10kV配電電纜網(wǎng)材料選擇及供電要求

林明

（廣東電網(wǎng)汕頭潮陽供電局，廣東 汕頭 515100）

社會經(jīng)濟和時代是不斷地發(fā)展著的，給人們的生活帶來了很多方便之處，同時，也給人們帶來一些問題，需要人們不斷地去研究和探討。我國的電力系統(tǒng)的使用越來越廣泛，同時也在對電力系統(tǒng)不斷的升級和改良。在電力系統(tǒng)不斷的構(gòu)建過程之中，10kV配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最為主要的構(gòu)成部分，而10kV配電工程中使用的電纜則是配電網(wǎng)的重要組成部分，是電能成功運輸?shù)年P(guān)鍵。10kV配電工程中對電纜的要求很是嚴(yán)格，無論是性能還是質(zhì)量方面，對10kV電網(wǎng)的運行都有著重要影響，一個疏忽都會造成輸電工程過程中發(fā)生的問題。因此，要對整個過程的用電、配置、材料選擇上都要慎重而行，再三斟酌，進行科學(xué)、合理地研究。

一、電纜芯線的選擇

眾所周知電纜電線在生活中有著廣泛地運用，傳輸電能和信息、家庭的電線、網(wǎng)絡(luò)傳輸所需的產(chǎn)品等方面都有著的蹤跡。在所有的電纜電線中，銅線和鋁線是最常用的導(dǎo)電材料，都有著很好的導(dǎo)電性，而且在導(dǎo)電的過程中對電的損耗率相較于其材料來說是比較低的。銅材的導(dǎo)電率是相對于鋁材來說是比較高的，20℃度時的電阻率為1.72*10-6Ωcm，然而鋁材在20℃的電阻率為2.8*10-6Ωcm，大約是銅的1.68倍。當(dāng)作為電線電纜承載電能運輸，鋁線的截面大概是銅的1.7倍，使用銅線的損耗相對于鋁來說損耗比較低。銅材的柔軟性，延展性比鋁材要好很多，在加工和安裝上都很便捷，而且銅芯很少會發(fā)生斷裂的情況。通過物理學(xué)角度來分析，銅在春秋時期，一直作為兵器使用的，因此硬度相較于鋁來說的是比較大的，而且銅具有非常強大的抗氧化能力，在古時候的錢幣都是由銅鑄造而成的，這也是因為具有強大的抗氧化能力，而被各個國家所使用。與鋁不同的是，銅產(chǎn)生的電阻力非常之小，使用起來銅相較于鋁來說能夠減少安全事故的發(fā)生，而且鋁較于銅來說，在價格方面是相對來說是相對低廉的，但是，由于鋁本身的物理特征來說，作為鋁芯電纜其使用的壽命很短，對線路的損耗也很高，產(chǎn)生的電損比例比銅芯要高，因此，多數(shù)人才會選擇用銅芯來代替鋁芯。通過之前發(fā)生的電纜事故情況來分析，大多數(shù)電纜故障的主要情況是因為電纜纜頭的損壞而引起的。因此，對電纜纜頭材料的選擇，要慎重而行，雖然電纜纜頭的損壞與各種因素有關(guān)，比如說汽化或者熔化等等，這也考慮到以后在選擇材料上，要根據(jù)不同環(huán)境下，不同溫度，濕度等等各方因素來進行材料選擇[1]。

通過有關(guān)數(shù)據(jù)的分析和調(diào)查，銅的熔點在1083.6℃，而鋁的熔點在661.127℃。由此可見，銅在抗融性能方面要優(yōu)于鋁的。從數(shù)據(jù)和性能上的實驗來說，電纜選擇銅芯的效果是比鋁芯要好很多。

二、電纜絕緣材料的選擇

（一）電纜材料的選擇

目前，最經(jīng)常使用的一種電纜絕緣材料是普通的聚氯乙烯，在耐熱耐寒的性能方面都不是很強，一般就在－15°度到60°之間，而且，在燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體。因此，在10kV配電電纜網(wǎng)設(shè)計之中，大多數(shù)情況之下都不宜去使用普通的聚氯乙烯，如果在發(fā)生短路或者其他情況下燃燒起來，對人們的健康產(chǎn)生一定的危害，在工業(yè)使用上對環(huán)境的破壞也有嚴(yán)重的影響。普通的聚氯乙烯由于本身材料的限制，對于電的轉(zhuǎn)化率是比較低的，因此，普通的聚氯乙烯在絕緣性能方面上的作用是不遠如交聯(lián)聚氯乙烯的。在選擇10kV電線電纜網(wǎng)的配置過程之中，應(yīng)當(dāng)選擇性能更好而且更加環(huán)保并且利于環(huán)境的材料，交聯(lián)聚氯乙烯。交聯(lián)聚氯乙烯是將聚乙烯的形狀進行人工改變，由線形狀變化成為鏈形狀，可以大大提高電纜的物理力學(xué)性質(zhì)[2]。

