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電纜設備在現實中有著極其廣泛的應用，電纜設備的安全性是保證電纜設備運行安全的重要手段，也是電纜設備實用化過程中需要重點解決的關鍵問題。因此，如何保障電纜設備的安全性具有十分重要的理論和現實意義。本文分析了影響電纜設備安全性的原因，并提出相關解決方案。電纜設備電纜通常是由幾根或幾組導線[每組至少兩根絞合而成的類似繩索的電纜,每組導線之間相互絕緣,并常圍繞著一根中心扭成,整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線電纜是指用于電力、通信及相關傳輸用途的材料?！半娋€”和“電纜”并沒有嚴格的界限。通常將芯數少、產品直徑小、結構簡單的產品稱為電線，沒有絕緣的稱為裸電線，其他的稱為電纜;導體截面積較大的(大于6平方毫米)稱為大電線，較小的(小于或等于6平方毫米)稱為小電線，絕緣電線又稱為布電線。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。電纜有電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜等等。它們都是由多股導線組成，用來連接電路、電器等。電纜及其相關設備在現實中有著廣泛的利用：電力系統(tǒng)采用的電纜設備主要有架空裸電線、匯流排(母線)、電力電纜(塑料線纜、油紙力纜(基本被塑料電力電纜代替)、橡套線纜、架空絕緣電纜)、分支電纜(取代部分母線)、電磁線以及電力設備用電氣裝備電線電纜等;信息傳輸系統(tǒng)用于信息傳輸系統(tǒng)的電纜設備主要有市話電纜、電視電纜、電子線纜、射頻電纜、光纖纜、數據電纜、電磁線、電力通訊或其他復合電纜等。機械設備、儀器儀表系統(tǒng)的電纜設備除架空裸電線外幾乎其他所有產品均有應用，但主要是電力電纜、電磁線、數據電纜、儀器儀表線纜等;裸電線及裸導體制品主要特征是純的導體金屬，無絕緣及護套層，如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等;隨著近二十多年來，通訊行業(yè)的飛速發(fā)展，通訊電纜及光纖設備也有驚人的發(fā)展速度，從過去的簡單的電話電報線纜發(fā)展到幾千對的話纜、同軸纜、光纜、數據電纜，甚至組合通訊纜等，該類產品結構尺寸通常較小而均勻，制造精度要求高。電纜設備具有傳輸容量大、損耗小、靈活性高、占地空間小、無污染等顯著優(yōu)點。
近年來隨著我國國民經濟的高速發(fā)展，電纜設備需求急劇增長，特別是迅猛發(fā)展的大城市和城市密集居住地區(qū)。電纜設備的安全性是保證電纜設備運行安全的重要手段，也是電纜設備實用化過程中需要重點解決的關鍵問題。因此，如何保障電纜設備的安全性具有十分重要的理論和現實意義。常見的電纜設備安全性問題主要有機械損傷、絕緣損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質、過電壓、電纜過熱故障等。其原因主要有: 土建方面，鋪設電纜時未能采取保護措施,保護層遭破壞,絕緣降低，工井管溝排水不暢,電纜長期被水浸泡,損害絕緣強度，或長期受擠壓外力破壞.