電纜敷設(shè)相關(guān)問(wèn)題探討

電纜敷設(shè)相關(guān)問(wèn)題探討Contents電纜敷設(shè)前的準(zhǔn)備

1敷設(shè)方式的選擇

2金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算

3交流系統(tǒng)單芯電力電纜金屬層接地方式的選擇

4電纜敷設(shè)經(jīng)濟(jì)性概述

6電纜敷設(shè)牽引力計(jì)算

5引言隨著油田供電網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，電纜的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今供電線路中很重要的一局部。在電纜線路中，電纜敷設(shè)的好壞與否，直接關(guān)系到今后運(yùn)行的穩(wěn)定性和平安性。下面基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50168-92和GB50217-2007對(duì)電纜敷設(shè)中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行表達(dá)。序號(hào)結(jié)構(gòu)1導(dǎo)體2半導(dǎo)電高強(qiáng)度帶3內(nèi)屏蔽4絕緣5外屏蔽6半導(dǎo)電阻水膨脹帶7皺紋鋁護(hù)套8防腐隔離層990℃高性能阻燃PVC護(hù)套料XLPE電纜結(jié)構(gòu)示意圖一、電纜敷設(shè)前的準(zhǔn)備(1)電纜通道暢通，排水良好。金屬局部的防腐層完整。隧道內(nèi)照明、通風(fēng)符合要求。(2)電纜敷設(shè)前應(yīng)檢查核對(duì)電纜的型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求，檢查電纜線盤及其保護(hù)層是否完好，電纜兩端有無(wú)受潮。(3)檢查電纜溝的深淺、與各種管道交叉、平行的距離是否滿足有關(guān)規(guī)程的要求、障礙物是否消除等。(4)確定電纜敷設(shè)方式及電纜線盤的位置。一、電纜敷設(shè)前的準(zhǔn)備(5)電纜放線架應(yīng)放置穩(wěn)妥，鋼軸的強(qiáng)度和長(zhǎng)度應(yīng)與電纜盤重量和寬度相配合。(6)敷設(shè)前應(yīng)按設(shè)計(jì)和實(shí)際路徑計(jì)算每根電纜的長(zhǎng)度，合理安排每盤電纜，減少電纜接頭。(7)敷設(shè)中直埋電纜人工敷設(shè)時(shí)，注意人員組織敷設(shè)速度在防止彎曲半徑過(guò)小損傷電纜；敷設(shè)在電纜溝或隧道的電纜支架上時(shí)，應(yīng)提前安排好電纜在支架上的位置和各種電纜敷設(shè)的先后次序，防止電纜交叉穿越。注意電纜有伸縮余地。機(jī)械牽引時(shí)注意防止電纜與溝底彎曲轉(zhuǎn)角處磨擦擠壓損傷電纜。二、敷設(shè)方式的選擇油田實(shí)際直埋敷設(shè)、穿管敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)直埋敷設(shè)穿管敷設(shè)淺槽敷設(shè)電纜溝敷設(shè)電纜隧道敷設(shè)其他敷設(shè)方式三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定電纜護(hù)層感應(yīng)電壓不得高于50V。如超越50V應(yīng)選取相應(yīng)的接地方式。現(xiàn)油田選用的是XLPE型185mm2電纜，敷設(shè)方式有水平敷設(shè)和品字型敷設(shè)兩種敷設(shè)方式。下面對(duì)于兩種敷設(shè)方式分別進(jìn)行計(jì)算。三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算—水平敷設(shè)35kVXLPE型185mm2電纜相關(guān)參數(shù)：d:護(hù)套幾何平均外徑[mm]100.6Sab:相a與相b的間距[mm]300Sbc:相b與相c的間距[mm]300Sca:相c與相a的間距[mm]600f:頻率[Hz]50三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算—水平敷設(shè)載流量根據(jù)不同敷設(shè)條件得到數(shù)值也不同。載流量I[A]，分別在直埋、海水狀態(tài)下額定值，以后可能運(yùn)行負(fù)荷5000KW、10000KW下計(jì)算值為：電纜護(hù)套絕緣內(nèi)的梯度場(chǎng)強(qiáng)Ea[V/m]計(jì)算公式：Ea=jωIb(2.10-7)[-1/2loge〔2Sab2/dSac〕+j31/2/2loge〔2Sac/d〕