（二）電纜防火性能的選擇

在進行10kV電線電纜網(wǎng)的選擇形狀設(shè)計的時候，要考慮好各個方面的因素，不僅要在電纜電線的絕緣性能和價格進行考量，還要考慮到電線容易發(fā)生短路或其原因?qū)е氯紵囊蛩?。因此在電線的防火性能上也要有考慮，在電力工程中針對電纜的設(shè)計有著明文規(guī)定：在60℃以上的高溫情況下，針對絕緣類型的選擇，耐熱的聚乙烯、普通交聯(lián)聚氯乙烯、乙丙橡膠等的耐熱性，都是“不二人選”的絕緣材料。而在100℃以上的高溫環(huán)境之下，由于溫度過于大，一般的材料不適應(yīng)這種環(huán)境，絕緣性能會大大下降，甚至橡膠都會因此融化，那么就很需要使用礦物絕緣電纜，絕緣電纜有著很強的抗高溫效果，而且防火的性能也很強。

（三）電纜在防腐蝕和防水上的選擇

為了讓人們在用電的質(zhì)量和穩(wěn)定性方面上得到安全和可靠，在配電電網(wǎng)的選擇上就必須要慎重而行。在選擇電纜上，要充分考量各種因素，電線電纜不僅要在防熱性，防火性上要適應(yīng)各種環(huán)境，還得具有很好的耐熱，耐高溫的屬性。價格方面也需要在一定的合適程度之中，符合投入成本的比例。由于長時間在不同環(huán)境下，不同場合下進行工作，因此在針對的防腐蝕和防水的性能中必須仔細思量與考究[3]。

讓電纜具有防水和防腐蝕的性能，就需要在多方面地實踐和研究。通過在電纜內(nèi)部增加一些防腐防水的材料，從而達到，使電纜具有防腐和防水的性能。這種方式在大多數(shù)的情況下，都是一個很有效的方法。在電纜涂上有機涂料，涂抹的厚度大約在1.0mm.這樣，在一定程度上會起到防腐蝕的作用，當(dāng)然還可以使用改性瀝青材料，這種材料也有很好的防腐蝕作用。通過對電纜外部進行這種材料的涂抹，在長時間地使用過程中，讓電纜具備防水防腐蝕的功能。在使用涂抹了這種材料的電纜后，就可以不用再擔(dān)心電纜會因為長時間的使用和在不同情況下，不同地域下，不同氣候之下，會因此受到腐蝕和受潮。所以在設(shè)計電纜規(guī)劃的時候要進行多方面的探究，并且根據(jù)實際情況去建立電纜，盡最大的可能去規(guī)避那些潮濕，日光量大且相當(dāng)干燥的地方，這樣在一定程度上也就會大大降低了對電纜的維修成本。在那些水域廣泛，氣候濕潤，降雨豐富的地區(qū)，可以使用橫向或者縱向排列方式的阻水結(jié)構(gòu)，并且針對電纜的使用情況，在地內(nèi)部和外部都要進行防腐防水材料的涂抹。

其次，電纜不僅是配電網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，在配電管理中也是屬于薄弱環(huán)節(jié)的一部分。經(jīng)受不起太大的外界干擾，因此不得不對電纜配電網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)提供一個專門的電纜管理小組，來對電纜進行全方位的管理維修工作。電纜管理組要對電纜實行集中管理，不能忽視任何細節(jié)，且分工明要確，不同的小組要對電纜進行不同的維護與管理，做到工作仔細分工明確，從根本上規(guī)避電路事故的發(fā)生[4]。

三、電纜供電的基本要求和模式

（一）電纜供電的基本要求

電纜敷設(shè)應(yīng)符合相關(guān)的技術(shù)要求和規(guī)定，電氣設(shè)備、電纜和附件的選型應(yīng)符合有關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)以環(huán)網(wǎng)柜為電源節(jié)點，調(diào)整變電站電源與主雙線的不同連接點，實現(xiàn)了主路之間的斷電和負荷轉(zhuǎn)移，箱式變壓器應(yīng)設(shè)置在低壓中心，對于選定的電氣設(shè)備，應(yīng)考慮設(shè)備間隔范圍或容量范圍，以適應(yīng)負荷的發(fā)展，要合理配置。如電纜通道，應(yīng)確定溝渠或管道的緩坡。如果電纜密集或高壓電纜位于水溝內(nèi)，應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)的冷裂劑。由于出線開關(guān)或開關(guān)的調(diào)節(jié)電流，以及保護器的持續(xù)時間與變電所線路的控制不一致，因此所有的環(huán)狀及接線盒均不受保護

