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26位評審委員會專家一致表示:亨通高壓自主開發(fā)的額定電壓220 KV交聯(lián)聚乙烯絕緣光纖復(fù)合海底電纜(含軟接頭),達到國際先進水平。電纜(含軟接頭)通過了國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的型式試驗,各項性能指標均符合標準,電纜與軟接頭一體通過型式試驗為國內(nèi)首次。
爭分奪秒攻堅難題 亨通電纜創(chuàng)佳績
鑒定會專家組聽取了研制單位——亨通高壓項目負責人周厚強副總經(jīng)理所作的《220KV交聯(lián)聚乙烯絕緣光纖復(fù)合海底電纜(含軟接頭)》研制項目總結(jié)等報告,審查了評審資料,考察了生產(chǎn)現(xiàn)場,并進行了現(xiàn)場檢測。經(jīng)認真討論認為該產(chǎn)品達到國際先進水平,同意通過技術(shù)評審,可以投入生產(chǎn)。
鑒定委員會專家國網(wǎng)電力科學研究院總工、教授級高工楊迎建告訴記者,聽取了亨通高壓副總經(jīng)理周厚強有關(guān)220KV光纖復(fù)合海底電纜的先進性和亨通高壓總工程師潘文林有關(guān)設(shè)備先進性的匯報后,他認為此高壓海纜無論從技術(shù)水平和設(shè)備的先進性都達到了國際先進。
一流的人才、先進的設(shè)備、現(xiàn)代化的管理為公司研制該產(chǎn)品奠定了堅實的基礎(chǔ),從可行性調(diào)查、立項、研發(fā)設(shè)計、試制到產(chǎn)品最終型式試驗完成僅用了6個多月時間就成功自主研發(fā)出220KV含軟接頭的海底電纜,速度之快,在國內(nèi)行業(yè)中堪屬唯一,在國際上也實屬罕見。
本項目配置當今國內(nèi)外最先進的生產(chǎn)、檢測設(shè)備,并建有三套大容量儲纜設(shè)備,儲纜容量可達上萬公里,同時建造了兩個萬噸級海纜上船專用碼頭。
亨通高壓成功研制出220KV含軟接頭的海底電纜,意義非凡。利用本項目具備的國際先進技術(shù)優(yōu)勢及海底電纜與軟接頭一體通過國家權(quán)威部門型式試驗為國內(nèi)首次的優(yōu)勢,必將提高海底電纜的市場占有率,并積極參與國際同臺競爭,同時對鞏固國防有著重大的意義。上海電纜研究所總工毛慶傳如是說。
據(jù)權(quán)威人士介紹,到目前為止,拿到國家權(quán)威部門型式試驗報告的只有三家,含有軟接頭的系統(tǒng)型式試驗報告只有兩家,試驗項目最全和指標最高的只有江蘇亨通高壓電纜有限公司。
自主創(chuàng)新助力亨通高速發(fā)展
在鑒定會現(xiàn)場,記者采訪到研制單位項目總負責——亨通高壓總經(jīng)理馮華強,馮總難掩成功的喜悅,臉上洋溢著幸福的笑容。他說,兩年前,亨通集團總裁崔根良就對投產(chǎn)海纜項目特別重視,由于生產(chǎn)海底電纜廠址需要靠近江河,總裁崔根良通過多方考察,最終看中了常熟沿江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)長江黃金水道的優(yōu)勢,確定了廠址。至此,一個投資十多億元,并建設(shè)有兩個萬噸級碼頭的高壓電纜生產(chǎn)企業(yè)拔地而起。
據(jù)悉,由于受海底高壓電纜制造長度限制,以及風險大、性能要求高等因素影響,世界上具有高壓海纜技術(shù)優(yōu)勢的廠家為數(shù)不多,僅有德國、意大利等國屈指可數(shù)的幾家大公司有制造能力。我國也只有七家電纜生產(chǎn)商可以生產(chǎn)光纖復(fù)合電纜。特別是海纜接頭技術(shù)更是很難以攻破的技術(shù)難點。海纜敷設(shè)一般單根最大長度需數(shù)十千米,其間只有軟接頭制作才能滿足大長度海纜的需要。由于受到設(shè)備能力的限制,不可能生產(chǎn)出非常長的無接頭電纜,因此軟接頭技術(shù)就顯得特別重要。
亨通高壓充分發(fā)揮人才團隊優(yōu)勢,依靠在海纜研究方面造詣比較深厚的一批專家,勇于攻關(guān),自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn),一舉取得成功。在技術(shù)上,該公司研發(fā)的220KV光纖復(fù)合海底電纜在電纜縱向進水、絕緣偏心、絕緣內(nèi)應(yīng)力消除、防腐蝕、大長度生產(chǎn)、儲纜上船等方面,從生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備上進行了創(chuàng)新,解決了設(shè)計和制造中的難題,主要性能指標優(yōu)異。