36240998195直埋海水5000KWcos0.8510000KWcos0.85三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算—水平敷設(shè)158.7127.9158.73000105.885.3105.8200079.464.079.4150063.551.263.5120052.942.652.9100050.840.950.896042.334.142.3800Vc:Ec×LVb:Eb×LVa:Ea×L跨長(zhǎng)〔m)水平敷設(shè)計(jì)算結(jié)果179.3144.3179.33000119.596.2119.5200089.772.289.7150071.757.771.7120059.848.159.8100050.040.350.083747.838.547.8800Vc:Ec×LVb:Eb×LVa:Ea×L跨長(zhǎng)（m)43.034.643.0300028.723.128.7200021.517.321.5150017.213.917.2120014.311.514.3100011.59.211.5800Vc:Ec×LVb:Eb×LVa:Ea×L跨長(zhǎng)（m)85.568.985.5300057.045.957.0200050.140.450.1175842.734.542.7150034.227.634.2120028.523.028.5100022.818.422.8800Vc:Ec×LVb:Eb×LVa:Ea×L跨長(zhǎng)（m)直埋海水5000KW10000KW三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算—水平敷設(shè)根據(jù)計(jì)算可以分析得出：在直埋情況下電纜長(zhǎng)度超過(guò)960m感應(yīng)電壓超過(guò)50V。在海水情況下電纜長(zhǎng)度超過(guò)837m感應(yīng)電壓超過(guò)50V。在運(yùn)行負(fù)荷為5000KW時(shí)電纜長(zhǎng)度超過(guò)3460m感應(yīng)電壓超過(guò)50V。在運(yùn)行敷設(shè)為10000KW時(shí)電纜長(zhǎng)度超過(guò)1758m感應(yīng)電壓超過(guò)50V5000KW10000KW直埋海水三、金屬護(hù)套感應(yīng)電壓計(jì)算—品字型敷設(shè)35kVXLPE型185mm2電纜相關(guān)參數(shù)：電纜護(hù)套絕緣內(nèi)三相的感應(yīng)電壓Va[V/m]計(jì)算公式：Va=(-31/2/2*2ωLN(S/d)*10-9*Ib-1/2*2ωLN(S/d)*10-9*Ib)*LVb=2ωLN(S/d)*10-9*Ib*LVc=〔31/2/2*2ωLN(S/d)*10-9*Ib-1/2*2ωLN(S/d)*10-9*Ib)*L通過(guò)計(jì)算得到35kVXLPE型185mm2電纜在額定載流量下品字型敷設(shè)時(shí)長(zhǎng)度超過(guò)3200m金屬護(hù)套感應(yīng)電壓將超過(guò)50V。結(jié)論：根據(jù)以上對(duì)水平敷設(shè)和品字型敷設(shè)金屬護(hù)層感應(yīng)電壓的計(jì)算得出：品字型敷設(shè)在金屬護(hù)層感應(yīng)電壓?jiǎn)味坞娎|長(zhǎng)度方面要優(yōu)與于水平敷設(shè)。Ib：載流量[A]362d:護(hù)套幾何平均半徑[mm]16Sab:相a與相b的間距[mm]32Sbc:相b與相c的間距[mm]32Sca:相c與相a的間距[mm]32f:頻率[Hz]50四、交流系統(tǒng)單芯電力電纜金屬層接地方式的選擇在國(guó)標(biāo)GB50217-2007中就電纜金屬層接地方式做出規(guī)定：1線路不長(zhǎng)，且能滿足金屬護(hù)層感應(yīng)電壓不超過(guò)50V要求時(shí)，應(yīng)采取在線路一端或中央部位單點(diǎn)直接接地〔圖a〕。