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  • 浅谈:电线电缆在电力工程中的应用

    2019/08/16

           电线电缆用以传输电(磁)能,信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆,狭义的电缆是指绝缘电缆,它可定义为:由下列部分组成的集合体;一根或多根绝缘线芯,以及它们各自可能具有的包覆层,总保护层及外护层,电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。       一、电缆的敷设方式       电缆的敷设方式有以下几种:直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、架空敷设几种方式都有优缺点,一般要考虑城市发展规划,现有建筑物的密度电缆线路长度敷设条数及其周围环境的影响等。从技术上比较,电缆隧道方式和电缆沟敷设方式便于电缆的施工、维护和检修。在一些发达国家城市中,城市规划建设时,已考虑公用隧道。实践证明公用隧道运行效果良好,大大降低了重复投资次数和反复开挖路面的现象,但初期投资巨大,建筑材料耗资金,在国内,由于各种因素的限制,这种敷设方式是极少的。       相比而言,直埋敷设和浅槽敷设则是属于经济型的敷设方式,直埋电缆是*经济而广泛系用电敷设方式,它运用于郊区和车辆通行不太频繁的地方。但不利于电缆的维护和检修,一旦遇到电缆故障,即使使用测试仪测出故障点,也要重新挖开电缆沟,极不方便。因此电缆敷设方式的选择,要结合实际情况,根据工程条件、环境特点、电缆型号和数量等因素,用发展的眼光,按照满足运行可靠性、便于维护的要求和技术经济合理的原则确定。       二、电缆的选型       常用的电力电缆有油浸电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、交联聚乙烯电缆等,根据使用场合的不同,又延伸为不同种类的特种电缆。目前,随着生产技术和生产工艺的不断提高,交联聚乙烯电缆已成为使用*广的电缆产品,在电缆选型时,应根据使用的不同环境和条件,结合具体情况进行选择,尽量减少穿越各种管边铁路,公路和通讯电缆;如采用直埋和浅槽敷设方式时,应考虑使用加钢铠的电缆。       三、电缆截面积的选择       电缆截面积的选择,关系到投资多少、线路的损耗和电压质量、电缆的使用寿命等。如选用截面积偏小,会导致电压质量下降、线路损耗过大,则会使初期投资太高。因此应根据负荷预测结果,发展规划,选择合适的截面积,使电力电缆满足*大工作电流下的缆芯温度要求和电压降要求,*大短路电流作用下的热稳定要求。       由于负荷预测工作难度性高、准确性较低,因此,选择电缆截面积时,还要满足《城市中低压配电网改造技术导则》和《城市电力网规划导则》要求。在三相四线制低压电网选用电力电缆时,还要考虑零线截面积的选择,在公用低压网络中,由于受用户因素影响较大,三相负荷平衡难以控制,为改善电压质量,降低线损,零线截面积应与相线截面积相同。       四、关于电缆网络及电缆网络自动化       随着电力电缆在配电网中的不断推广与使用,配电网可分为电缆网络和架空网络(含架空、电缆混合网络)。《关于〈城市中低压配电网改造技术导则〉的实施情况及补充意见》也对电缆配电网络自动化提出了具体要求。因此,在配电网区域网络采用电缆网络时,应按照配电自动化的要求,采用新技术、新设备,有条件的要考虑自动化试点工作,条件不成熟的也要在配套设备选型时,考虑有充分余地,为实现自动化方案打下基础。       五、电力电缆施工中应注意的问题       1、是大电流电力电缆引发的涡流问题       电力电缆在施工中,有采用钢支架的,有采用钢质保护管的,有采用电缆卡与空敷设的,凡是在电力电缆周围形成钢(铁)性闭合回路的,均有可能形成涡流,特别是在大电流电力电缆系统中,涡流更大。在电力电缆施工时,必须采取措施,使电缆周围不能形成钢(铁)性闭合回路,防止电缆引起涡流现象发生。        2、是电力电缆的转弯引起的机械性损伤问题       由于电力电缆外径较大,运输、敷设较为困难,电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在施工中,如果转弯角度过大,可能使导体内部受到机械损伤,而机械损伤因被电缆绝缘强度下降,直到出现故障,施工中发现一次电缆头故障,在电缆头制作时,三根电缆头长度一致,与设备连接时由于受地形限制,中相电缆头偏长而成为拱形,电缆头根部受损放电。后采取措施,在设备的连接,适当缩短中相电缆头连接长度,使三相电缆头均不受外力,实践证明运行效果良好。       由此可见,电缆施工过程中,要尽可能减少电缆受到的扭力,在电缆转弯和裕留电缆时,让电缆处于自然弯曲,杜绝内部机械损伤现象。        3、是电力缆防潮问题       运行经验表明,中、低压电力电缆故障大部分为电缆中间接头和终端头故障,而中间接头和终端头故障则大部分是因密封不良,潮气侵入而造成绝缘强度下降,而中、低压电力电缆网多采用树枝状供电方式,电缆终端头数量较多,因此把好电缆终端头和中间接头堵漏密封关是保证电缆安全可靠运行的重要措施之一。        4、是中、低压电力电缆接地问题       在公用中、低压电力电缆网上,由于三相负荷不是相等的,因此,如果采用有金属护层的电缆,必须考虑金属护层的接地问题,并保证在金属护层的任一点非接地处的正常感应电压不得大于100V。我认为,在中、低压电缆网中,所有电缆接头处均应设置接地极(网),并使金属护层可靠接地。
  • 简述电力电缆的应用范围及优点

