近年来，随着国内风电新能源的迅猛发展，单机容量越做越大（海上风电单机容量发展到7MW，陆上风电2.5MW风机成为主流），屡屡曝出风电场箱变低压动力电缆大面积发热烧毁事件，细究原因不外乎几点：电缆质量不合格；电缆敷设不规范；电缆铠装、屏蔽未接地；电缆头压接不牢靠、线鼻子螺栓松动；电缆选型不合理等。
在这里与大家分享的是箱变低压侧采用铝芯单芯地埋电缆不规范敷设引起的电缆发热烧坏。大家都知道铝的导电能力不如铜的导电能力强，仅为铜的0.61倍，铜的价格为铝的3倍左右，在价格因素的影响下，不少企业为了降低投资成本，采用铝芯单芯电缆代替铜芯三芯电缆敷设（截面积大于240mm2的电缆一般均制作成单芯电缆，制作成三芯电缆因变形量小不易弯曲，敷设难度大），由于缺少单芯电缆敷设知识及经验，导致投运后电缆发热和烧毁，给生产经营带来很大的麻烦。压力山大病急乱投医，反复进行整改却不能够彻底解决问题。
根据本人亲身经历、指导某风电场电缆发热整改实施及效果检查，为大家分享铝芯单芯地埋、穿管动力电缆敷设技术要点，希望对从事电力设计、施工、监理、验收和组织生产管理的单位和个人有借鉴和帮助，切实解决当下一些电力工程中存在的难点问题。不足之处望大家多多指点，共同提高。
一、总 则
第一条 为规范单芯地埋动力电缆敷设，保障工程移交生产后风电场安全稳定运行，特编写本规范。
第二条 单芯地埋动力电缆敷设应从设计、施工、监理、验收各环节进行层层把关，严防死守确保质量，把基建为生产服务落到实处。
第三条 单芯地埋动力电缆敷设施工前应编写施工组织措施、施工技术措施并进行技术交底，确保施工、监理、验收单位熟练掌握敷设标准、熟悉监督要点、明确验收步骤。
第四条 单芯地埋动力电缆敷设技术规范以2.5MW风力发电机组为例，发电机出口电压690V，电流2100A，地埋铝芯单芯低压动力电缆21根，接地电缆3根，电缆截面积400mm2，理论上额定负荷下每根电缆通过电流300A，低于规范要求的625A。
二、技术规范
第五条 单芯地埋动力电缆敷设技术规范
5.1 品字形（三角形）排列 单芯地埋动力电缆同一回路必须采取品字型（三角形）排列配置（用非磁性材料绑扎成型），同一回路多根电缆禁止叠置。
备注：本文所指“同一回路”是指三根单芯电缆分ABC三相，“同一回路多根电缆”是指ABC三相电缆有两根及以上。
若工程施工安装电缆敷设不安规则排列，运行过程中由于自感或互感作用，产生磁感应电势、磁感应电流，导致各电缆芯线间电流极不平衡，现场测试发现同相电缆最大电流800A（允许载流625A），最小电流190A，电缆表面温度普遍超温，最高温度200℃以上，直接导致电缆发热烧毁接地。
5.2 1d以上间距 同一回路多根电缆之间保持1倍以上电缆外径空隙。
电缆之间1倍以上外径空隙必须用软土或沙子来控制和保持，以防挤压破坏电缆绝缘，同时不会破坏电缆品字型绑扎，1倍以上外径空隙能够有效防止同一回路多根电缆之间电磁干扰，减小互相之间磁感应电势。
5.3 上下铺土100mm以上 电缆底部必须垫层100mm软土或沙层，电缆上部必须覆盖100mm软土或沙层。
软土或沙层有良好的退让作用，上部回填后在覆土自重或额外负载下不至损伤电缆。
5.4 同一孔洞分相ABC连接 同一穿墙套管只能穿过一回电缆，且分相ABC连接。
5.4.1 根据三相电流矢量和为零的原理，三相磁场互相抵消，互感为零，
5.4.2 多根电缆穿同一孔洞不能保证1d倍以上间距，互感磁势依旧存在。
第六条 电缆防潮防雨要求
6.1 雨水天气禁止室外布放电缆。
雨水天气布放电缆，雨水、湿气会进入或附着在电缆芯线上，致使芯线表面氧化，电阻增大，运行中容易发热。
6.2 布放完工的电缆应做好防雨防潮措施，与主体设备未连接前断口应用绝缘胶带或保鲜薄膜多层缠绕，隔绝空气和雨露。
很多施工单位为了减轻工作量、减少投入，在施工中往往偷工减料，不注意成品保护，布放电缆裸露于室外不顾雨淋、雨雾，直接导致后期电缆氧化发热，导电能力下降。某风电场在整改过程中切割氧化段电缆后中心孔有水流出。
第七条 电缆接头压接工艺要求
7.1 选用正确的压接模具，进行两道工艺压接：一字形压接一次，十字形压接一次（多口全覆盖压接）。
通过两道工序压接后，电缆芯线与接头接触面积更大，接触电阻更小，有效减少接头发热。
7.2 压接后用锉刀去除飞边和毛刺，确保表面光滑。
由于电流的肌肤效应，飞边和毛刺部位电流流过最大，发热更为严重，所以必须去除。
第八条 铠装电缆钢铠接地要求
铠装电缆应进行一侧钢铠良好接地，不发生两点接地。这是因为不接地钢铠会出现危险的高电压和涡流发热，两点接地会产生环流。
钢铠接地后，钢铠上的磁感应电势通过接地得以降低保证人身和设备安全，释放磁感应电流，涡流发热得到有效控制。
第九条 动力电缆与接地电缆不能穿越同一孔洞，否则会产生自感，导致单芯动力电缆电流不稳定，接地电缆电流损失大。
根据电磁感应原理，通电直导线周围会产生环绕磁场，交变磁场对置于其中的导体又会产生感应电势，感应电势又会反过来作用在通电直导线上。某风电场动力电缆与接地电缆穿越同一孔洞，测量接地电缆电流大于100A，动力电缆电流波动大。
第十条 同一孔洞禁止穿越多根同相电缆，否则会降低载流能力。
同一孔洞禁止穿越多根同相电缆，由于电流方向一致，磁场方向一致，在空间上发生磁力线相斥，阻碍电缆通流能力。芯线净距100mm通流能力为75%，净距越小通流能力降低越大。
第十一条 同一孔洞禁止穿越多根非全相电缆，否则会产生电磁互感，导致单芯动力电缆电流不平衡。
三相交流电任意瞬间电流矢量和为零，空间磁场互相抵消，当同一孔洞穿越非全相电缆时，电流矢量和不为零，空间交变磁场互感，呈现电流阻碍性、不稳定性。
论文作者:王元标
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/18
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