關(guān)于控制和保護(hù)回路直流電源電纜的選擇

葉上菁

（廣西博陽電力勘察設(shè)計有限公司）

1 直流電源電纜的選擇問題

按照以往的電纜接線以及較早前的規(guī)程規(guī)范，GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》“3.2電力電纜芯數(shù)：3.2.6直流供電回路的電纜芯數(shù)選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：1低壓直流電源系統(tǒng)宜選用2芯電纜，也可選用單芯電纜。”早前，二次設(shè)備的直流電源電纜通常也會選擇采用低壓鎧裝電力電纜來進(jìn)行接線。而近些年來，電網(wǎng)越來越智能化，有關(guān)于直流電源、電纜等規(guī)范也在不斷地更新。電纜材料發(fā)展迅速，在變電站中也應(yīng)用廣泛。電力行業(yè)的飛速發(fā)展，變電站內(nèi)設(shè)備的不斷升級以及更新，在變電站中直流電源電纜的選擇也有了相應(yīng)的變化，現(xiàn)在二次設(shè)備的直流電源電纜普遍會選擇采用控制電纜來進(jìn)行接線，尤其是用于控制和保護(hù)回路的直流電源。

而目前，對于直流電源的電纜選擇會出現(xiàn)這種問題：鎧裝電力電纜與采用控制電纜的優(yōu)劣性相較而言，這兩種電纜哪種更適用于控制和保護(hù)回路的直流電源的接線？對于這個問題進(jìn)行下列分析。

2 電纜屏蔽作用的分析

現(xiàn)行DLT 5044—2014《電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、GB 50217—2018《電力工程電纜設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、GB／T 14285《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)程規(guī)范已明確控制和保護(hù)回路直流電源電纜應(yīng)選擇屏蔽電纜，因此需明確屏蔽電纜的定義。

關(guān)于屏蔽電纜的定義，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料可了解到屏蔽電纜是使用金屬網(wǎng)狀編織層把信號線包裹起來的傳輸線。屏蔽電纜的屏蔽層主要由銅、鋁等非磁性材料制成，并且厚度很薄，遠(yuǎn)小于使用頻率上金屬材料的集膚深度。金屬屏蔽層可以有效地濾除不必要的電磁波，對電磁有一定的抗干擾能力。

對于鎧裝層電力電纜，根據(jù)GB／T 12706.1—2008《額 定 電 壓1kV （Um＝1.2kV）到35kV （Um＝40.5kV）擠包絕緣電力電纜及附件第1部分：額定電壓1kV（Um＝1.2kV）和3kV（Um＝3.6kV）電纜》內(nèi)關(guān)于金屬屏蔽的描述以及相關(guān)工藝材料的資料查閱，可以了解到帶有鎧裝電纜機(jī)械保護(hù)層是可以增加電纜的機(jī)械強(qiáng)度并提高電纜的防侵蝕能力，而鎧裝電纜還有著一定的抗外力性能，可以提防老鼠撕咬。GB 50217—2018《電力工程電纜設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中也提到電纜具有鋼鎧、金屬套時，應(yīng)充分利用其屏蔽功能。如型號為VV22的電力電纜是聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，這種型號的電纜不帶有金屬屏蔽功能，對于規(guī)范中所明確的電纜選擇，嚴(yán)格來說并非適用于控制和保護(hù)直流電源回路。若該種型號電力電纜用于控制和保護(hù)直流電源回路，對于站內(nèi)通訊的傳輸效果也會有所下降。

對于變電站中二次設(shè)備來說，控制電纜的應(yīng)用也比較普遍，型號kvvp2-22的控制電纜全稱是銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅帶屏蔽鋼帶鎧裝控制電纜，這種型號是現(xiàn)變電站中比較常用的控制電纜，帶有金屬屏蔽功能，抗干擾能力較強(qiáng)，這種控制電纜用于控制和保護(hù)直流電源回路，是符合電力行業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的。選擇直流電源控制電纜我們需要注意以下兩個要求：①控制電纜金屬屏蔽類型的選擇，應(yīng)按可能的電氣干擾影響，計入綜合抑制干擾措施，并應(yīng)滿足降低干擾或過電壓的要求；②控制電纜金屬屏蔽的接地也要滿足相關(guān)的規(guī)定。從電纜的屏蔽作用來看，選擇帶有金屬屏蔽功能的控制電纜用于控制和保護(hù)直流電源回路的接線，更有利于站內(nèi)通訊的傳輸，便于變電站的安全運行以及維護(hù)。

3 直流電源電纜在變電站中的應(yīng)用

在直流電源電纜的選擇方面，還需考慮電纜的截面是否滿足直流電源的要求。按照直流電源系統(tǒng)相關(guān)規(guī)程規(guī)范，電纜截面應(yīng)按電纜長期允許載流量和回路允許電壓降兩個條件選擇，而直流電纜選擇對直流保護(hù)選擇性配合的影響很大，在滿足電壓降的前提下盡可能選擇與計算值接近的標(biāo)準(zhǔn)電纜截面。控制電纜的截面比較小，一般最大不超過10平方毫米，而通過相關(guān)計算公式可知，控制電纜可滿足保護(hù)測控回路直流電源接線的相關(guān)要求。控制電纜額定電壓的選擇，應(yīng)不低于該回路工作電壓、滿足可能經(jīng)受的暫態(tài)和工頻過電壓作用要求。