    2019/08/16

            电缆可分为:电力电缆,控制电缆,通信电缆,射频电缆,定温电缆,温控电缆等。电力电缆传输分配大功率电能,35千伏级以上称中低压电缆,或者叫配电电缆,110千伏级以上的称为高压电缆或者叫输电电缆。        电力电缆的应用       根据城市规划,繁华地区,重要地段,主要道路,高层建筑及市容环境有特殊要求的场合,架空线路和线路导线通过严重腐蚀地段在技术上难以解决的,供电可靠性要求比较高的重点风景旅游区,沿海地区,易受热带风暴侵袭的主要城市的重要供电区域,电网运行高的地区。       电力电缆的基本特征       良好的导电性能,良好的环境适应性。6个性能:电气(导电、绝缘、传输性能),力学(抗拉强度,伸展率,弯曲性,弹性,耐震动,耐磨,耐冲击),热(电力电缆的耐热等级),耐腐蚀,耐气候,耐老化。       电力电缆的线路特点       电力电缆线路是除架空线路外的另外一种重要的传输电能的重要途径。电力电缆是用电缆的线芯来导电的传输能量,一般埋在地下或者水下,或者是管道,沟道,隧道。应用非常普遍,得到广泛的认可。       电力电缆的优点    (1)不受树木生长的影响。    (2)电缆线路受到建筑的影响比较小。    (3)受外界的气候条件和环境干扰影响比较小。    (4)电缆线路运行简单方便,维护工作量小,维护费用低。    (5)电力电缆线路的送电容量比较大,有助于提高电力系统的功率因数。    (6)电力电缆线路地下敷设,不占地面空间,同一通道能容纳较多回路的线路。    (7)电力电缆一般埋在土壤或者沟道,隧道中,节约了木材、刚材和水泥,减少了对人的危害,并且美观整洁。
  • 射频同轴连接器的发展方向