眾所周知,油浸紙絕緣電力電纜的現(xiàn)場試驗一般都采用直流電壓。試驗時可以同時測量泄漏電流,由泄漏電流的變化或者泄漏電流與試驗電壓的關(guān)系,可用以判斷絕緣狀況。數(shù)十年對油浸紙絕緣電力電纜采用直流耐壓試驗的實踐,已證明其作為現(xiàn)場定期預(yù)防性試驗項目能得出滿意的試驗結(jié)果,這也就是充油和壓氣電纜用直流電壓進行現(xiàn)場試驗的理由。這個試驗方法也同樣用于高壓XLPE絕緣電纜,它似乎是唯一可行的方法。
1XLPE絕緣電纜線路用直流耐壓試驗的缺點
高壓XLPE電纜線路的運行試驗表明,現(xiàn)場采用直流耐壓試驗不能有效地檢出有缺陷的XLPE絕緣電纜及附件。各國運行經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)通過直流耐壓試驗的XLPE絕緣電纜及附件在投入運行后有擊穿故障發(fā)生。
為此,CIGREWG21-09工作組(高壓擠包絕緣電纜試驗)于1984年向世界各國電纜制造商和電力公司調(diào)查,并組織進行模擬結(jié)構(gòu)樣品試驗,進一步確認高壓XLPE絕緣電纜采用直流耐壓試驗是不恰當?shù)模浯嬖谝韵旅黠@的缺點:
a)直流電壓下絕緣電場分布與交流電壓下電場分布不同,前者按電阻率分布,而后者按介電系數(shù)分布,尤其在電纜終端和接頭等高壓電纜附件中,直流電場強度的分布與交流電場強度分布完全不同。這往往造成交流工作電壓下有缺陷部位在直流耐壓的現(xiàn)場試驗時不會擊穿而被檢出,或者在交流工作電壓下絕不會產(chǎn)生問題的部位,而在直流耐壓現(xiàn)場試驗時發(fā)生擊穿。
b)XLPE自身的固有場強高,要用很高的直流試驗電壓甚至嚴重損傷電纜才能檢出。例如,20kVXLPE電纜絕緣的50%處有金屬尖端,結(jié)果卻在10U0的直流電壓下才能使其擊穿。再者,在接頭內(nèi)有金屬尖端或密封電纜頭周圍有嚴重的缺陷,即使用12U0~16U0直流電壓試驗也不可能檢出。
c)由于XLPE的高絕緣電阻和相應(yīng)的空間電荷效應(yīng),尚不能排除在直流電壓下會造成XLPE電纜絕緣非故意的預(yù)先損傷。直流耐壓試驗時形成的空間電荷,可造成電纜在投入交流工作電壓運行時擊穿,或附件界面因積聚電荷而沿界面滑閃。
2調(diào)頻串聯(lián)諧振裝置實例
傳統(tǒng)的直流電壓試驗存在著嚴重缺點,必須尋求新的較為有效的試驗方法。非常自然的、符合絕緣機理的傾向,是采用交流電壓試驗方法,關(guān)鍵是要開發(fā)新型的交流電壓試驗設(shè)備。本文將詳細介紹由西門子柏林電力電纜廠等研制的8MVA,160kV調(diào)頻串聯(lián)諧振試驗裝置。
2.1移動式
調(diào)頻串聯(lián)諧振裝置設(shè)計的首要目的是試驗安全、簡便和快速,整個試驗設(shè)備均安裝在低底架的大卡車上。最重的組件是電抗器,重156.8kN。車輛總重量約400kN。
2.2試驗電壓連接線
電源電壓經(jīng)OHL門架的戶外終端和變壓器的輸出端或氣體絕緣開關(guān)(GIS)而饋電至用戶的電纜線路。通常連接到試驗設(shè)備的電抗器,包括可接至戶外套管或試驗電纜的插入式澆注樹脂絕緣管。內(nèi)部絕緣為SF6,以便能夠快速、安全和干燥地裝配。
1—帶有固定電感的電抗器,并可改變電壓輸出;2—戶外終端;3—已裝在電纜盤上的試驗電纜,帶有符合IEC859的開關(guān)設(shè)備的密封終端;4—饋電連接電纜;5—SF6氣體充氣站;6—用液壓驅(qū)動的起吊機;7—控制室;8—戶外終端運輸用的貯存器
2.3戶外套管
戶外套管的戶外部分有防水硅橡膠裙邊,并模鑄在耐壓的增強玻璃纖維塑料支撐管上。戶外套管的內(nèi)部,導(dǎo)體是用交聯(lián)聚乙烯絕緣并用硅橡膠電容式應(yīng)力錐來控制場強。附加的內(nèi)部絕緣為SF6。這種結(jié)構(gòu)使安裝比較容易,此外,試驗也不會受天氣的影響。
戶外套管裝在電抗器上,用柔軟的銅導(dǎo)線接至被試電纜線路的戶外密封終端。如果該銅導(dǎo)線很長或沿著曲折的途徑,則應(yīng)采用絕緣子來支撐。
2.4GIS饋電的試驗電纜
如果被試電纜和系統(tǒng)端接在GIS(氣體絕緣開關(guān)設(shè)備)內(nèi),則電源饋電線可接至為試驗而特殊安裝的連接器殼體,殼體尺寸符合IEC859要求。
兩端都有密封終端的試驗電纜繞在電纜盤(安裝在車上)上,而且可拉開至70m長。用電子器件控制電纜盤的傳動機構(gòu)使敷設(shè)試驗電纜時達到靈活而且支撐牢固。用試驗電纜可接至現(xiàn)場GIS附近的任何地方。
試驗電纜的密封終端,與戶外套管一樣都是充以SF6氣體,確保裝配工作簡易和安全。
2.5初級電源的連接電纜
在大多數(shù)使用場合,試驗電源均從用戶的系統(tǒng)獲取。根據(jù)被試電纜的長度和電容,視在功率可能需要達200kVA。但是,在很多的試驗場合下,可能僅僅需要電源視在功率小于50kVA。為此,運輸車還有裝在電纜盤上的連接電纜,長度200m。
