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单芯电缆钢带铠装引起的问题

发布时间:2016/09/07 点击量:

许多地方都提到钢带铠装的单芯电缆不能用于交流线路和频繁 启停的直流线路中,为什么呢? 根据电磁转换原理,当钢带铠装单芯电缆的导体通上交变电流时(频繁 启停相当于交变电流),铠装用钢带具有有有有良好的导磁性能,会在钢带中形成 涡流电流(类似中频炉的原理),使钢带发热,在很短的时间内产生较高的 温度,导致电缆绝缘层融化或加快老化,绝缘性能受到破坏,从而造成电 缆击穿。 如果钢带的某端没有有有有良好接地,由于钢带的每一圈之间并不能保证良 好接触及钢带本身的电阻特性,导体和钢带可能会形成“电流互感器”, 在某些范围内会产生较高的电势,产生危险。 根据能量守恒定律,钢带发热要消耗电能,会使电缆上的压降加大, 进而使用电设备不能正常启动,甚至损坏。 由于有有有有些地区必须使用铠装电缆,才能有有有有效解决环境中的问题,如鼠 虫害等。如何处理呢? 可以采用钢丝铠装电缆、铝带铠装电缆、不锈钢铠装电缆或直接采用 铠装多芯(单条)电缆。
    案例一: 凯时协助客户处理至少四次单芯钢带铠装电缆事故——电缆是由其他 厂家生产,长度较短,故障时间约在 3 至 5 年;故障现象是击穿。
    案例二: 凯时协助客户处理至少一次单芯钢带铠装电缆事故——电缆是由其他 厂家生产,长度约 500 米,故障现象先有有有有 N 线击穿,更换后,电机不能启 动,线路压降大;建议客户改用 3+2 电缆,问题解决。
    分析: 上述案例可见,在交流线路中采用钢带铠装电缆,至少会缩短电缆的 使用寿命。 采用钢带铠装单芯电缆的原因是:由于采购员对设计图纸上电缆型号 规格的理解错误,并主观更改了型号规格。 当钢带铠装单芯电缆在长度短,通过的实际电流比电缆本身的最大载 流量小得多时,电缆寿命在打折扣;当长度较长时或电流接近电缆的最大 载流量量,故障立刻表现。 处理办法 采购时,提供设计方案中一样写法的型号规格即可。 在交流线路及频繁启停的直流线路中,不采用钢带铠装单芯电缆,不 将非磁性铠装单芯电缆单独敷设在磁性管道中。   单根导体周围如果有闭合的铁磁材料,流过交流电时的交变磁场会在铁磁材料中产生涡流问题。多芯电缆由于流入流出电流相等(正常运行时),没有电磁感应问题。涡流问题会造成保护装置灵敏度下降、电缆发热、线损增大、寿命缩短,严重时有可能引发火灾。如果需要单芯铠装电缆用于交流系统,可以采用不锈钢、铜、铝合金等非铁磁材料铠装或采取了防止涡流措施的钢带。同样道理,应避免单芯线缆单独穿钢管以及使用闭合的铁磁材料电缆夹具等。 单芯钢带铠装电力电缆在使用上存在着很大的局限性,在结构上也不合理,具体分析如下。 
     由《电磁场》可知,当钢带铠装单芯电缆正常运行时,导体上会通过很大的交变电流(频繁启停的直流电缆线路也相当于是通过交变电流),这样在电缆周围会产生很大的交变电磁场,而铠装用钢带具有良好的导磁性能,在运行中,钢带和导体类似于电流互感器的主副线圈,当有交变的电磁场穿过钢带时,就会感应出交变电流,而钢带本身具有比较大的电阻,引起自身发热,从而在钢带中形成涡流损耗和磁滞损耗,于是在很短的时间内,钢带就会产生较高的温度,再加上导体在正常运行时产生的热量,如果热量无法及时散发出去(如埋地敷设等),就会导致电缆绝缘层融化或加速老化,破坏电缆的绝缘性能,从而造成电缆击穿或提前报废。
     目前,国内有不少企业对单芯电缆铠装采用钢丝铠装加铜丝隔离结构,其实这种“隔磁”结构也是不合理的,隔磁结构的目的是要增大磁路的磁阻,减小钢丝中的磁感应强度,从而减小钢丝损耗,可是在实际运行当中,铜丝只能引起磁力线的畸变,而不会中断磁力线,也就是说并不能达到增大磁阻的目的,但是由于钢丝铠装电缆能够承受很大的拉应力,目前应用仍然很广泛。 
     因此,对于单芯电缆,凯时不能够使用磁性材料铠装,而应该考虑采用非磁性材料代替,如铜合金丝(带)、不锈钢丝(带)、铝合金丝(带)等等。对此,销售部门在与客户接洽过程当中,如果遇到客户对单芯电缆要求采用钢带铠装结构时,应尽量向客户阐明单芯电缆为什么不能采用钢带铠装的原因,并优先推荐使用非磁性材料铠装电缆。