    2019/08/15

           连接器是使导体(线)与适当的配对元件相连接,实现电路接通和断开的机电元件。消费电子类的连接器有:JST, AMP, MOLEX, JAM, I-PEX 汽车类电子连接器:JST,SUMOTOMO, YAZAKI, FCI, KET/KUM。自从1930年UHF 系列连接器出现至今,射频同轴连接器发展的历史仅有短短的几十年,但因其具备良好的宽带传输特性及多种方便的连接方式,使其在通信设备、武器系统、仪器仪表及家电产品中的运用越来越广泛。       且随着整机系统的不断发展和生产工艺技术的不断进步,射频同轴连接器也在不断发展,新的品种层出不穷。通过对国外部分专业杂志有关信息的分析整理,结合本人多年从事连接器产品设计开发的经验,认为在今后一段时间里射频同轴连接器将会向以下几个方向发展:       一、小型化、微型化       整机系统的小型化不仅能使整机实现多功能、便携等特点,而且能大幅度降低材料成本、运输成本及自身能耗,尤其对航空航天产品,还能大幅度降低发射成本。元器件的小型化、微型化是整机系统小型化的前题,只有采用小型化元器件,才能实现高密度安装,才能节省出更多的空间。       前些年出现的SSMB 系列射频同轴连接器产品因其具有小巧、紧凑的结构和快速插拔的连接特性,被大量用于便携式电台、导弹等军事产品中;近几年又出现了1.0/2.3(SAA)自锁式连接器及MMCX、SMP(2.4mm 插入式连接器)等连接器新品种,均为小型化、微型化产品,广泛用于新一代通信设备当中。这些产品均能实现很高的安装密度,以MMCX 系列连接器与大家非常熟悉的SMA 系列产品做比较,其印制板直式插座的实际占用面积分别为3.5&TImes;3.5=12.25mm2和0.25π&TImes;9.32=68.4mm2(其中9.3为SMA 螺套的包络外径)。       二、高频率       为了得到更宽的信道空间、实现更高的数据传输速率,整机系统工作频率在不断提高。武汉邮电科学院研制的新一代光端机中部分同轴传输微波信号频率已达12GHz 以上,军用通讯系统工作频率更是早已跨入毫米波段,国内武器系统的研究也早已从8mm 波段转向了3mm 波段。目前国家正在着手研制频率上限高达50~110GHz 的毫米波射频同轴连接器。       美国的HP 公司早在九十年代初就推出了频率高达110GHz 的1.0mm 射频同轴连接器,并在其微波测试仪器中有小批量应用;其它国际知名的大公司也都有不同品种的毫米波射频同轴连接器推出,如AMP 公司的APC2.4、APC3.5系列,OMNI 公司的OSSP 系列及SMP(普通型0~26.5GHz,精密型0~40GHz)系列、K 系列、V 系列(1.85mm)等等,其中3.5mm、2.4mm、K 型及SMP 系列均已形成大批量生产,广泛用于通信设备、测试仪器及武器系统中。       三、表面贴装       在SMT(表面贴装)技术出现的短短十几年来,整机行业装配自动化程度显着提高,产品成本大幅度降低,这也促使元器件行业从传统的管脚式封装向片式化表面贴装器件(SMD)过渡,SMD 的出现也被称做是电子学的第四次革命。据Fleck Research 统计,2000年全球片式化表面贴装元器件产量达7000亿只,占元器件总产量的70%.       MSN: shin_Ji@msn.cn JasON Ji LOL目前,很多系列的低频表面贴装印制板连接器已开始大量生产使用,而表面贴装射频同轴连接器因其结构及工作状态下受力等特殊要求,仅在手机等用户终端产品中有批量使用,生产厂家也相当有限。但随着SMT 技术的不断发展,表面贴装将会成为小型连接器与微带、印制板连接的主流方式。       四、多功能化       多功能化是元器件的一个发展方向,射频同轴连接器也不例外。新型的连接器除了起电连接的作用以外,还兼有滤波、移相、衰减、检波、混频等功能。带有滤波功能的DC Block 射频同轴连接器在国外许多整机系统中已有大量使用;SMD 系列的衰减、检波连接器在国内配线架设备中已有大量使用;1/4波长带通防雷连接器亦是在天馈系统中被大量使用的新型多功能连接器。       多功能射频同轴连接器的使用能够*大限度地简化整机设备结构,提高系统抗干扰能力,今后几年中将会有更多品种的多功能射频同轴连接器被开发使用。       五、高性能、大功率       为适应信息高速公路的发展需要,通信设备要求达到高传输速率、高信噪比,这就需要系统中各种元器件均达到很高的电气性能指标。新一代通信系统大功率、多信道传输的特点又对射频同轴连接器EMC(电磁干扰)性能指标提出了新的要求,国际电工委员会(IEC)已制订了同轴连接器“无源交调”性能指标的测试标准,该项指标将成为大功率射频同轴连接器的基本电性能指标。       总之,射频同轴连接器将随着整机系统的发展而迅速发展,并在更多领域替代波导及其它微波器件,成为微波传输领域不可缺少的关键元器件。
  • 微波射频测试电缆该如何选择