在電纜敷設(shè)的設(shè)計規(guī)劃過程之中，必須遵守相關(guān)部門的規(guī)章制度，嚴(yán)格按照相關(guān)部門的規(guī)定的，使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備和電纜的相關(guān)配件材料，讓電纜敷設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)達到高質(zhì)量，高安全性的配置。在電源接入點的過程之中，每個連接點都應(yīng)該連接到相應(yīng)的位置之上，起到連接的作用，從而達到讓主線和干線之間有著能控制電流能否斷電的作用，讓支線和干線發(fā)揮著轉(zhuǎn)載電流的功能。每一條支線，每一條干線之間都是互相聯(lián)系，互相提供電流支撐的，使其能夠進行有效地充分合理的電量分配。在一個環(huán)網(wǎng)柜之中，一般常用4到5個單元接線，次要支線，轉(zhuǎn)變和箱變的位置上，都不能很好地起到對電載流量的引入作用，無法提升電纜線路的彈性，這會導(dǎo)致在供電過程之中會發(fā)生一些潛在的影響，同時的穩(wěn)定性和可靠性都大大的不足。因此，應(yīng)當(dāng)在次要支線，轉(zhuǎn)變和箱變的位置上增設(shè)一個電纜的分支箱，讓電流更加地穩(wěn)定起來，也更好地引入電流流量。當(dāng)電流處于低壓負荷之后，通常會在旁邊設(shè)置一個箱變，和正在運行的電氣器設(shè)備保持一定的距離，這樣，在發(fā)生故障的同時，就不會對這個箱變產(chǎn)生影響，并發(fā)生連續(xù)性的危害。

當(dāng)一個地區(qū)電纜的數(shù)量錯綜復(fù)雜的時候，高電壓等級在同一水平內(nèi)設(shè)置，就需要采取冷縮式中間接頭，并且需要采用質(zhì)量較好的接頭方式。在使用環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱內(nèi)部的時候一般都會采取一些保護措施，來保護環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱的使用。因此需要增加一個高壓熔斷器在的箱柜旁邊，高壓熔斷器的作用是可以保護斷路器，減少斷路器使用過程中的損壞，能夠大大地提高電纜的使用持久度和安全性，這種在變壓器的一端放上一個熔斷器的開關(guān)，這樣就可以直接將電纜連接在變壓器之上。但是使用高壓熔斷器會使的成本得到提高，在裝置損壞后，維修難度也相對于困難。[5]

（二）電纜供電的基本模式

在進行不同方式的供電模式之中，需要根據(jù)10kV電纜網(wǎng)的具體要求，來進行10kV配電電纜網(wǎng)的設(shè)計規(guī)劃，運用環(huán)網(wǎng)柜供電的模式，在支線和電源末端上設(shè)置一個電纜分支箱供電，這是一種靈活方便且容易維修的一種供電模式。這種供電模式的鋪設(shè)需要花費大量的資金、人力和物力，需要根據(jù)不同環(huán)境，在不同地域下進行電纜網(wǎng)的鋪設(shè)。

還有一種供電模式的使用，利用電纜網(wǎng)的支干線上，采用裝置負荷開關(guān)的電纜分支箱的一種供電模式。在投資方面的資金雖然很少，而且使用起來也很方便，對的故障檢測起來也很容易，但是，由于將每個主干線分段點及開環(huán)點使用環(huán)網(wǎng)柜，所以得停電區(qū)域非常大，一旦故障，就會造成大規(guī)模大范圍的停電。

四、結(jié)語

總而言之，10kV配電網(wǎng)在電網(wǎng)的鋪設(shè)過程中扮演著舉足輕重的身份。由于其可靠程度能夠使用戶安全的使用電，是用戶使用的不二選擇。電纜網(wǎng)的選型設(shè)計，對配電系統(tǒng)的運行也有著重要的作用，可以決定配電系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行。所以在10kV配電網(wǎng)電纜的材料選擇上要嚴(yán)格遵循出臺的規(guī)章政策，在不同的地區(qū)所處的不同溫度和環(huán)境之下，對電網(wǎng)電纜的材料進行相應(yīng)的選擇。同時把每個城市發(fā)展的規(guī)劃還有對城市用電的需求，對現(xiàn)有電網(wǎng)的科技水平，資金方面的投入多少，施工團隊和運行管理的方面上進行綜合考慮，讓電纜電路能夠有著安全優(yōu)質(zhì)，且具有經(jīng)濟效益的運行。