在所接入的電源負荷較大的場合或者饋電位置遠離公用電源系統(tǒng)時,本移動式大容量調(diào)頻串聯(lián)諧振裝置還添加有可靈活移動的發(fā)電機。
2.6絕緣氣體源的環(huán)境安全
運輸車上有SF6氣體充氣站,提供所需的SF6氣體以及充氣至密封終端的真空和壓力系統(tǒng),并提供可排氣和再充氣5MPa的壓力容器。
2.7在運輸車上起吊工作
戶外終端或試驗電纜密封終端安裝至電抗器需要質(zhì)量達100kg的起重機。起重機也安裝在拖車上。這樣,在用戶的現(xiàn)場就可直接進行工作而不受其他任何輔助設(shè)備的限制。
在開始安裝的時候,通常不可能與用戶的電網(wǎng)相連接。因此,起重機由直流電動機液壓驅(qū)動,直流電動機由拖車上的蓄電池供電。這樣,進行試驗的準備工作不會有任何延誤。
2.8設(shè)備控制和用戶操作室
運輸車是按成套移動式調(diào)頻串聯(lián)裝置而設(shè)計的,適用于戶外使用。因此,也裝有寬敞的測試間。其內(nèi)包括電子器件控制設(shè)備,計算機控制的聯(lián)機裝置以及容納操作和觀察人員的足夠空間。用戶能在各種氣候條件下從事試驗,而且便于試驗時做記錄或試驗全部結(jié)束后立即編寫試驗報告。
3運行經(jīng)驗
本試驗裝置自研制成功后,已用于110kVXLPE絕緣電纜線路的現(xiàn)場試驗,并取得初步有效運行經(jīng)驗。
自從1996年以來,已在高壓電纜線路進行交流電壓試驗。大約80%的試驗連接是經(jīng)由戶外密封終端而進行的,約20%則是經(jīng)由GIS開關(guān)裝置進行。在已試驗的電纜線路中,長度最長的約3.8km,最高試驗電壓為160kV,僅利用試驗設(shè)備最大功率的50%。這意味著還可以試驗更長的電纜線路。
經(jīng)由戶外密封終端可方便地把交流電壓饋電至被試電纜線路。接線方式如圖2所示。利用銅導(dǎo)線把電抗器的電壓輸出接至電纜密封終端。
4結(jié)束語
用于長距離電纜線路的交流電壓試驗,需要相當大和重的試驗設(shè)備。為此,以往的XLPE電纜都是采用直流電壓試驗。高壓XLPE電纜線路的運行經(jīng)驗表明,采用直流電壓耐壓試驗不能有效地檢出XLPE電纜缺陷,特別是有缺損的XLPE電纜附件。這一點已取得國際共識,采用更有效的試驗方法勢在必行。
通過對工頻串聯(lián)諧振試驗裝置的研究和試制,已獲得一種適合于XLPE絕緣電纜和附件的試驗方法,即施加工頻或接近工頻的交流電壓,在電纜及附件上產(chǎn)生的電場分布與實際運行工作電壓下的電場分布相同,能夠比較有效地檢出XLPE電纜及附件缺陷,并逐步成為各國用作XLPE絕緣電纜線路的現(xiàn)場試驗方法。
本文所介紹的新型調(diào)頻串聯(lián)諧振試驗裝置,是把供電電源、產(chǎn)生試驗?zāi)芰康闹髟O(shè)備、連接至電纜線路的專用連接線和控制單元等所有組件全部安裝在低底架的拖車上。這樣就能機動靈活便于運作。迄今,最頻繁使用的是把試驗電壓接至戶外密封終端,也進行過把交流電壓經(jīng)由試驗電纜而饋電至符合IEC859的GIS開關(guān)設(shè)備。運行經(jīng)驗表明,該裝置的電氣系統(tǒng)和連接技術(shù)兩者的研制都是令人滿意的,而且可對高壓XLPE絕緣電纜線路進行既可靠又經(jīng)濟的交流電壓試驗。
綜上所述,開發(fā)并應(yīng)用適合現(xiàn)場試驗的交流高壓試驗裝置具有現(xiàn)實意義。我們要借助國外的經(jīng)驗,加強試驗設(shè)備研制開發(fā),加強試驗技術(shù)的研究,希望高壓XLPE絕緣電纜線路的現(xiàn)場試驗會有突破性成就。
參考文獻
1WeinbergW,GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage[J].ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400~407
關(guān)鍵詞:人防工程,監(jiān)理控制,要點,分析
Abstract: civil air defense engineering with conventional weapons killing ability, and the main structure in the civil defense projects are made of reinforced concrete structure and, therefore, the quality of reinforced concrete construction is one of the key points to supervision and control.
