电力推进系统电缆的选用及敷设新技术研究
来源:用户上传
作者:
摘要：为满足越来越大的用电需求量，电力企业以及相关单位开始增加电缆数量，配电工程项目也随之增加，为了提高对电缆敷设技术的应用效率，确保输电稳定性，本文就敷设技术应用时的关键点展开讨论，根据不同敷设地点提出针对性意见，科学设计施工方案，为后期工程运行、设备维护提供帮助。
关键词：电力推进系统;电缆选用;敷设新技术
1研发概况
本项目参与人员具有丰富的电力推进船舶设计、建造经验，对于各种类型船舶推进的方式都比较了解，本文项目从立项至项目结束，历时近一年，在此期间，大家克服了许许多多困难及挑战，完成了大量的设计验证工作，从无到有，本着一切以数据说话的准则，进行了大量的试验，参加了船舶的系泊试验和航行试验，取得了第一手的资料。
1.1选用电缆标准
选用电缆应依据电缆使用区域的温度条件、电缆是否成束敷设、额定电流值等因素来确定。
选用电缆的电压额定值应大于电缆所用电路的额定电压。
1.2如何确定电缆额定电压
电缆额定电压的选定，对于用电系统电缆的选用具有重要意义，电路所用电缆的额定电压选用合适，是保证电路正常工作的必要条件。
1.3导体截面积的确定
选用电缆导体截面积，应考虑该电缆导体截面积所能承载的额定电流，经环境校正系数校正后的电流值，应大于电缆所用电路最大连续工况所对应的电流值。
选用电缆导体截面积，应考虑该电缆导体截面积在正常工作时，经校正计算后的电压值，交流系统中电压降不超过交流系统额定电压的6%。电压小于50V的直流系统中电压降不超过直流系统额定电压的10%。
基于以上船舶电缆选用原则，本文主要研究内容如下：
1）电力推进系统采用变频和软启动结合的控制方式，大功率推进电动机用变频器启动后，中、高速运行模式采用软启动控制，根据船舶的运营情况可调节推进系统的在低、中、高3种模式下稳定工作，结合R-R的全回转舵浆可快速改变船舶航速、航向，本推进系统具有经济性强、损耗小、电磁干扰小和维护方便等特点。
2）电力推进系统低速用变频器启动，相应采用变频电缆，电缆需单独敷设，与其他电缆间隔大于200mm，防止产生电磁干扰。中、高速采用软启动，推进系统最大功率达到2400kW，电压采用690V，电流达到约2400A，若采用常规使用的CJ86/SC系列三芯截面积为120mm2电缆，高速模式从配电板到控制器、从控制器到电机需采用14根电缆，单根电缆直径为47mm，电缆重量为4642kg/km。若采用CJ86/SC系列单芯截面积为240mm2电缆，高速模式从配电板到控制器、从控制器到电机都采用6组3相共18根单芯电缆，单根电缆直径为31mm，电缆重量为2952kg/km。通过以上比较，可以发现在电缆敷设所需空间、电缆重量和电缆采购成本上使用单芯电缆均具有较大优势。
3）单芯电缆敷设有以下工艺要点：（1）选用的单芯电缆铠装为非磁性材料或无铠装形式电缆;（2）用于同一线路导线的单芯电缆需安装在同一管路或电缆槽内;（3）电路中的单芯电缆应靠近敷设，相邻电缆的间歇应小于电缆直径;（4）电路中每相有几根单芯电缆并联时，单芯电缆应选用同等型号，并在安装敷设时路径应一致。
为保证电流负载的分配均匀，电路中同相的电缆应同其他相的电缆交错排列。例如：每相有4根电缆时，正确的排列次序：ABCABC，CBACBA。
4）电力推进系统通讯电缆如：PROFBUS、CAN-BUS电缆的选用、安装、接线和调试要点。
2应用电缆敷设技术的关键点
2.1选择电缆型号
应用电缆敷设技术的前提是对电缆型号的精准选择，只有正确选择电缆型号，才能保证配电工程顺利进行。根据目前我国配电工程施工管理规则来看，常用电缆型号有：聚乙烯电缆、橡胶绝缘电缆、交联聚乙烯电缆等等，不仅仅导电性较好，而且经济效益高，能够给电力工程的安全性提供充分保障。选择电缆型号之前，技术人员需要对工程类型进行合理划分，从设备材料上合理选择材料。采购人员要做好市场调查，从而源头上控制材料质量，对电缆生产厂商的资质进行确定，要求其提供检测文件与数据报表，避免不合格产品流入现场，造成不必要的经济损失。