主要是市政施工中機械野蠻施工,挖傷挖斷電纜;長期超負荷運行,將使電纜溫度升高,絕緣老化,以致擊穿絕緣，降低施工質量;電氣方面，電纜頭施工工藝達不到要求,電纜絕緣性能下降;為此，筆者根據自身學習經歷，對電纜設備的安全性問題有針對性的提出分析，并對如何保長電纜設備的安全性提出相關對策。施工方面主要是埋設電纜設備方面，安全要求有：(1)電纜線相互交叉時，高壓電纜應在低壓電纜下方。如果其中一條電纜在交叉點前后1m范圍內穿管保護或用隔板隔開時，允許距離為0.25m;(2)電纜與熱力管道接近或交叉時，如有隔熱措施，平行和交叉的距離分別為0.5m和0.25m;(3)電纜與鐵路或道路交叉時應穿管保護，保護管應伸出軌道或路面2m以外(4)電纜引入建筑物時應穿管保護，保護管亦應超出建筑物散水以外;(5)直接埋在地下的電纜與一般接地裝置的接地之間應相距0.25~0.5m，直接埋在地下的電纜埋設深度，一般不應小于0.7m，并應埋在凍土層下。電流方面輸電線路內部無故障時(包括穩(wěn)態(tài)運行和區(qū)外故障)兩端電壓電流之間的關系，而線路內部故障時，相當于在故障點增加了一個節(jié)點，這種關系被破壞。利用這一差別區(qū)分線路內部和外部故障，可以構成一種新的差動保護原理，自動地考慮了電容電流的影響，不再需要進行電容電流的補償電纜監(jiān)測與保護系統(tǒng)以普吉變電站電纜系統(tǒng)的項目為例，普吉變電站有220kV、110kV、35kV三個電壓等級，電纜設備安裝在2號主變35kV側，為了保證高溫超導電纜發(fā)生故障被切除后不影響對用戶的供電，現場增加了一斷路器支路與高溫超導電纜相并聯，一旦超導電纜切除以后可通過這根并聯支路供電。
安裝于普吉變電站現場的電纜系統(tǒng)由超導電纜本體、終端、制冷及其監(jiān)控系統(tǒng)、電纜監(jiān)控與保護系統(tǒng)等四部分組成。三相電纜本體在變電站場地上平行布置，以轉角90°敷設，其中B相轉彎半徑5米。終端是連接電纜、高壓母線、液氮制冷系統(tǒng)三者的接口，每根電纜兩端各有一套。制冷及其監(jiān)控系統(tǒng)安裝于電纜附近的熱工房內，通過真空液氮輸送管連接到終端上，對電纜和終端進行冷卻。電纜監(jiān)控與保護系統(tǒng)安裝于變電站主控室內。電線電纜是以長度為基本計量單位，所有電線電纜從導體加工開始，在導體的外圍一層一層地加上絕緣、屏蔽、成纜、護層等而制成電線電纜產品。產品結構越復雜，疊加的層次就越多。電線電纜生產工藝流程銅、鋁單絲拉制電線電纜常用的銅、鋁桿材，在常溫下，利用拉絲機通過一道或數道拉伸模具的?？?，使其截面減小、長度增加、強度提高。拉絲是各電線電纜公司的首道工序，拉絲的主要工藝參數是配模技術。單絲退火銅、鋁單絲在加熱到一定的溫度下，以再結晶的方式來提高單絲的韌性、降低單絲的強度，以符合電線電纜對導電線芯的要求。退火工序關鍵是杜絕銅絲的氧化。電線電纜制造工藝導體的絞制為了提高電線電纜的柔軟度，以便于敷設安裝，導電線芯采取多根單絲絞合而成。從導電線芯的絞合形式上，可分為規(guī)則絞合和非規(guī)則絞合。非規(guī)則絞合又分為束絞、同心復絞、特殊絞合等。為了減少導線的占用面積、縮小電纜的幾何尺寸，在絞合導體的同時采用緊壓形式，使普通圓形變異為半圓、扇形、瓦形和緊壓的圓形。此種導體主要應用在電力電纜上。絕緣擠出塑料電線電纜主要采用擠包實心型絕緣層，塑料絕緣擠出的主要技術要求：偏心度：擠出的絕緣厚度的偏差值是體現擠出工藝水平的重要標志,大多數的產品結構尺寸及其偏差值在標準中均有明確的規(guī)定。光滑度：擠出的絕緣層表面要求光滑，不得出現表面粗糙、燒焦、雜質的不良質量問題。致密度：擠出絕緣層的橫斷面要致密結實、不準有肉眼可見的針孔，杜絕有氣泡的存在。成纜對于多芯的電纜為了保證成型度、減小電纜的外形，一般都需要將其絞合為圓形。絞合的機理與導體絞制相仿，由于絞制節(jié)徑較大，大多采用無退扭方式。