Key words: civil air defense engineering, supervision and control, key points, analysis
中圖分類號: R852 文獻標識碼: A 文章編號:
人民防空工程(簡稱人防工程),是戰(zhàn)時防備敵人空中襲擊,有效地掩蔽人員、物資,保護人民生命和財產(chǎn)安全,保存戰(zhàn)爭潛力的重要場所,是實施人民防空最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,它與普通地下室相比,能抵抗一定威力殺傷兵器的破壞,即能在擬定的核武器、化學武器、生物武器、常規(guī)武器襲擊和襲擊后的城市發(fā)生次生災(zāi)害情況下,保障人員、物資的安全。而人防工程建設(shè)的關(guān)鍵是施工過程的質(zhì)量控制,本文就人防工程施工中監(jiān)理控制要點進行分析。
人防工程具有防常規(guī)武器的殺傷能力,而人防工程主體結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土構(gòu)造而成,因此,鋼筋混凝土工程質(zhì)量是監(jiān)理控制要點之一。人防工程具有防核武器對地面的沖擊波、早期核輻射、核電磁脈沖、光輻射、放射線沾染、生物化學武器的殺傷,而這些武器的殺傷作用主要是通過孔口進入工程內(nèi)部的,因此,人防工程施工中,孔口防護質(zhì)量是監(jiān)理控制的又一要點之一。本文即從人防工程主體結(jié)構(gòu)施工及孔口防護兩方面對人防工程監(jiān)理控制進行分析,不妥之處,請同仁批評指正。
一、人防工程主體結(jié)構(gòu)監(jiān)理控制要點
1.鋼筋混凝土質(zhì)量控制
1.1鋼筋的質(zhì)量控制
1.1.1鋼筋原材料進場時檢查質(zhì)量證明書,包括出廠合格證、質(zhì)保書、檢驗報告,且必須經(jīng)監(jiān)理見證取樣送有資質(zhì)的檢測單位檢測合格后方可使用。
1.1.2鋼筋加工過程中,如發(fā)現(xiàn)脆斷、焊接性能不良或力學性能明顯不正常等現(xiàn)象,應(yīng)對該批鋼筋進行化學成分檢驗或其他專項檢驗。
1.1.3鋼筋綁扎安裝施工過程中,監(jiān)理工程師要在現(xiàn)場跟蹤巡視,發(fā)現(xiàn)問題,及時指出,要求施工單位糾正。鋼筋綁扎結(jié)束,施工單位自檢合格報監(jiān)理驗收時,監(jiān)理工程師應(yīng)對照結(jié)構(gòu)施工圖,檢查所綁扎鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、長度、錨固長度、接頭設(shè)置等是否符合設(shè)計要求,此外,還應(yīng)著重檢查某些構(gòu)造措施,如:框架節(jié)點箍筋加密區(qū)的箍筋及梁上有集中荷載作用處的附加吊筋或箍筋,不得漏放;具有雙層配筋的厚板和墻板,應(yīng)按要求設(shè)置撐筋和拉鉤;控制鋼筋保護層的墊塊強度、厚度、位置應(yīng)符合規(guī)范要求;預(yù)埋件、預(yù)埋空洞的位置應(yīng)正確,固定可靠,孔洞周邊鋼筋加固,應(yīng)符合設(shè)計要求。
1.2混凝土澆筑質(zhì)量控制
1.2.1混凝土澆筑過程中,要加強旁站監(jiān)理,嚴格控制澆筑質(zhì)量,檢查混凝土坍落度,嚴禁在混凝土中加水,不合格的混凝土要退回攪拌站。
1.2.2檢查振搗情況,不能漏振、過振,注視模板、鋼筋的位置和牢固度,同時要求施工單位派專人看模,發(fā)現(xiàn)有跑模和鋼筋位移情況應(yīng)及時處理,特別注意混凝土澆筑中施工縫、沉降縫、后澆帶處混凝土的澆筑處理。
1.2.3對節(jié)點部位不同等級混凝土的澆筑順序和澆筑混凝土的等級要嚴格檢查,防止低等級混凝土注入高等級混凝土部位。
1.2.4監(jiān)督施工單位在現(xiàn)場制作試塊,并按規(guī)范要求進行養(yǎng)護,達到養(yǎng)護齡期后在監(jiān)理監(jiān)督下送往實驗室檢測。
1.2.5對大體積混凝土的澆搗要采取合理的澆筑方法,同時應(yīng)做好溫控措施。大體積混凝土宜采取分層澆搗方法,使混凝土沿高度均勻上升,澆筑應(yīng)在室外溫度較低時進行;大體積混凝土的內(nèi)外溫差不得超過25℃。
1.2.6冬夏季施工,監(jiān)理工程師要根據(jù)工程實際情況,明確冬夏季施工的關(guān)鍵部位、關(guān)鍵內(nèi)容,加強現(xiàn)場監(jiān)控。注重對混凝土實際入模溫度、內(nèi)外溫度及溫差的監(jiān)測,防止混凝土受凍和裂縫;控制拆模時間及拆模后的保溫和保養(yǎng)。
二、人防工程孔口防護監(jiān)理控制要點
孔口是人防工程主體與外部空間相通的孔洞,包括出入口、通風口、排煙口、天線豎井等;孔口防護主要有:出入口防護密閉門、密閉門的門框墻制作;防護密閉門、密閉門的安裝;頭部防爆波活門、自動排氣活門的安裝;進出工程管線的防護密閉工程等。
1.防護密閉門、密閉門框墻的制作監(jiān)理控制要點
1.1檢查鋼筋、水泥、粗細骨料以及防護密閉門、密閉門,材料、設(shè)備的質(zhì)量證書、準用證、生產(chǎn)許可證及有關(guān)試驗報告。
1.2在門框墻定位放樣時,仔細核對尺寸,重點對門框墻門前尺寸、開啟方向的位置尺寸仔細審核。
