摘要:社会经济的快速发展,国民生活水平急剧提高,电能是国民经济发展的重要基础。电力传输是电力服务水平的重要指标,地区电网建设快速发展,电网电力传输容量大大提高,电力供应可靠性日趋严格。但是,在电网的建设过程里,深入研究各个环节中出现的问题,不断进行二次优化,进行合理有序的建设;对于保证设计和建设的质量,合理优化建设的成本显得尤为重要。但技术水平要求越高,需要的资金就越多,因此电缆线路设计必须通过合理的研究和不断的努力来实现经济和技术之间的平衡。本文基于高压电力电缆线路的关键技术分析展开论述。
关键词:高压电力电缆;线路;关键技术分析
高压/超高压电力电缆所处安全状态与人民正常生活有着紧密的联系,如果线路出现缺陷和问题,相关执法部门应该在第一时间发现问题同时采取有效的处理措施,提高检修维护效率;同时政府部门应该做好沟通协调方面的工作,提前制定相关举措和预案。
1 高压直流电力电缆基本构造
在对高压电力电缆进行故障检测和维护时,工作人员必须对于高压电力电缆的原理构造做到进行全方位的认识和了解,这样在分析处理电缆出现的一系列故障时,才能达到高效、准确、全面的效果。
高压电力电缆主要由以下部分构成:一是电力电缆导体,电缆导体是电力电缆中直接负责传导电流的关键部件,作为电力电缆的主体材料,导体的结构和参数性能指标对保证电缆的质量至关重要。在电力电缆工作过程中由于材料、自身横截面等原因使得传递的电流必然会出现一定的电流损耗。因此在不同的领域电缆导体材质的选择上,铜电缆、铝电缆、铝合金电缆等都有着各自的应用方向。二是绝缘介质层,绝缘介质层在电力电缆中主要负责导体对地及相间绝缘。通过绝缘隔绝在保障导电导体自身的传输的稳定性的同时还在一定程度上保障了电缆芯免受机械、电场等外部环境因素所带来的伤害。通常在绝缘介质层的材料选取上主要选取如聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(XLPE)、自容式充油(FF)等材料作为绝缘包裹物。三是电缆屏蔽层,为了防止电磁干扰在电力电缆结构上设置屏蔽层,屏蔽层除了可以保障电缆免受外部磁场干扰之外,还可以保障输电效果。四是电缆外部护层,由于电缆需要加设在多种自然环境之中,环境的特点对于电缆自身性能有着直接的影响,因此在电缆外部多使用防护层来保障其内部结构不受外界环境的影响。
2 研究电力电缆诊断检测技术应用的现实意义
作为电能传输的核心载体,电力电缆的稳定运行对电力系统的影响特别大,为了保证电力系统运行更加稳定,采用科学的诊断检测技术显得尤为重要,诊断检测技术不仅能够对已经出现运行故障进行诊断与定位,而且能够更好的监测电力电缆运行状态,准确找到电力老化与故障隐患位置,对提升电力电缆运行的安全性有重要价值,为了保证电力电缆可靠、安全的运行,时刻掌握电力电缆运行状态至关重要,结合电缆的运行特点,实时监测电力电缆运行温度,使电力电缆的运行安全和寿命得到更好的提高。通过妥善运用电力电缆诊断检测技术,能够帮助检测人员更好的了解电力线路绝缘状态的运行情况,针对电力电缆线路运行过程中容易出现故障的部位,进行准确定位,保证电力电缆线路运行中出现的故障问题得到更好处理。与常规的架空线输电方式不同,电力电缆输电主要应用在不宜或者不能使用架空线的场所,如城市中心供电与跨海岸输电等等。由于城市化发展水平的日益提高,电力电缆输电蓬勃发展,现已成为电力网络传输电能的主要形式。在直流电输电领域之中,电力电缆输电优势更为显著。通过研究电力电缆诊断检测技术的应用要点,能够保证电力电缆运行更为可靠,不断降低电力电缆运行出现故障的概率。
3 高压输电电缆规划方案的改善策略
3.1合理的敷设方式
根据线路运行的实际环境,考虑线路敷设方式,比如直接敷设、暗敷设等方式。对于地理环境的特殊性,将隧道式、直埋式、沟槽式等多种方式进行优化选择,从具体情况出发,加强对线路敷设方式的正确选择。例如对于环境恶劣情况下的电力电缆,可采用改进的新型方式进行敷设,以提高线路敷设的质量。