    2019/08/15

           简述:在无线通信领域微波射频测试电缆是一种常用高精密的系统测试耗材,与测试仪器配套连接使用,微波器件*常见的有Agilent,Anrisu等的矢量网络分析仪以及扫频仪等。任何一个DUT都位于信号发生器和分析仪之间,而连接DUT和仪器之间的桥梁就是测试附件或测试系统。千万不要忽视这些测试附件,有条件时,*好能固化这些测试附件使之成为一个标准化的测量系统。仪器供应商在提供整机时,*多会提供到与仪器的*高工作频率所相符的测试电缆。而在真正的测试过程中,会遇到各种不同的情况而需要采用不同的附件,所有这些附件都会影响到测量结果的准确性,这就需要测试者对相关的测试附件有深入的了解。       在选择测试系统中电缆的规格时,除了要考虑插入损耗和VSWR以外,电缆的稳定性一定要好。在射频和微波频段,常用的电缆分为半刚性电缆,半柔性电缆和柔性编织电缆等三种。柔性电缆作为一种“测试级”的电缆。相对于半刚性和半柔性的电缆,柔性电缆的成本相对昂贵,这是因为柔性电缆在设计时要顾及的因素更多。柔性电缆要易于多次弯曲而且还能保持性能,这是作为测试电缆的*基本要求。柔软和良好的电指标是一对矛盾,也是导致成本升高的主要原因。柔性电缆必须保持在弯曲条件下幅度和相位的稳定。       通常来说,单股内导体的电缆有利于幅度的稳定;多股内导体的电缆有利于相位的稳定,可见仅这二项指标就难以二全了。GORE凭借多年来对柔性测试电缆核心材料低密度PFFE(e-PTFE, 膨体聚四氟乙烯,介电常数低至1.3)技术的掌握和应用, 以及创新的无间隙内铠装的工艺,成功实现了铠装测试电缆电气性能和机械性能的**结合,在大幅延长测试电缆使用寿命的同时,也保留了GORE电缆惯有的优良和稳定的电指标,同时也保留了极轻的重量和超柔性。       要注意观察接头和电缆连接部位的工艺,这会影响到电缆的使用寿命。在这个部位,传统的电缆和接头之间有一个硬接触点,很容易造成电缆的断裂,这也是大部分测试工程师在使用传统测试电缆测试过程中*头疼的问题,而这并不是简单采用热缩套管就可以解决的,因为这种硬接触点的断裂往往是测试电缆在频繁弯折后,张力通过电缆传导到硬接触点,造成硬接触点老化而断裂。传统不带铠装的柔性测试电缆自不用说,由于没有铠装层的保护,即使在电缆和接头连接处采用增强型的热缩套管也不能有效延长测试电缆的使用寿命;而传统的铠装电缆由于铠装层之间以及铠装层和信号传输层之间有间隙,张力还是会在电缆弯折后传导到硬接触点,造成电缆在使用一段时间后指标发生跳变。       为了有效解决以上传统测试电缆在实际应用中遇到的问题,GORE无间隙紧密内铠设计使得电缆在弯折的情况下,由弯折带来的张力和扭力会尽可能平均分布到电缆机械铠装层,以减少对硬接触点以及信号传输层的影响,从而实现稳定的电气指标及延长使用寿命。       接头的材料也是决定测试电缆寿命的主要因素,一般来说,采用铜外导体的接头的使用寿命不如不锈钢材料。在满足力矩的前提下,前者的寿命是500次,后者是5000次。这项指标的定义是在到了寿命后,接头的出厂指标开始下降,而不是说这个接头就要报废了。正常情况下,电缆接头的寿命要远大于上述指标。针对需要频繁插拔的生产测试环境,转接头的应用是值得推荐的。       简单来说,针对相对静止的互联方案,不需要频繁插拔和弯折的情况下,推荐选择普通不带铠装的测试电缆,而针对大批量生产测试或繁重的实验室测试,铠装电缆从长期的角度来看总是性价比*好的选择。柔性电缆的设计从某种程度上违背了低无源互调的设计原则,所以柔性电缆少有低无源互调型号的。       总的来说,柔性测试电缆的指标一定要好和稳定,选择一条柔性测试电缆要从实际应用,频率,损耗,VSWR,接头材料,使用寿命,射频泄漏,无源互调和成本等诸方面因素综合考虑,而不是单纯从价格来考虑,因为在测试过程中,对总体成本影响*大的往往是测试效率和产出良率。