1.3對防護密閉門、密閉門的鋼筋工程進行隱蔽驗收時,重點檢查鋼筋骨架的尺寸、鋼筋直徑、間距、垂直度以及預(yù)埋件、管件的位置、方向等,均應(yīng)符合設(shè)計要求或有關(guān)人防標準圖集。門框墻制作鉸頁同軸度偏差應(yīng)小于1㎜,門框墻垂直度偏差應(yīng)小于6㎜。
1.4鋼筋配筋時,檢查門檻的鋼筋高度是否符合各種型式門的建筑高度,核對各種型式門的合頁側(cè)和閉鎖側(cè)的門框?qū)挾饶芊駶M足開啟的要求。
1.5門框墻的混凝土澆筑時,監(jiān)理人員要旁站,督促施工單位連續(xù)澆筑和振搗密實。
1.6.防護密閉門、密閉門安裝前,檢查各扇門的平整度和是否在運輸過程中受損,如有損壞影響密閉等使用功能的應(yīng)禁止安裝。
1.7門扇安裝時,要求門扇鋼框與鋼門框貼合均勻,其不貼部分和間隙都應(yīng)符合要求。檢查上、下鉸頁同軸度的偏差。
1.8檢查密封條的安裝質(zhì)量、密封條接頭搭接形式、固定牢固程度、壓縮均勻程度,均應(yīng)符合規(guī)范要求。
2.防爆活門、防爆超壓排氣活門安裝工程監(jiān)理控制要點
2.1審查各種活門的生產(chǎn)許可證、質(zhì)量保證書、合格證。
2.2對進場的活門進行外觀質(zhì)量檢查。
2.3安裝前檢查土建留置的安裝尺寸,是否與安裝活門尺寸相符。
2.4安裝時,監(jiān)理人員巡視、督促施工單位按規(guī)范施工,重點檢查門扇、活門蓋等有膠板、膠條處的密封程度。
2.5安裝結(jié)束后,檢查活門的位置標高、安裝質(zhì)量。
3.進、出工程管線的防護密閉工程質(zhì)量監(jiān)理控制要點
3.1審查給排水、通風、電氣等各專業(yè)進、出工程的管線的防密處理的措施是否符合防密閉要求。
3.2在主體工程施工期間,監(jiān)理人員審查施工單位給排水、通風、電線電纜穿越防護密閉墻或密閉墻穿墻管的具置、標高、尺寸是否與設(shè)計相符。
3.3審查給排水、通風、電線電纜穿越防護密閉墻或密閉墻的密閉短管形式,是否符合設(shè)計要求,其預(yù)埋管的各尺寸是否符合要求,重點審查密閉肋材料、厚度高度,焊接質(zhì)量、短管墻前露出墻面的尺寸等。
3.4要求預(yù)埋短管綁扎在主肋上,檢查綁扎牢固。
3.5在混凝土澆筑時監(jiān)理人員旁站,防止預(yù)埋短管移動和澆搗不密實。
3.6水、風、電專業(yè)設(shè)備安裝時,對穿越防護密閉墻和密閉墻的管線進行旁站,督促按設(shè)計要求進行防護密閉處理。在防護密閉的填塞材料和抗力片必須符合設(shè)計和規(guī)范要求。
參考文獻:
《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》GB50319-2002中國建筑工業(yè)出版社
《人民防空工程施工及驗收規(guī)范》GB50134-2004中國計劃出版社
關(guān)鍵詞:絕緣導(dǎo)線束 低壓電氣線材
1、概述
一種新型絕緣集束導(dǎo)線的問世,促成了低壓配電網(wǎng)供電新模式的實施。絕緣導(dǎo)線束是一種新型的低壓電氣線材,它的電抗和電納分別為常規(guī)導(dǎo)線的0.21~0.34倍和11倍;供電新模式使低壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更趨于合理,工程造價與常規(guī)改造相比降低13%~16%。遼寧省農(nóng)電局通過實施應(yīng)用兩年多來已收到顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,有效地減輕了農(nóng)民的負擔,為當今農(nóng)村低壓電網(wǎng)的改造探索了一條新路子。
從80年代開始國外有些國家研究集束導(dǎo)線結(jié)構(gòu),如法國電力公司開發(fā)的絕緣導(dǎo)線束系統(tǒng)(ABC系統(tǒng)),是以零線為中線,將三相導(dǎo)線圍繞在其周圍絞合而成,到目前有80多國家試驗和推廣這種導(dǎo)線。我們從90年代初開始著手研制,于1992年研制成功。與國外類似產(chǎn)品不同的是四根導(dǎo)線由防老化絕緣導(dǎo)線相互平行連接在一起,從斷面看,四根導(dǎo)線成正方形對稱布置或以零線為中心三根對稱三角型布置。與國外類似產(chǎn)品單股絞合導(dǎo)線束相比,生產(chǎn)工藝簡單,機械強度大,節(jié)省有色金屬等優(yōu)點。
該項課題的研究得到了原電力部農(nóng)電司的大力支持,于1997年被農(nóng)電司立項為科研開發(fā)與推廣項目。該項成果的研究在遼寧推廣實施的同時,在山東、河南、吉林等省得到了重視,有些省已大面積推廣。
2、絕緣導(dǎo)線束電氣參數(shù)的計算(略)
3、實驗檢測
絕緣導(dǎo)線束試制成功后,于1992年3月由遼寧省電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢驗;1997年3月經(jīng)東北電管局虎石臺實驗站測試。其試驗報告及測試結(jié)果見表1。
被測分裂導(dǎo)線為單根,其截面積S=1.00mm2,長度為400m。表1中結(jié)果與理論電氣計算值比較,在相同截面和長度的情況下,其兩種結(jié)果基本相等,某些參數(shù)實測結(jié)果比計算值還要理想。
4、新模式供電的特點及可行性分析