在電力設(shè)計中，選擇電纜需按相關(guān)的規(guī)程規(guī)范執(zhí)行。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，部分110kV變電站中直流電源系統(tǒng)已開始采用一體化電源設(shè)備，以便于變電站的運行管理。而直流電源電纜在變電站中的應(yīng)用也至關(guān)重要。特別是在統(tǒng)計需購買的電纜時，需要對不同型號電纜的材料性能有一定的了解，才能更好地減少采購、施工等過程中會出現(xiàn)的問題。敷設(shè)電纜以及站內(nèi)接線等各方面亦需滿足相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，才能更好地節(jié)省施工過程中所需時間，減少工程中可能會出現(xiàn)的各項問題，保障站內(nèi)設(shè)備的良好運行。對于變電站內(nèi)設(shè)備、材料等各方面進(jìn)行嚴(yán)格的把控才能對站內(nèi)的設(shè)備以及電纜等材料進(jìn)行更好的維護(hù)和管理，這對于變電站的發(fā)展也至關(guān)重要。目前國內(nèi)發(fā)電廠直流電源回路電纜都是采用耐火電纜，這是為了保證在外部著火的情況下，直流電纜能夠維持一定時間的直流電源供電；而電網(wǎng)系統(tǒng)的變電站等直流電源回路電纜則是采用阻燃電纜。電網(wǎng)技術(shù)日漸發(fā)展，對于不同電壓等級變電站的各方面要求也越來越高，而電纜的阻燃、耐火等級、屏蔽等方面在選擇方面也變得越來越重要。因此對于電纜的選擇也越來越謹(jǐn)慎，考慮的方面也越來越多。而在做變電站設(shè)計方面的時候，我們需要全面考慮各個設(shè)備，各種材料，站內(nèi)環(huán)境，特殊場所等等的需求，還需要了解電力行業(yè)等各領(lǐng)域內(nèi)各種相關(guān)的明文規(guī)范，并執(zhí)行國家、行業(yè)、企業(yè)等相關(guān)的技術(shù)規(guī)范以及反事故措施，防范直流電源等各種事故發(fā)生，我們才能更有效地把工程做得更好。這不僅有助于提高對于電網(wǎng)的了解認(rèn)識，還拓展了自身的學(xué)習(xí)能力。為推進(jìn)變電站的發(fā)展，還需對控制電纜以及電力電纜材料、性能、用途等各方面進(jìn)行更細(xì)致的了解，拓寬自身對于電力行業(yè)的知識領(lǐng)域范圍，也要全面了解直流電源的知識內(nèi)容，才能更高效地完成各項工程。此外，我們應(yīng)多接觸，多參與多種形式、多種特殊用途的變電站的設(shè)計，拓寬學(xué)習(xí)領(lǐng)域，增進(jìn)其他領(lǐng)域知識的了解，對于熟悉各式各樣的電力設(shè)備以及材料都有一定的幫助。

在實際工程中，為了減少站內(nèi)的屏蔽電磁干擾，從直流電源饋線輸出回路至各電壓等級的保護(hù)、測控柜的直流電源回路使用帶金屬屏蔽的控制電纜會更利于站內(nèi)設(shè)備的運行，在后續(xù)的工程中也需關(guān)注此類問題，也應(yīng)避免因不及時跟進(jìn)規(guī)范的更新而導(dǎo)致忽略了重要的細(xì)節(jié)。對于此類問題的關(guān)注也可在設(shè)計方面減少設(shè)計圖紙的失誤，在施工方面減少施工過程遇到的問題。我們不僅要多翻閱各項電力標(biāo)準(zhǔn)，了解相關(guān)的原理知識，也應(yīng)到施工現(xiàn)場多了解多學(xué)習(xí)，在現(xiàn)場學(xué)會處理各種各樣的現(xiàn)場問題，與各單位的人員進(jìn)行多溝通多交流，多向前輩請教知識經(jīng)驗并與電力同行進(jìn)行多交流等，才會更好地設(shè)計藍(lán)圖。只有在工程中不斷地進(jìn)行總結(jié)遇到的問題以及了解過程中相關(guān)的解決辦法，將工程中的方方面面都做好，才能呈現(xiàn)出越來越美好的變電站。

4 結(jié)束語

現(xiàn)如今電力行業(yè)的規(guī)程規(guī)范更新越來越快，發(fā)展也日新月異，對于設(shè)計水平的要求也越來越高。而控制電纜的應(yīng)用在電力行業(yè)的領(lǐng)域是其中重要的一環(huán)，特別是在二次專業(yè)里應(yīng)用廣泛。對于工程中存在的諸如這類問題，就要求我們需及時了解電力行業(yè)內(nèi)各種規(guī)程規(guī)范以及規(guī)程規(guī)范的更新情況。嚴(yán)格來說，控制和保護(hù)回路的直流電源電纜采用帶金屬屏蔽功能的控制電纜較于采用不帶有金屬屏蔽功能的鎧裝電力電纜更有利于變電站內(nèi)設(shè)備的安全運行，因此建議使用帶金屬屏蔽功能的控制電纜來進(jìn)行控制和保護(hù)直流電源回路的相關(guān)接線。