成纜的技術要求：一是杜絕異型絕緣線芯翻身而導致電纜的扭彎;二是防止絕緣層被劃傷。大部分電纜在成纜的同時伴隨另外兩個工序的完成：一個是填充，保證成纜后電纜的圓整和穩(wěn)定;一個是綁扎，保證纜芯不松散。內護層為了保護絕緣線芯不被鎧裝所疙傷，需要對絕緣層進行適當的保護，內護層分：擠包內護層(隔離套)和繞包內護層(墊層)。繞包墊層代替綁扎帶與成纜工序同步進行。裝鎧敷設在地下電纜，工作中可能承受一定的正壓力作用，可選擇內鋼帶鎧裝結構。電纜敷設在既有正壓力作用又有拉力作用的場合(如水中、垂直豎井或落差較大的土壤中)，應選用具有內鋼絲鎧裝的結構型。外護套外護套是保護電線電纜的絕緣層防止環(huán)境因素侵蝕的結構部分。外護套的主要作用是提高電線電纜的機械強度、防化學腐蝕、防潮、防水浸人、阻止電纜燃燒等能力。根據對電纜的不同要求利用擠塑機直接擠包塑料護套。線纜制造行業(yè)是一個材料精加工和再組裝的行業(yè)。首先材料用量大，線纜產品中的材料成本要占制造總成本的85%左右；其次是所用材料的類別、品種繁多，性能要求高，如導體用銅，要求純度99.95%以上，部門產品需采用無氧高純銅；再者材料的選用也會對產品的性能、制造工藝以及使用壽命起到決定性的作用。而線纜制造企業(yè)的效益也與材料的選用、工藝和科學的生產管理息息相關。因此，在電線電纜產品設計的同時必須考慮材料的選用，一般選取多種適用材料，通過工藝與性能篩選試驗后，終確定材料。電線電纜產品用材料按其使用部位與功能的不同，分為絕緣材料、導電材料、屏蔽材料、填充材料、護層材料等。其中某些材料可以幾個結構件通用。尤其是熱塑性材料，如聚氯乙稀、聚乙烯等，只需調整部分配方成份就可用在絕緣或護套上?？傊?，線纜產品制造中所用材料涉及的種類非常之多，品種規(guī)格(牌號)特別廣泛。線纜產品大多數是截面形狀完全相同(忽略因制造而產生的誤差)、呈長條狀的產品，這是由系統(tǒng)或設備中作為構成線路或線圈而使用的特征所決定，所以，研究線纜產品的結構組成，僅需從其截面來測量分析。線纜產品的結構元件，可分為四部分——導線、絕緣層、屏蔽和保護層，以及填充和承拉元件等。根據產品使用和適用要求，有的產品結構相對簡單。導線：產品進行電流或電磁波信息傳輸功能的基本的必不可少的主要構件。導線是導電線芯的簡稱，用銅包鋼、銅包鋁、銅、鋁等導電性能優(yōu)良的有色金屬制成，以光導纖維作為導線。主要材料：有裸銅線、單支線、鍍錫線、絞線等。