新型導(dǎo)線的應(yīng)用在生產(chǎn)上可能帶來一種革新,但重要的是能否帶來更好的總體效益。這就是基于新型導(dǎo)線束的特點研究其綜合配套實施的網(wǎng)絡(luò)新模式。所謂"新"的就是考慮導(dǎo)線、配變及附屬設(shè)備的最新選型、防竊電的技術(shù)措施、工程投資、施工及運行費用等綜合因素的基礎(chǔ)上推出一種嶄新的供電模式。
研究低壓電網(wǎng)新模式,強調(diào)了電源至用戶計量點一律實行三相四線制的供電方式,即小容量、密布點、短半徑、低損耗、就地平衡;強調(diào)了工程投資少,運行費用低的經(jīng)濟性;強調(diào)了施工簡便、運行的安全性和可靠性;同時加強了從技術(shù)措施抑制竊電的可行性。低壓網(wǎng)絡(luò)的新模式體現(xiàn)如下特點:
(1)供電模式主干線、分支線均采用三相四線制供電方式,比單相供電每相電流減少到1/3,在實施中每個計量點三相負荷均勻分配,迫使零線電流為最小。
(2)由于三相四線制導(dǎo)線束延伸到每一個角落,因此不受地域分布影響將分散的單相負荷可重組為比較對稱的三相負載。
(3)計量點至用戶的進戶線均采用單相四線對角線連接方式,使電抗小于0.1Ω。
由試驗村的實施表明,在整個低壓配電網(wǎng)中進戶線的長度占整個低壓網(wǎng)的70%左右。因此,應(yīng)該認識到低壓網(wǎng)的改造中進戶線在整體效益中是一個不可忽視的組成部分。
(4)儀表箱的引入和引出均采用防老化絕緣導(dǎo)線束,并套在硬塑管內(nèi),將3~6戶計量表集中在一起盡可能實現(xiàn)三相就地平衡。在儀表箱上設(shè)抄表示窗,加大透明度,并且用技術(shù)手段杜絕竊電、漏電、人情電和關(guān)系電,有效地抑制不明損失。
(5)以往的農(nóng)村配電網(wǎng)中由于變壓器負載率過低,再加上變壓器本身空載損耗大,因此僅是變壓器的鐵損就占整個配網(wǎng)損失的50%左右。模式采用了新型節(jié)能的非晶鐵芯變壓器,通過試驗村的實測和計算表明,變壓器鐵損只占整個低壓網(wǎng)損的15%,這也是新模式大幅度降低網(wǎng)損的重要環(huán)節(jié)。
(6)由于農(nóng)村配電網(wǎng)的配電變壓器一般均小于315kVA,因此分裂導(dǎo)線束單芯截面25mm2足以滿足要求。針對負荷密度大,負荷發(fā)展較快的供電區(qū)域或城網(wǎng)配變?nèi)萘枯^大時,宜采用分裂導(dǎo)線多分支多回路供電方式。
5、試驗實例
(1)新模式實施方案首批選在沈陽市東陵區(qū)深井子鎮(zhèn)康紅村、后康村和五三鄉(xiāng)營城子村,所謂常規(guī)改造是指主干線按三相四線制單股鋁導(dǎo)線供電,分支線按單相供電,進戶線采用6mm2鋁線供電。
(2)工程預(yù)算:工程預(yù)算以《遼寧省電氣照明工程單位估價表》1996版為依據(jù)??导t村和營城子村工程竣工后的決算表明,新模式改造比常規(guī)模式改造的工程造價分別節(jié)省資金13.09%和16.33%。
(3)綜合效益分析:
①電能損失分析:通過改造前的舊網(wǎng)絡(luò)和采用分裂導(dǎo)線改造后的新模式進行線損理論計算。由理論計算結(jié)果可見,采用分裂導(dǎo)線的新供電模式對降低低壓網(wǎng)損有顯著效果??导t村采用銅線改造,線損僅為改造前的1/5.08,下降了80.3%。營城子村采用鋁線改造,線損分別下降為59%。使農(nóng)民承擔每kW·h不足0.40元電費。
②電壓降分析:針對康紅村電網(wǎng)新模式理論計算及實施后實測表明:供電半徑為500m處的電壓損失率不足3%,假設(shè)變壓器的負載率在80%的條件下,經(jīng)理論計算可得兩個實施點的線路末端電壓損失率均在5%以下。
③工程造價分析:采用絕緣導(dǎo)線束,其工程造價與常規(guī)改造相比,采用銅導(dǎo)線節(jié)省投資13%,采用鋁導(dǎo)線可節(jié)省投資16%。
④與絞合式絕緣導(dǎo)線比較分析:低壓絕緣導(dǎo)線束由于有效長度變短,所以與城網(wǎng)采用的絞合絕緣線材比較,不僅節(jié)省有色金屬而且使損耗也得到了明顯降低。
6、結(jié)論
新型導(dǎo)線束及低壓配電網(wǎng)新模式,經(jīng)過多年來的研究,并通過幾百個示范村的實驗表明,在降損節(jié)能方面已收到顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,有效地減輕了農(nóng)民的負擔,為今后我國低壓網(wǎng)的改造探索了一條新路子。新型導(dǎo)線束及配電網(wǎng)新模式歸納起來具有如下的優(yōu)點:
(1)與常規(guī)裸導(dǎo)線相比,減少了電抗,增大了電納,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的自然功率因數(shù)。
(2)與鋼芯鋁絞線相比,在相同截面下采用兩芯分裂導(dǎo)線束的載流量比常規(guī)單根相線提高了19%,采用四芯分裂導(dǎo)線,其載流量提高41%。
(3)與絞合式交聯(lián)聚乙烯絕緣架空線相比具有導(dǎo)線的耐張力更趨于均勻,縮短電氣距離,有效長度減少1.7%~2.7%,因而線路的電抗、電阻相應(yīng)的減小,從而改善了電壓質(zhì)量并使導(dǎo)線自身的線損率下降2個百分點。
關(guān)鍵字:檢測 壓力脈沖試驗
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引言
