隨著我國城市軌道交通事業(yè)的高速發(fā)展,軌道交通用直流牽引電纜的需求量也不斷增加。地鐵牽引供電系統(tǒng)經(jīng)過接觸網(wǎng)上裝置的分段絕緣器分紅若干個獨立的供電區(qū)段。為了進(jìn)步牽引供電的可靠性,減少雜散電流對環(huán)境發(fā)作的電腐蝕,每個供電區(qū)段選用雙邊供電。即兩座牽引變電站各有一個供電支路,經(jīng)過直流電力電纜向同一個接觸網(wǎng)區(qū)域供電。
軌道交通用直流牽引電纜是指地鐵、輕軌供電系統(tǒng)中直接對牽引機(jī)車進(jìn)行供電的3000V及低于3000V的低壓正極電纜、銜接電纜和負(fù)極電纜。
直流輸電有許多長處,線路成本紙、損耗小、沒有無功功率、電力銜接方便、簡單操控和調(diào)理,尤其是在長距離輸電中直流電力系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛被選用。
直流電力電纜具有下列長處:絕緣的作業(yè)電場強度高,絕緣厚度薄,電纜外徑小、重量輕、柔軟性好和制作裝置簡單;介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗低,載流量大;沒有溝通磁場,有環(huán)保方面的優(yōu)勢。直流電纜特性與溝通電纜有本質(zhì)區(qū)別,后者除芯線電阻損耗外,還有絕緣介損及金屬護(hù)層的磁感應(yīng)損耗,而前者基本上只要芯線電阻損耗且絕緣老化也較后者緩慢得多,因而運轉(zhuǎn)費用也較低。在運送功率相同和可靠性目標(biāo)適當(dāng)?shù)目杀葪l件下,直流電纜輸電線路的投資比溝通線路要低,而在輸電技能上更能進(jìn)步電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)可靠性和調(diào)度靈活性。
隨著軌道交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展,越來越多的直流電纜投入了運用。
最近和一些軌道公司、規(guī)劃院、施工單位、電纜生產(chǎn)廠家的電氣技能人員以及相關(guān)資深電纜專家就軌道交通用直流牽引電纜進(jìn)行了一些廣泛深入的研討和溝通,成果發(fā)現(xiàn),看似普通的直流電纜在許多方面存在問題,這些問題有技能方面的、也有非技能方面的;有資料的方面、也有工藝方面的;有生產(chǎn)方面的、也有裝置方面;有應(yīng)用方面的,也有規(guī)劃方面的。而處理這些問題更需求軌道交通運營辦理公司、相關(guān)規(guī)劃院、施工單位、電纜生產(chǎn)廠家一起聯(lián)合來進(jìn)行。
1、 關(guān)于運用壽命
上海地鐵一號線用的是德國制作的電纜,到現(xiàn)在為止運轉(zhuǎn)已達(dá)20年,電纜外表沒有開裂現(xiàn)象,也沒有替換過電纜。而三號線的電纜運用的是國產(chǎn)品牌,電纜運用年限不長,現(xiàn)在已悉數(shù)替換,主要原因是電纜外表開裂,開裂的原因是受大氣中的紫外光照耀的原因。
廣州地鐵一號線用的直流電纜是英國制作的,運用8年換了7根,其替換原因一是電纜敷設(shè)過程有損害;二是電纜長時刻受光線照耀;三是部分電纜長時刻浸泡在水中(有時浸泡在水中的時刻長達(dá)三個月)。
直流電纜的運用環(huán)境有時候比溝通電纜的運用環(huán)境更惡劣。
地鐵、輕軌作為城市交通的重要運輸東西,一旦出現(xiàn)毛病,會帶來許多的問題,乃至導(dǎo)致局部時刻城市的交通癱瘓。因為替換毛病電纜需求地鐵、輕軌停運,所以,替換作業(yè)一般安排在夜晚中進(jìn)行。
2、 電纜的敷設(shè)
軌道交通用直流牽引電纜敷設(shè)環(huán)境比較惡劣:一是敷設(shè)電纜時粗野施工,敷設(shè)電纜的人員大部分是臨時錄用人員,這些人員也沒有進(jìn)行電纜敷設(shè)前的專業(yè)訓(xùn)練,他們只管進(jìn)展,不論質(zhì)量,所以,在國內(nèi)沒有一個軌道交通項意圖電纜裝置敷設(shè)是文明施工的;二是敷設(shè)電纜的場地不平坦,工業(yè)廢物極易劃傷外護(hù)套;三是穿管的電纜,當(dāng)電纜管的管口處理不其時,會形成電纜護(hù)套拉傷。此種電纜直埋敷設(shè)運轉(zhuǎn)后,受潮發(fā)作空隙性短路直至燒斷。此類毛病往往形成多根電纜一起燒壞;四是電纜敷設(shè)空間狹小,電纜不易曲折或引起過度曲折。