四、交流系統(tǒng)單芯電力電纜金屬層接地方式的選擇2線路較長(zhǎng)，單點(diǎn)直接接地方式無(wú)法滿足金屬護(hù)層感應(yīng)電壓不超過(guò)50V要求時(shí)，水下電纜、35kV及以下電纜或輸送容量較小的35kV及以上電纜，可采取在線路兩端直接接地〔圖b〕。四、交流系統(tǒng)單芯電力電纜金屬層接地方式的選擇3除上述情況外的長(zhǎng)線路，宜劃分適當(dāng)?shù)膯卧?，且在每個(gè)單元內(nèi)按3個(gè)長(zhǎng)度盡可能均等區(qū)段，應(yīng)設(shè)置絕緣接頭或?qū)嵤╇娎|金屬層的絕緣分隔，以交叉互聯(lián)接地。〔圖C〕。結(jié)論：根據(jù)油田現(xiàn)電纜施工狀況，如全部選用品字型敷設(shè)，那么可盡可能減少購(gòu)置交叉互聯(lián)接地箱的本錢支出。建議超過(guò)3000米電纜按等長(zhǎng)劃分三個(gè)單元購(gòu)入交叉互聯(lián)箱。五、電纜敷設(shè)牽引力計(jì)算為防止敷設(shè)過(guò)程中對(duì)電纜的損傷，在敷設(shè)前應(yīng)該對(duì)電纜所能承受的牽引力進(jìn)行計(jì)算，保證電纜的完好，為今后平安穩(wěn)定運(yùn)行打下良好根底。水平直線牽引經(jīng)驗(yàn)公式：T=g(截面積×7+15×W)現(xiàn)油田所有185mm2電纜所能承受的最大牽引力為：Tmax=9.8(185×7＋15×3.2)=13161N通過(guò)這個(gè)最大牽引力我們可以得到在不使用任何輔助工具的條件下，砂中電纜施工的最大長(zhǎng)度。L=(Tmax/gW-15)/μ式中Tmax=13161Ng=9.8W=3.2kg/mμ=3.5得到L=115m五、電纜敷設(shè)牽引力計(jì)算115m的長(zhǎng)度顯然不滿足與現(xiàn)在施工的需要，所以我們將借助輔助工具進(jìn)行施工。在施工示意圖中主要采用輔助工具有：導(dǎo)輪、防捻器、放纜架、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)。防捻器的使用主要是為了釋放在電纜牽引過(guò)程中所產(chǎn)生的扭力，保護(hù)電纜不會(huì)造成扭裂性機(jī)械損傷。導(dǎo)輪的引用，將摩擦系數(shù)μ下降到0.2，那么可牽引長(zhǎng)度就到達(dá)了2000m。六、電纜敷設(shè)經(jīng)濟(jì)性概述電纜敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題從兩個(gè)方面考慮，1、截面積的選取。2、剩余電纜長(zhǎng)度。電纜截面積的選取在國(guó)標(biāo)GB50217中有經(jīng)濟(jì)性計(jì)算公式。六、電纜敷設(shè)經(jīng)濟(jì)性概述對(duì)于電纜剩余長(zhǎng)度問(wèn)題，可嚴(yán)密計(jì)算使用電纜長(zhǎng)度后，再留下適當(dāng)長(zhǎng)度作為備用電纜。電纜長(zhǎng)度計(jì)算：電纜長(zhǎng)度＝圖紙長(zhǎng)度+電纜松弛長(zhǎng)度+電纜終端頭長(zhǎng)度+電纜進(jìn)柜長(zhǎng)度〔電纜至電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度〕+電纜轉(zhuǎn)彎的彎曲半徑。其中，電纜松弛長(zhǎng)度：電纜全長(zhǎng)的2.5％；電纜終端頭長(zhǎng)度：1.5m；電纜進(jìn)柜長(zhǎng)度：配電柜的半周長(zhǎng)、寬+高；電纜至電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度：0.5m；電纜轉(zhuǎn)彎的彎曲半徑：15D，D為電纜直徑〔具體計(jì)算方法為:圖紙長(zhǎng)度-2*15D+2*∏*15*D*0.25〕通過(guò)對(duì)施工圖紙審核，計(jì)算出電纜敷設(shè)實(shí)際長(zhǎng)度，再留有適宜的備用電纜，從而節(jié)省本錢。結(jié)束語(yǔ)隨著冀東