测系统的总体设计，硬件结构及接口设计。该系统的现场子站设计采用了新型数字式温度传感器，不仅功能强、可靠性高，而且兼有耗能低，体积小的优点。     

常规结构耐雷OPGW

在特高压系统中,随着电力杆塔的增高,OPGW受雷击的概率将增大。OPGW耐雷能力并不完全取决于缆的热容量,而往往由外层每一根单线的瞬间耐高温能力决定。采用高导电率全铝包钢常规结构改善了OPGW耐雷性能,但由于用于通信的常规标准光纤涂层并不能承受高温,因此,不宜轻易提高OPGW的使用温度;主要用于传感的耐高温光纤的衰减太大,也不能用于通信。一种专用于OPGW的耐温通信光纤已经问世,与铝包钢线、锌套(铝包)钢线、镀锌钢线配合,显著提高了OPGW的最高使用温度,可获得较常规结构耐雷性能更好的OPGW。     

电力电缆线路热伸缩危害及其对策

随着电力电缆线路负荷电流、运行环境温度、敷设方式的变化,电力电缆会发生热伸缩,影响电力电缆运行时的热稳定性,对电力电缆安全稳定运行造成很大的威害。     

计及轴向传热的中低压单芯电缆导体温升状态空间模型

电力电缆导体温度可为线路载流量及运行状态的评估提供依据。然而,在当前电缆温度计算中,导体的轴向温度分布通常被忽略,无法准确描述电缆运行的热动态过程。为此,基于热平衡原理,在状态空间内提出了计及轴向传热的中低压单芯电缆导体的温升模型。为克服模型参数难以确定的问题,提出了基于粒子群优化算法的电缆热路参数辨识方法。为验证模型精度,建立了电缆温升实验平台,在不同电流下对空气中敷设电缆进行了轴向温升实验。计算结果与实验结果的对比表明,当电缆存在轴向温度梯度时,所提状态空间模型结果精度高于IEC60287标准模型,能够满足中低压单芯电缆导体在不同电流条件下的轴向温升计算要求。     

电力电缆接头故障的预警监测系统

对电缆接头故障进行了一些有益的分析,提出了一种间接在线评估接头电阻和绝缘老化的算法,从理论上验证了接头温度与接头质量的相关性。在此基础上,介绍了基于上述机理而设计的电缆接头温度监测系统。通过实例分析说明了该机理的有效性和可信度,同时本系统的先进性和可靠性也得到了验证。     

高压电缆对电网无功平衡的影响及相应措施

随着负荷不断增长,同时由于线路走廊日益紧张,中高压电缆越来越广泛地被应用于大城市的220 kV和110 kV电网中。由于电缆的充电功率比普通架空线路高一个数量级,如何进行无功补偿是一个需要认真研究的课题。针对北京电网中电缆不断增加的情况,探讨分析了合理调节电缆线路产生的充电功率问题,提出了装设感性无功补偿设备的具体方法。     

改良型OPGW光缆在特殊电力线路中的应用探讨

文章分析了特殊输电线路对线路实时监测的通信需求,从结构上研究了传统的OPGW光缆不能灵活开断以满足线路需求的原因,在此基础上,文章提出一种新的OPGW光缆结构-改良型OPGW光缆,并从材料结构、实际操作方面对该新型光缆在特殊输电线路中的应用进行可行性分析.     

Mathematical modeling of nonstationary processes of heat and mass transfer in a rectangular cable channel

This work is devoted to solving the problem of heat and mass transfer in a rectangular cable channel laid in the earth mass, taking into account the electric and magnetic dynamics processes in the metal elements of the power cable. The current load of power cables depends on the temperature field in the cable construction, which in turn the following factors influence: the conditions of heat transfer, thermal characteristics of the materials used, the induced currents in a metal screen of power cables, etc. The proposed mathematical model of the processes of complex heat and mass transfer is based on the laws of conservation of mass, momentum, and energy. For the electrodynamics problem, equations of current density and a magnetic potential vector based on Maxwell equations are used. The problem was solved numerically under conditions of natural convection with taking into account the radiant energy by the finite element method in the Ansys Fluent software package. As a result, the power of heat losses in the metal structural elements of the power cable and the velocity and temperature fields in the cable channel were calculated. The temperature fields in the cable channel are presented and analyzed depending on the location of power cables. The different operating modes of the cable line are discussed. To analyze the heat processes in the cable channel, the nonstationary problem defining the heating time of cable lines to the limit values is solved. The heating curves of the cable lines operating in unsteady mode are obtained. The maximum operating time of the cable line in an overload and short circuit is determined.     

电力电缆温度在线监测系统的开发与应用

火电厂、变电站电力电缆长期运行在高电压、大电流环境下,接头容易超温过热,引起爆炸,导致火灾,建立电力电缆火灾在线监测系统具有一定的必要性,因此,设计了发电厂电力电缆温度在线监测系统,该系统现场子站设计采用新型数字式温度传感器,各电缆温度数据最后送至上位PC机进行实时显示、报警,实现了对电缆接头温度的监测与预警,有效防止了火灾的发生。