礦物電纜專用填充料隨著城市電網(wǎng)的改造有不少大中城市的架空線路將改成埋地電纜8.7/10kV至26/35kV的電壓級別將作為電網(wǎng)的主干線路而得到廣泛應(yīng)用。如何提高線路的傳輸容量如何降低線路傳輸損耗和如何防止大量交聯(lián)聚乙烯電纜在隧道中敷設(shè)所帶來的防火隱患?這一系列的問題正待我們?nèi)セ卮稹?眾所周知電纜的傳輸容量決定于導(dǎo)體傳輸電流時所產(chǎn)生的溫升和導(dǎo)體外絕緣材料能夠長期承受的溫度以及電纜內(nèi)外絕緣向周圍媒質(zhì)散發(fā)熱量的能力。 為了追求傳輸容量的增大以往的注意力大多放在如何增大導(dǎo)體截面和如何克服大截面導(dǎo)體(如1000mm 2及以上)所帶來的集膚效應(yīng)至于絕緣材料的允許工作溫度、絕緣及護套材料的熱阻系數(shù)和它們的厚薄尺寸在標(biāo)準(zhǔn)上都有規(guī)定似乎沒有什么潛力可挖只要電纜結(jié)構(gòu)尺寸相同應(yīng)用材質(zhì)相同其傳輸能力也就大致相同。可以說電纜的傳輸容量決定于結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用材料的差異而與制造工藝的先進或優(yōu)劣相關(guān)不大。 當(dāng)然更動電纜設(shè)計并不是一件輕而易舉的事。作為中壓電纜的典型結(jié)構(gòu)銅導(dǎo)體、內(nèi)屏蔽、絕緣、外屏蔽、銅帶屏蔽、相間填充和外護套(PVC)其中"填充"是唯一更動后對電纜電性能、機械性能影響最小的環(huán)節(jié)--填充在電纜中的功能只是保持電纜的外形和對外傳導(dǎo)散發(fā)熱量僅此而已故常常被人輕視而無睹。其實不然電纜填充料的選用將嚴(yán)重影響電纜的傳輸能力大小及額定電流在同等截面導(dǎo)體中的損耗。上海中月電纜技術(shù)有限公司和上海電纜廠十分廠就0.6/1kv~8.7/10kV分三組共六根電纜作了以下對比試驗。 第二步試驗方法是外部環(huán)境溫度恒定在40℃三組試樣6根電纜的導(dǎo)體溫度控制在90℃條件下測其導(dǎo)體的穩(wěn)態(tài)電流值。 從上述試驗報告可以得出如下幾點
用低熱阻的礦物質(zhì)填充料代替纖維型填充后其傳導(dǎo)熱的能力明顯增大這可以從表2的數(shù)據(jù)中獲得老結(jié)構(gòu)導(dǎo)體(第二對比組)溫度高(105℃)但護套表面溫度低(77.3℃)新結(jié)構(gòu)導(dǎo)體溫度低(90℃)但護套表面溫度卻高(78.8℃)。在電纜導(dǎo)體截面相同的條件下其對比組的載流量分別提升8.7%10.2%和22.8%。
•從載流量提升的百分比可以看出中壓級8.7/10kV的效果明顯優(yōu)于0.6/1kV電壓等級其原因也是顯而易見的傳統(tǒng)的8.7/10kV交聯(lián)聚乙烯電纜均為三芯圓形絕緣其芯間填充的是高熱阻的玻璃纖維或聚丙烯撕裂繩三相
導(dǎo)電芯對外的散熱極不順暢極大部分的熱量只能通過屏蔽銅帶與外護套的外切邊緣向周圍散發(fā)由于散發(fā)的有效區(qū)段狹窄故熱阻值極大用低熱阻的礦物質(zhì)材料取代后其導(dǎo)電芯的熱量可以比較均勻地向四周散發(fā)填充的熱阻系數(shù)低散發(fā)面積大二者優(yōu)勢的疊加使得線芯的載流能力提高到122.8%也就可以理解了。0.6/1kV級低壓電纜不管是四芯等截面還是3+1芯導(dǎo)體形狀基本由扇形芯圍集成圓芯絕緣間的填充量原本就很小故用低熱阻的填充材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高熱阻的纖維型填充其散熱效果的遞增就沒有中壓電纜如此明顯了。盡管在數(shù)值上仍有8~10%的增量但這里有相當(dāng)部分是依靠導(dǎo)電絕緣線芯由扇形變成圓形后導(dǎo)體散熱面由扇形弧面之和變成多芯園周長之和其熱交換界面的增加(相間填充低熱阻礦物質(zhì)料)的緣故。
•當(dāng)中壓8.7/10kV系統(tǒng)改用低熱阻礦物質(zhì)填充后其載流量值仍維持在原先額定電流值264(A)時它的導(dǎo)電線芯溫度只有66℃外護套的表面溫度僅為56℃均大大低于傳統(tǒng)型同規(guī)格結(jié)構(gòu)的90℃和62℃根據(jù)銅導(dǎo)體的電阻系數(shù)與溫度成正比的關(guān)系可以推出66℃時的線損僅為90℃線損的93%。這一結(jié)論對于電廠正在興建和城市架空線有待入地的當(dāng)前是有積極意義的。
•除導(dǎo)電線芯溫度的降低減少了線損起到節(jié)能的作用外還延長了電纜絕緣和護套的使用壽命因為有機材料的老化壽命與其工作溫度高低是息息相關(guān)的
