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本文轉(zhuǎn)載自【南方電纜網(wǎng)】

[摘要]通過對一起"奇怪"低壓電纜故障的分析﹐應(yīng)用"渦流"理論對其解釋﹐并提出如何避免"渦流"對電纜設(shè)備的危害。

關(guān)鍵詞﹕電纜﹑渦流﹑交變磁場

某小區(qū)的低壓供電電纜在投運(yùn)僅僅15天后﹐其中一棟家屬樓的配電柜就發(fā)生了起火冒煙現(xiàn)象﹐濃煙是從配電柜下面的保護(hù)管里散發(fā)出的﹐伴隨著一股燒焦烤糊的氣味﹐這個保護(hù)管為近似直角弧度的鋼管﹐長6m。把敷設(shè)在鋼管內(nèi)部的6m電纜抽出﹐發(fā)現(xiàn)鋼管以外的電纜全都完好﹐而鋼管內(nèi)部的電纜外護(hù)套大部分燒熔粘結(jié)﹐進(jìn)一步對電纜解剖﹐發(fā)現(xiàn)電纜的內(nèi)護(hù)套﹑絕緣層燒糊情況卻不是很嚴(yán)重。如圖1所示。

奇怪的是敷設(shè)在鋼管內(nèi)的其中一段電纜卻基本完好﹐如圖2所示﹐此段電纜長約1.5m﹐而此段所處的位置正好位于鋼管的直角拐彎處﹐同樣是處于鋼管內(nèi)敷設(shè)﹐燒毀的程度卻相差很大。而另一個奇怪的現(xiàn)象是從解剖結(jié)果來看﹐外護(hù)套嚴(yán)重?zé)�焦﹐甚至脫落﹐而內(nèi)護(hù)套﹑絕緣層燒毀的情況不是很嚴(yán)重﹐看來燒毀電纜的熱源是從外向里傳遞﹐并不是通用電纜過流線芯發(fā)熱引起的原因﹐但是這個熱源又是什呢?

這條電纜長約120m﹐型號為VV22一1kV一4×l20mm2﹐從低壓配電室送出﹐直埋敷設(shè)﹐進(jìn)入家屬樓的配電柜時為穿管敷設(shè)。

首先電纜被燒毀到這個程度﹐熱源來自哪里?電纜受損處沒有熱力管道﹐這個熱能肯定是來自電流的"熱效應(yīng)"﹐而如此大的"熱能"將電纜外護(hù)套燒焦﹐"渦流"的可能性最大﹐因?yàn)闇u流生熱是由導(dǎo)體本身發(fā)熱生成的﹐不需要借助于其它媒質(zhì)來傳遞。渦流是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象﹐即就是塊狀的金屬放在變化的磁場中﹐金屬塊中將生成感應(yīng)電流﹐這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路﹐形成渦電流﹐由于整塊金屬的電阻很小﹐所以渦流常常很強(qiáng)﹐這將使金屬塊大量發(fā)熱。生成渦流的前提是必須要有交變磁場﹐我們知道當(dāng)導(dǎo)體中通過交變電流﹐在其周圍就會生成交變磁場。對該電纜而言﹐屬于帶鎧裝的三相四線制電纜﹐因三相四線電纜通過電流時﹐3根火線流經(jīng)的電流相互作用后的矢量和與零線電流相平衡﹐被鋼鎧所包圍的交流電流矢量和ΣI =0﹐鋼管和鋼鎧中均無交變磁通通過﹐所以不會有渦流效應(yīng)。因此﹐只有當(dāng)電纜發(fā)生故障﹐絕緣損壞時﹐鋼鎧上流經(jīng)故障電流﹐也就是說電纜對外表現(xiàn)的電流矢量和ΣI不等于零﹐必定在鋼管中有交變磁通通過﹐也就生成了渦流﹐從而使鋼管嚴(yán)重發(fā)熱﹐對電纜進(jìn)行由外向內(nèi)的熱力作用﹐燒焦外護(hù)套﹐進(jìn)一步造成絕緣的粘結(jié)。

同時由于電纜在拐彎處時﹐流經(jīng)鋼鎧上的電流形成的磁力線方向發(fā)生了改變﹐磁力線在此處的分布不是很密集﹐而是比較疏散﹐造成磁通的變化率很小﹐鋼管在此處生成的渦流很小﹐散發(fā)的熱能對電纜的損傷比較輕微﹐造成鋼管內(nèi)部電纜燒毀的程度不同。

經(jīng)過現(xiàn)場進(jìn)一步的排查分析﹐發(fā)現(xiàn)在離配電箱10m處的草坪下面﹐電纜一相接地﹐接地電阻為1kΩ﹐故障點(diǎn)有明顯的挖傷痕跡﹐而配電箱的保護(hù)裝置設(shè)置有誤沒有動作﹐從而出現(xiàn)了這起因"渦流"造成的奇怪現(xiàn)象。

通過對這起事故的分析﹐使我們更加認(rèn)識到"渦流"的危害性﹐為了在以后工作中避免"渦流"對電纜造成損壞﹐在電纜施工中﹐我們應(yīng)正確應(yīng)用"渦流"有關(guān)的基本知識﹐如"單芯電纜敷設(shè)時不允許穿入鋼管等鐵磁性物體中"﹑"不允許將三芯鎧裝電纜當(dāng)單芯交流鎧裝電纜使用"﹑"單芯電纜在安裝時不允許穿過閉合的鐵磁性支持物﹐如不能使用鐵包箍"﹑"一般情況下﹐單芯電纜不允許兩端直接接地"等﹐確保施工質(zhì)量和電纜設(shè)備的安全。