太陽能作為一種綠色能源,已成為最常見的民用生活設(shè)備,越來越得到人類的重視,隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,其應(yīng)用產(chǎn)品不斷增多,針對太陽能產(chǎn)品的檢測及研究顯得十分重要。水箱作為太陽能熱水器上重要的組成部分,應(yīng)能夠承受一定的壓力而不漏水。其耐壓安全性檢測也成為太陽能熱水器生產(chǎn)過程中的一項重要內(nèi)容。本文即介紹一種水箱耐壓檢測的試驗設(shè)備及試驗方法。
概述
壓力試驗檢測系統(tǒng)由加壓系統(tǒng)和控制、顯示系統(tǒng)組成。加壓系統(tǒng)主要由電機、水泵等組成,主要實現(xiàn)系統(tǒng)的加壓功能,可確保長時間試驗的吃尋加壓??刂啤@示系統(tǒng)主要完成控制驅(qū)動流體的壓力,控制卸壓,及時顯示壓力,控制加壓等工作。設(shè)備組成及原理示意圖如下(圖1):
圖1設(shè)備組成及原理示意圖
設(shè)備采用PLC自動控制,按試驗步驟在PLC控制器中編制試驗程序和友好的操作界面。試驗設(shè)備以水為工作介質(zhì),水流經(jīng)過過濾器、水泵后按一定的流量注入太陽能水箱,蓄滿并循環(huán)一定的時間,排除水箱及管路中的空氣后,系統(tǒng)自動按設(shè)定的頻譜、頻率、高低壓范圍對試件內(nèi)腔施加一定循環(huán)次數(shù)的脈沖壓力。試驗進行設(shè)定的循環(huán)次數(shù)或時間后結(jié)束。運行過程中可隨時觀察試驗狀態(tài),系統(tǒng)亦可按設(shè)定的壓力突變自動判斷試驗故障并會停止運行。顯示屏上會即時顯示試驗過程中的壓力波形變化,試驗完成后觀察試件耐脈沖壓力疲勞后是否有泄漏,系統(tǒng)也會保存下試驗數(shù)據(jù)并能夠打印以提供后期分析判斷。
功能及原理介紹
設(shè)備的控制系統(tǒng)配備觸摸顯示屏,系統(tǒng)程序提供友好的操作界面。試驗開始前,根據(jù)檢測要求,在顯示屏上預(yù)先設(shè)置所需的試驗參數(shù)或讀取指定的頻譜。試驗開始后,系統(tǒng)程序?qū)⒆詣幼x取并按照設(shè)定參數(shù)運行。PLC控制器發(fā)出指令,通過控制繼電器的開關(guān)以達到打開和關(guān)閉兩通流體閥。當閥打開時,循環(huán)通道打開,試驗介質(zhì)自由流動,PLC控制器采集到的壓力傳感器的反饋值幾乎為零;當閥關(guān)閉時,試驗介質(zhì)的循環(huán)流動通道被斷開,被斷開的管路和試驗件部分產(chǎn)生壓力,PLC控制器采集到的壓力傳感器的反饋值連續(xù)的由零變?yōu)橹付ㄖ?。PLC控制器采集此過程的數(shù)據(jù)形成壓力波形并顯示到觸摸屏上,操作人員可直觀的觀察試驗狀態(tài)。
若選用的水泵排量和電機功率足夠,在PLC控制器允許的通道數(shù)量下,試驗路數(shù)可擴展為多路,并為每一路配備獨立的壓力傳感器進行數(shù)據(jù)反饋。這樣可實現(xiàn)多路試驗同時進行,提高工作效率。
技術(shù)要求
環(huán)境溫度:-40℃~40℃
相對濕度:≤90%
試驗路數(shù):1路
試驗介質(zhì):水
試驗壓力:0~1MPa可設(shè)定
壓力值分辨率:0.05MPa
壓力控制精度:±0.5%FS
試驗頻率:0~1Hz可設(shè)定
適用電源:380V AC(±10%),50Hz(±2%)
設(shè)備組成及設(shè)計要素
水箱:試驗介質(zhì)的存儲容器,其容量設(shè)計依據(jù)應(yīng)不低于被實驗件及設(shè)備管路容積之和的1.5倍,設(shè)計時考慮水箱的外形尺寸對設(shè)備整體的影響。試驗用的水循環(huán)后再回到水箱形成閉合回路。
過濾器:輸送介質(zhì)管道上不可缺少的一種裝置,安裝在設(shè)備的進口端清除試驗介質(zhì)中的雜物,以免堵塞水泵和閥、傳感器及管路系統(tǒng)影響設(shè)備正常運行。當流體進入濾網(wǎng)的濾筒后,其雜質(zhì)被阻擋,而清潔的濾液則由過濾器出口排出。
水泵:以防水變頻電機為動力。選擇合適排量及揚程的水泵,以適應(yīng)試驗壓力及時間的需要。一般選用多級水泵。多級泵就是多單級泵的串聯(lián),組合在一起。他的輸出水壓可以很大。屬于離心泵的一種,依靠葉輪的旋轉(zhuǎn)在獲取離心力,靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)流體抽取和排出的過程,因此它是可以變?nèi)莘e的離心泵。
安全閥:手動設(shè)定試驗的最高壓力。當設(shè)備或管道內(nèi)壓力超過安全閥設(shè)定壓力時,自動開啟泄壓,保證設(shè)備和管道內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定值之下,保護設(shè)備和管道正常工作,防止發(fā)生意外,減少損失。
容器:放置被檢測的太陽能水箱,應(yīng)在最低的位置設(shè)有排水口。設(shè)計成帶門的箱型結(jié)構(gòu),試驗時將門關(guān)閉以免有水濺出或造成人身安全隱患,但要在合適位置留出透明窗以便觀察試驗狀態(tài)。同時,設(shè)計應(yīng)考慮放置高度,以使被測件內(nèi)的空氣排出。