2.2计算电缆截面
在实际工程操作中，实现对电缆横截面的正确选择能够提高后期施工效果。例如：电缆横截面选择偏小，就会造成电缆应用与目标供电要求不符合。如果电缆横截面选择较大，就会在材料资金投入上造成不必要的浪费，因此在这种情况下，要想保障电缆施工的安全性，就应该及时确定电缆的施工橫截面。只有以长远的眼光去看待电缆的横截面选定问题，这样才能全面的提升电缆的敷设应用技术。
2.3敷设方案设计
由于外部环境的差异性，所以需要设计出有针对性的敷设方案，保证电缆敷设效果良好，在方案设计时，需要规划处技术应用要点与地区环境特点，在图纸文件上标明注意事项，全面提升技术应用的科学性。配电工程区域的不同代表了敷设方案的多元化设计，例如：部分工程需要应用直埋性敷设，而有效工程需要采取电缆沟敷设。方案设计时技术人员应该对地质条件水文环境做好事前调查。需要注意的是，地下水问题也是影响敷设技术应用效果重要因素，为了减少地下水对电缆设备的不良影响，需要利用探测设备确定地下水位置，在地下水上面的1.0-1.5m处开挖电缆沟，减少电缆遇水的风险，保证工程运作的安全性。
2.4地下电缆沟埋
地下电缆沟埋敷设方式与直埋方式有很高的相似性，两种电缆敷设技术的主要区别为铠装层的安装方式，地下电缆沟埋中主要对设备的防护措施为金属支架与铠装层结合的方式，对电缆能够实现双向保护，提高输配电的安全性。开挖电缆沟的时候，要注意深度控制，例如：开挖过浅会导致电缆被破坏的可能性增加，缩短使用寿命，而开挖过深会造成不必要的经济开支，增加成本投入，所以从经济实用的角度上来看，要保证沟深科学合理，在敷设完成后，用电镀铠甲层保护，实现配电工程的顺利运行。
2.5高处架空敷设
为了保障电缆施工能够满足基本的电力输送需求，需要在电缆的施工中将电缆的横截面控制在合理范围内，一般应用效果较好的横截面参数范围为30-35mm2，只有将电缆的敷设横截面控制在这一数值范围内，才能保证施工管理技术应用效果良好。架空电缆敷设施工中，要注意对电缆敷设施工的曲线半径确定，将曲线半径的参数变化控制在合理范围内，以此来提高配电工程的科学性。
2.6外围管理防护
为提高施工过程的安全性，需要在电缆架设时做好专门的防护工作，提高安全管理效果，根据电缆架设实际情况制定针对性策略。首先要确定外部防护范围，从整体上保护电缆安全性，在电缆内芯处设置保护套，最大程度上排除安全风险。除此之外，电缆外围管理防护还可以通过土体回填的方式进行，施工人员在回填土体时，要按照工程相关规定进行操作。由于电缆架设时需要应用到钢架设备，所以很容易在支护周围形成闭合电路，因此技术人员就需要应用到绝缘设备施工，如果不对绝缘设备采取防护处理，很容易导致涡轮问题出现，给施工带来一定的安全隐患，针对涡轮问题采取防护，能够提高工程安全性，避免机械性损伤，提高电能配送效果。
结论
经过项目组全体人员的共同努力，电力推进系统电缆的选用及敷设新技术研究圆满结束，且取得了丰硕的成果，整个项目研发成功后，相关技术可达到行业领先水平。随着国防工业的发展，电力推进系统在舰船设计中也被广泛应用，为船厂积累的相关电力推进技术可运用在新型电力推进的舰船设计建造中。
参考文献：
[1]吴立成，许晓飞，徐航等.天津周大福金融中心施工智能整体顶升平台供电电缆敷设技术研究[J].建筑施工，2019，41（01）：9-10.
[2]胡婷，唐海涛，马沧等.基于BRCM软件的水电站厂房电缆敷设技术研究及应用[J].大坝与安全，2018（06）：23-26.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14973488.htm