許多制作廠在供應(yīng)電纜時,很少對客戶進(jìn)行電纜敷設(shè)前的訓(xùn)練、輔導(dǎo)、服務(wù)作業(yè),也沒有供給相應(yīng)的裝置敷設(shè)的輔導(dǎo)性文件和注意事項等要求,更沒有注意到供給必要的、特別的東西會對電纜的裝置敷設(shè)起到維護(hù)效果,然后形成不必要的、隱含的電纜毛病。
3、 關(guān)于電纜的防水
現(xiàn)在許多的規(guī)劃單位要求直流電纜具有防水功用,但對防水功用的定性含糊不清,然后導(dǎo)致直流電纜的防水結(jié)構(gòu)、功用、要求五花八門。
其實,電纜的防水功用要求不外乎兩種,一是縱向防水;二是徑向防水。縱向防水一般選用膨脹資料,徑向防水一般選用膨脹帶繞包、金屬包覆成管或高聚物資料。而現(xiàn)在在許多地鐵、輕軌中運用的電纜,所謂防水功用要求僅僅是電纜具有縱向防水功用,而此功用根本起不到防水的效果。
因地下環(huán)境和大氣的影響,電纜長時刻敷設(shè)在濕潤的環(huán)境下,水分子會經(jīng)過橡膠或塑料層滲透到電纜的內(nèi)部,引起絕緣電氣功用下降,乃至形成安全事故。因而,直流牽引電纜應(yīng)具有防水、防潮功用。電纜防水一般以徑向防水為主,選用一層不能滲水或難以透水的資料,將水分阻擋在絕緣以外,然后到達(dá)維護(hù)絕緣的意圖。一般可選用鋁/塑粘接歸納護(hù)層;也可以在絕緣和護(hù)層之間單獨規(guī)劃一層線性低密度聚乙烯資料作為防水層,因為線性低密度聚乙烯具有較好的韌度、耐磨及較低的透水性。別的,也可選用膨脹型阻水帶纏繞在絕緣層的外外表,以便起到縱向或徑向的防水的效果。
在地鐵工程規(guī)劃時,一般規(guī)劃要求電纜溝具有排水功用,但實際情況是,到了汛期和旱季,電纜溝排水系統(tǒng)根本不起任何效果,僅僅是鋪排。所以,直流電纜架空敷設(shè)和入溝敷設(shè)的結(jié)構(gòu)和功用要求要有區(qū)分。此外,關(guān)于敷設(shè)在電纜溝中的直流電纜,如選用徑向防水要求,還要考慮電纜的曲折功用能否到達(dá)6D的要求。
4、 電纜的阻燃性
現(xiàn)在,直流電纜的阻燃功用要求較高,均選用A類阻燃,并要求無鹵、低煙等功用。直流牽引電纜絕緣和護(hù)套均選用塑料或橡膠,電纜為單根,其導(dǎo)體選用5類或6類,電纜的最大特點是柔軟、易曲折。

在地鐵的牽引變電所電纜出口處敷設(shè)的直流電纜數(shù)量局部可達(dá)20根。依據(jù)國內(nèi)電纜資料計算可得,其出口處的電纜可燃物含量可達(dá)11.9L/m,因而地鐵直流電纜選用阻燃電纜的阻燃類別歸于A類,一起還要采納其它的 外部火辦法。
因為軌道交通用直流電纜均為單根結(jié)構(gòu),單根電纜要到達(dá)A類阻燃要求,其電纜的結(jié)構(gòu)規(guī)劃和資料選用相對要雜亂,一般的歸納氧指法在電纜的工藝結(jié)構(gòu)規(guī)劃中難以適用。許多生產(chǎn)廠家在規(guī)劃該電纜時,增加高阻燃隔氧層或規(guī)劃金屬屏蔽層(高阻燃隔氧層又分為擠包型和繞包型兩種,擠包型會影響電纜的曲折功用,繞包型對曲折功用沒有影響),這樣的成果是電纜的阻燃功用進(jìn)步了,而電纜的其它功用下降了。此外、因為電纜還要求無鹵、低煙等功用,使得電纜的護(hù)層防水功用下降,機(jī)械強度下降。
其實,是否需求A類阻燃這一高目標(biāo)還有待于商討,特別是關(guān)于暴露在大氣下的直流電纜是否需求無鹵、低煙就更值得商討了。B類阻燃不行嗎?低鹵、低煙不行嗎?
5、 關(guān)于電纜抗紫外線功用
因為直流牽引電纜,有時會暴露在大氣下面受到日光的長時刻照耀,此種情況下的直流電纜的外護(hù)套極易開裂,其原因主要是護(hù)套選用了阻燃性無鹵低煙資料,該資料機(jī)械強度和伸長率較低,電功用和防水功用下降。
為了處理這一問題,許多軌道公司采納對暴露在大氣下面的電纜上面增設(shè)遮陽棚,其效果也很不抱負(fù)。電纜的高阻燃功用要求帶來了電纜抗紫外線功用的下降,而傳統(tǒng)的HYA型電纜,長時刻暴露在大氣下面電纜外表是不會開裂的。
電纜的抗紫外線特性,一般經(jīng)過在電纜的護(hù)套資料中增加紫外光吸收劑、光屏蔽劑等助劑來實現(xiàn)。
此外,引起電纜護(hù)套開裂的另一個原因是用于固定電纜的卡箍,當(dāng)電纜被分段固守時,電纜縱向方向的長時刻熱脹冷縮會導(dǎo)致護(hù)套層縱向開裂,這對電纜護(hù)套資料和敷設(shè)方式又提出了更高的要求。 |