太陽能水箱:被檢測件,容量和外形應(yīng)能夠放入容器。
PLC控制器:檢測設(shè)備的總控制元件??刂圃囼炏到y(tǒng)按設(shè)定的參數(shù)或預(yù)訂的頻譜運行,實時采集數(shù)據(jù)和發(fā)出控制指令,并能夠簡單的運算和邏輯控制。連接觸摸顯示屏,能夠?qū)崟r顯示采集到的實驗數(shù)據(jù)行程壓力波形。
壓力傳感器:4~20mA信號實時反饋試驗壓力,選取時考慮傳感器精度和響應(yīng)頻率。傳送到PLC中處理形成脈沖壓力波形并輸出到觸摸顯示屏上。
兩通流體控制閥:電磁開關(guān)式,設(shè)計時應(yīng)考慮其響應(yīng)頻率及流量大小。其打開和關(guān)閉水循環(huán)通道,形成脈沖壓力的控制元件。
節(jié)流閥:控制水循環(huán)流量。為兩通流體控制閥正常工作形成背壓。
球閥:放置被試件的容器需要放水時打開。
電氣系統(tǒng):包括開關(guān)電源、空氣開關(guān)、接觸器、熱保護器、繼電器、電線電纜等電氣元件,為系統(tǒng)提供動力
設(shè)備特點
設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理簡單,制造成本低,易于實現(xiàn)。
采用多級水泵供壓,輸出流量更大,試驗范圍更廣。
操作界面友好,靈活性和可操作性強,檢測過程及結(jié)果直觀,易于使用。
試驗系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng),整個試驗過程均可在觸摸顯示屏上操作完成,PLC自動生成壓力、時間曲線,并將各種數(shù)據(jù)存儲,隨時可打印出試驗報告。
設(shè)備結(jié)構(gòu)合理,質(zhì)量可靠,檢測精度高,可靠性強。
安全性好,試驗系統(tǒng)設(shè)計有自動報警停機程序和手動急停按鈕。各操作開關(guān)、安全防護設(shè)施齊全。
設(shè)備運行及維護保養(yǎng)成本低,經(jīng)濟型好。
使用方便,應(yīng)用性好。只需水和電即可工作。
試驗步驟
首先,檢查設(shè)備完好;存儲試驗介質(zhì)的水箱中水位達到要求;排水用的球閥關(guān)閉;安全閥及節(jié)流閥已初始調(diào)定;各接頭處連接可靠。
打開PLC控制器,在觸摸屏顯示器上設(shè)定好排空時間、試驗壓力、試驗頻率、結(jié)束時間或試驗次數(shù)。
打開兩通流體控制閥,控制水泵電機啟動開始給太陽能水箱蓄水,蓄水完成后開始水循環(huán)并排除管路內(nèi)的空氣。按照在PLC控制器中的設(shè)定值循環(huán)排空一段時間后,此過程結(jié)束,系統(tǒng)程序控制自動進入下一個運行過程。
按照程序設(shè)定的壓力和頻率進行脈沖試驗,系統(tǒng)通過壓力傳感器自動采集試驗數(shù)據(jù)并反饋到PLC控制器,經(jīng)過運算形成波形顯示到觸摸屏上。
試驗數(shù)據(jù)及圖形可保存成文檔格式,用存儲設(shè)備復(fù)制到計算機上進行打印。試驗過程中可觀察試件是否有漏水現(xiàn)象,也可通過后期的數(shù)據(jù)來分析試件是否損壞。若脈沖壓力圖形或壓力數(shù)據(jù)在幾個脈沖過程后降低且未能升至設(shè)定值,則可以初步判斷試驗的太陽能水箱可能損壞或系統(tǒng)中有滲漏現(xiàn)象,再經(jīng)過仔細觀察以確定損壞或故障位置。
設(shè)備維護
設(shè)備維護是指運行出現(xiàn)故障或使用較長時間后,為防止設(shè)備性能劣化或降低設(shè)備失效的概率,按事先規(guī)定的計劃或相應(yīng)技術(shù)條件的規(guī)定進行的設(shè)備檢查維修和保養(yǎng)。除檢查各連接部位松緊和是否滲漏外,其它主要部件的維護方法如下:
過濾器:過濾器的核心部位是過濾器芯,過濾芯由過濾器框和不銹鋼鋼絲網(wǎng)組成,不銹鋼鋼絲網(wǎng)屬宜損件,工作一段時間后,過濾器芯內(nèi)沉淀了一定的雜質(zhì),這時壓降增大,流速會下降,需及時清除過濾器芯內(nèi)的雜質(zhì)。清洗雜質(zhì)時,需注意過濾芯上的不銹鋼鋼絲網(wǎng)不能變形或損壞,否則過濾后介質(zhì)的純度達不到設(shè)計要求,影響系統(tǒng)運行。
水泵:用手轉(zhuǎn)動多級泵,試看多級泵是否靈活;向軸承體內(nèi)加入軸承機油,觀察油位應(yīng)在油標的中心線處,油應(yīng)及時更換或補充;如發(fā)現(xiàn)多級泵有異常聲音應(yīng)立即停車檢查原因;多級泵經(jīng)常調(diào)整填料壓蓋,保證填料室內(nèi)的滴漏情況正常;多級泵長期停用,應(yīng)將泵全部拆開,擦干水分,將轉(zhuǎn)動部位及結(jié)合處涂以油脂裝好。
安全閥:當設(shè)備管路內(nèi)的壓力達到設(shè)定值時,安全閥應(yīng)能夠自動打開泄壓。應(yīng)定期加壓試驗是否能正常開啟,若發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時更換。
兩通流體閥:油液中的機械雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)、瀝青、碳渣等污物堆積在節(jié)流縫隙處造成進出壓差加大,造成流體速度不穩(wěn)定,應(yīng)及時清洗和更換。