电缆特性
性能低烟
核电站用电缆的绝缘和护套材料必须采用低烟、无毒、无腐蚀性的无卤阻燃电缆,如热塑阻燃无卤素或交联阻燃无卤素材料,才能满足特殊的核安全要求。无卤电缆在发生火灾时,燃烧释放的烟雾量很低,不带毒性及腐蚀性,其阻燃成分可有效发挥阻燃作用,不会使电缆成为火焰蔓延的通道。无卤阻燃电缆的主要技术特性有:(1)核电站用电缆烟的总累积量Dm<150;(2)无毒性及腐蚀性,即电缆燃烧不析出HCI和CO;(3)具有阻燃性,聚合物的阻燃性通常用氧指数(0I)法来评定,一般OI≥28。
核电站电缆用材料必须具有耐环境性,即耐热性、耐辐照性和耐LOCA性。
(1)耐热性由于核电站电缆常在高温环境下工作,高温电缆。因此它们需要具有长期耐热使用性能,要选用耐热性满足要求的聚合物,并可让电缆具有40年以上的使用寿命。
(2)耐辐照性(缓和环境,严酷环境)核电站用电缆受到大量射线时会使绝缘和护套材料变脆,力学性能变差。因此,作为核电站电缆用的绝缘和护套材料,必须具有优良的耐辐照性。各种不同的高聚物,其耐辐照性能不同。人们通常在高聚物里添加抗辐照剂,改进其耐辐照性能。
(3)耐LOCA性核电站中,通常将冷却剂损失事故(Lossofcoolingaccident,LOCA)和高能管破裂事故(Highenergylinebreak,HELB)统称LOCA。在发生LOCA/HELB时,电缆会受到高温高压蒸汽的冲击和腐蚀性化学药剂的作用,并且要受到比正常运行情况下较高剂量的射线辐射。因此,核电站电缆应具有耐LOCA性。
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核电站电缆指核电站电缆绝缘及护套所用原料,包括塑料、橡胶等多种品种。电缆种类是由电缆的种类所决定的。
核电站电缆有两种分类方法:一种按功能分,包括测量电缆、通信电缆、仪表电缆、*电缆(硅绝缘电缆)等;另一种是按安全级别分,核电站用电缆的安全级别属于IE级,同时应具有4O年以上的使用寿命,IE级核电站电缆又分为K1、K2和K3,3个安全等级。核电站电缆产品的发展过程实质上是材料的较新换代,电缆的种类其原料的选择
电缆选择技巧
一般原则
电缆的额定电压等于或大于所在网络的额定电压,电缆的工作电压不得**过其额定电压的15%。除在要移动或振动剧烈的场所采用铜芯电缆外,一般情况下采用铝芯电缆。敷设在电缆构筑物内的电缆宜采用裸铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆。直埋电缆采用带护层的铠装电缆或铝包裸塑料护套电缆。移动机械选用重型橡套电缆。有腐蚀性的土壤一般不采用直埋,否则应采用特殊的防腐层电缆。在有腐蚀性介质的场所,应采相应的电缆护套。垂直或高差较大处敷设电缆,应采用不滴流电缆。环境温度**过40℃时不宜采用橡皮绝缘电缆。
截面校验
(1)按电压选择电缆:按照上述的一般原则中的条进行选择。
(2)按经济电流密度选择电缆截面:计算方法与导线截面的计算方法一样。
(3)按照线路长期负载电流校验电缆截面Iux≥Izmax
式中:Iux——电缆的允许负载电流(A);
Izmax——电缆中长期通过的负载电流(A)。
我们在平时的工作中长用的就是这种选择方法,通常是先求出线路的工作电流,再按照线路的工作电流不应该大于电缆的允许载流量。电缆允许的长期工作电流见表一。
我们在实际工作中经常会遇到这种情况,由于负荷的增加,负载电流增大,原有电缆载流量不足,过流运行,为了增加容量,考虑到原有电缆运行正常,要重新敷设电缆施工难度大而且不经济,我们常采用双并、甚至三并的做法。
在并用电缆的选择上很多人认为只要在满足载流量要求的前提下电缆截面越小越经济,越合理,实际究竟是不是这样呢。
2006年1月3日1#变压器至配电室主电缆爆,原185mm的四心铝心电缆2根爆了一根,工区为了及时恢复供电,将另一根好的电缆保留,并了两根120mm的四心铝心电缆进行供电。在运行了10个月后2006年11月15日主电缆再次爆裂,经检查发现,185mm的电缆爆引发了此次事故。
为什么会发生此次事故呢,按照表一我们可以得出三根电缆并用得安全载流量是668A,使用钳型电流表测得生活区得的负载电流只有500A,按照Iux≥Izmax的原则,这样运行应该是安全可靠的。但是,我们忽略了电缆是有电阻的,因为多并电缆连接时,连接处存在接触电阻不同,而此接触电阻又往往与电缆本身的电阻可比拟,其结果会造成多并电缆的电流分配不平衡,多并电缆的电流分配,是与电缆的阻抗有关的。
铜线界面粗略计算:S=IL/54.4U(S导线截面积平法毫米)
铝线界面粗略计算:S=IL/34U
电阻计算
电缆的直流标准电阻可以按照下式进行计算:
R20=ρ20(1+K1)(1+K2)/∏/4×dn×10
式中:R20——电缆在20℃时的支流标准电阻(Ω/km)
ρ20——导线的电阻率(20℃时)(Ω*mm/km)
d——每根心线的直径(mm)
n——芯线数;
K1——芯线扭绞率,约0.02-0.03;
K2——多心电缆是的扭绞率,约0.01-0.02。
任一温度下每千米长电缆实际交流电阻为:
R1=R20(1+a1)(1+K3)
式中:a1——电阻在t℃时的温度系数;
K3——计及肌肤效应及临近效应的系数,截面积为250mm以下时为0.01;1000 mm时为0.23-0.26。
电容计算
C=0.056Nεs/G
式中:C——电缆的电容(uF/km)
εs——相对介电系数(标准为3.5-3.7)
N——多心电缆的心数;
G——形状系数。
电感计算
配电用的地下电缆,当导体截面为圆形时,且忽略铠装及铅包损失时,每根电缆的电感计算方法与导线相同。
L=0.4605㏒Dj/r+0.05u
LN=0.4605㏒DN/rN
式中:L——每根相线的电感(mH/km)
LN——中性线的电感(mH/km);
DN——相线与中性线间的几何距离(cm);
rN——中性线的半径(cm);
DAN、DBN、DCN——各相线对中性线间的中心距离(cm)。
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