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3.2综合性防治技术
①建立完善的高压/超高压电力电缆监测系统,为了减弱自然环境因素对高压/超高压电力电缆安全运行的影响,电力企业应该建立完善的监测系统,对电力电缆进行全面的监测,尤其是对于高原、山区等地区的输电线路,相关电力企业可以充分应用现代化的信息技术,对当地的天气状况进行实时掌握,必要情况下,及时调整输电路由,避开自然灾害频发区段。另外,电力企业还应该积极引入卫星遥感监测和无人机等先进技术,加大对线路监测,及时发现其中的问题,并第一时间进行判断,决断出比较合理的维修方案,防止事态扩大化并及时解决问题。②电力企业应该加大高压/超高压电力电缆的管理和维护力度,对相关管理、运维人员及时进行培训,提高其检测、维护、检修技术与责任意识,让管理人员和运维人员掌握先进的管理、维修技术,并积极参与到自己的本职工作中。对高压/超高压电力电缆进行全方位立体的监控与管理,及时发现电缆运行中的安全隐患,并及时采取措施避开影响因素,或者把影响降至最低,最大限度保证高压/超高压电力电缆运行的稳定和安全,降低高压/超高压电力电缆故障对人们正常生产生活造成的影响。
3.3电缆金属护套或屏蔽层接地方式的选择
在城市内布置接头工作井一般比较困难,例如:110kV双回电缆接头井的长度约12m、宽约2m,布置难度可想而知;同时,由于过多的电缆接头会降低电缆的运行可靠性,因此,推荐在现场条件允许的情况下,电缆的中间接头和绝缘接头应尽量减少,提高电缆可靠性。为降低110kV及以上电缆外护套绝缘所承受的工频过电压,抑制对邻近弱电线路和设备的电磁干扰,宜沿电缆线路装设平行的回流线。交叉互联方式适用于较长的电力电缆线路,且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离,并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形,电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零,就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起的发热影响。在雷电或操作过电压作用下,绝缘接头两端会出现很高的感应电压,为保护电缆外护层免遭击穿,因此需在绝缘接头部位设金属护套电压限制器。另外,由于在每个交叉互联段的两端是直接接地,当系统发生单相接地故障时,电缆金属护套中的电流能抵消或降低由电缆产生的磁场对周边弱电线路的干扰。
3.4直埋敷设方式的优缺点及适用范围
根据DL/T5221—2016《城市电力电缆线路设计技术规定》标准中的定义,直埋敷设方式是把电缆放入开挖好的壕沟或预制槽盒中,沿线在电缆上下铺设一定厚度的细砂和土,然后盖上保护板或槽盒盖,最后回填,夯实与地面齐平的敷设方式。以前电力电缆线路的敷设方式多采用直埋敷设方式,其优点主要为施工方便,投资较少,电力电缆一般只需放置于冻土层以下,大部分地区(除严寒等特殊区域)埋深较浅,开挖量小。但随着时间的不断推移,直埋敷设不利于电缆的维护和检修,出现故障不宜排查的问题日益突出。出于供电安全及可靠性考虑,在城市核心区,不建议采用直埋方式敷设高压电力电缆;对空旷及对未来规划没有冲突的地区,可采用直埋方式敷设高压电力电缆,在一定程度上可以缩短施工周期,降低工程投资成本。
结束语
对于超高压电力电缆而言,规范化运行管理和先进技术的引用尤为关键,因此,我国相关专家对此项技术的研究都取得较好的成果,同时这些成果在实际的运用中也实现良好地运行效果,保证了高压输电线路的正常运行。
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论文作者:付硕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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