絕緣層：是包覆在導線外圍四周起著電氣絕緣作用的構件。能確保傳輸的電流或電磁波、光波只沿著導線行進而不流向外面，導體上具有的電位(即對周圍物體形成的電位差、即電壓)能被隔絕，既要保證導線的正常傳輸功能，又要確保外界物體和人身的安全。導線與絕緣層是構成線纜產品(裸電線類除外)必須具備的兩個基本構件。主要材料：PVC、XLPE、PE、氟塑料、聚丙烯、橡膠、紙、云母帶。填充結構：多數線纜產品是多芯的，將這些絕緣線芯或線對成纜后，可能存在外形不圓整，或是絕緣線芯間留有空隙，因此必須在成纜時加入填充結構，填充結構是為了使成纜外徑相對圓整以利于包帶、擠護套。主需材料：PP繩。屏蔽：是一種將線纜產品中的電磁場與外界的電磁場進行隔離的構件；有些線纜產品在其內部不同線對之間也需要相互隔離。屏蔽層是一種”磁隔離屏”，高壓電纜的導體屏蔽和絕緣屏蔽是為了均化電場的分布。主要材料：銅包鋼線、裸銅線、鍍錫銅線。護層：當線纜產品在各種不同的環(huán)境中安裝運行時，必須有對產品整體，特別是對絕緣層起保護作用的構件，這就是護層。根據絕緣材料應具有優(yōu)良的各種電絕緣性能的條件，要求材料的純度極高；往往無法兼顧對外界的保護能力，所以對于外界環(huán)境各種機械力的承受或耐大氣環(huán)境、抵抗力、耐化學藥品或油類、對生物侵害的防止，以及減少火災的危害等都必須由各種護層結構來承擔。主要材料：PE、PVC、鋁、橡膠、鋼帶?？估旱湫偷慕Y構是光纖光纜電纜、鋼芯鋁絞線等。近些年開發(fā)的特種細小、柔軟型，同時要求抗多次彎、扭曲使用的產品中，抗拉元件起著重要的作用。主要材料：鋼絲。電線電纜基本分類裸電線體制品：本類產品的主要特征是純的導體金屬，且無絕緣及護套層，如銅鋁匯流排、鋼芯鋁絞線、電力機車線等；加工工藝主要是壓力加工，如熔煉、壓延、拉制、絞合/緊壓絞合等；產品主要用在開關柜、農村、用戶主線、城郊等。電力電纜產品：本類產品主要特征是在導體外擠（繞）包絕緣層，如架空絕緣電纜，或幾芯絞合（對應電力系統(tǒng)的相線、零線和地線），如二芯以上架空絕緣電纜，或再增加護套層，如塑料/橡套電線電纜。主要的工藝技術有拉制、絞合、絕緣擠出（繞包）、成纜、鎧裝和護層擠出等，不同產品的不同工序和工藝組合有一定的區(qū)別。產品主要用在發(fā)、配、輸、變、供電線路中的強電電能傳輸，通過的電流大（幾十安至幾千安）、電壓高（220V至35kV及以上）。
電氣裝備電線電纜：該類產品主要特征是規(guī)格種類繁多，應用范圍之廣泛，使用電壓在1kV及以下的較多，面對特殊場合會不斷衍生出新的產品，如阻燃線纜、耐火線纜、低煙無鹵線纜、低煙低鹵線纜、防老鼠線纜、防白蟻線纜、耐油/耐寒/耐溫/耐磨線纜、薄壁電線、醫(yī)用/農用/礦用線纜等。通訊電纜及光纖：隨著電子通訊行業(yè)的高速發(fā)展，從過去電話電報線纜發(fā)展到幾千對的話纜、光纜、同軸纜、數據電纜，甚至組合通訊纜等。該類產品結構尺寸通常較小而均勻，且制造精度要求較高。繞組線：繞組線是具有絕緣層的導電金屬電線，用以繞制電工產品的線圈或繞組。其工作時通過電流產生磁場，或切割磁力線產生感應電流，實現電能和磁能的轉換，故又成為電磁線。電線電纜應用介紹電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)采用的線纜產品主要有架空裸電線、電力電纜（塑料線纜、匯流排（母線）、架空絕緣電纜、橡套線纜）、分支電纜（取代部分母線）、電磁線以及電力設備用電氣裝備電線電纜等。信息傳輸系統(tǒng)：用于信息傳輸系統(tǒng)的線纜主要有電視電纜、市話電纜、電子線纜、電磁線、射頻電纜、數據電纜、光纖纜、電力通訊或其他復合型電纜等。機械、儀表系統(tǒng)：除架空裸電線外基本上其他所有產品均有應用，但主要是電磁線、電力電纜、儀器儀表線纜、數據電纜等。
