单芯钢丝铠装电缆常见问题，你知道吗

铠装电缆也分为钢带铠装电缆和钢丝铠装电缆。主要区别在于：

用途:钢带铠装仅用于直埋电缆或普通穿管、普通地面、隧道等的敷设。细钢丝铠装能承受一般的纵向拉力，适用于短距离架空敷设或垂直、垂直敷设。国外有很多钢丝铠装电缆！

价格：相应的钢丝铠装更贵。由于钢丝铠装生产困难，成本高。

载流能力：差别不大，只选用逆磁钢带或钢丝。

根据不同的使用环境，选择不同形式的铠装电缆：钢带铠装能承受机械压力，钢丝铠装能承受机械拉力。

探讨单芯钢丝铠装电缆的问题

一、提出问题

通过对试验和现场数据的分析以及收集到的数据表明，单芯钢丝铠装电缆的结构设计、材料选择和运行合理性等诸多问题逐渐引起了人们的关注。单芯钢丝铠装电缆的铠装损失越来越受到人们的关注。单芯钢丝铠装电缆在中国的使用给许多项目带来了麻烦和经济损失。用户比电缆制造商更关注这个问题。数据[1]讨论了这个问题，并列出了国内单芯钢丝铠装电缆敷设的情况。并提出国内单芯电缆钢丝铠装采用隔磁结构是一种不同的奇怪产品。铜丝隔磁结构应与国外一致，取消。

20世纪60年代中期，上海过黄浦江电缆敷设，220年代意大利比瑞利kV充油铅套PE制造商使用非磁性铠装来消除钢丝的磁损失.它可以提高输送容量。硬铜合金丝盔甲也在国外使用（原作者认为非磁性铠装是误导)。20世纪60年代末，南京和安庆110年代KV充油单芯海缆工程曾设想生产非磁性铠装，因为中国没有铝合金丝产品，所以改为铜丝隔磁设计。钢丝铠装中间均匀分布3-4根铜丝，单芯电缆外无闭合磁路。从那以后，国产超高压单芯海缆都采用隔磁结构铠装。(这是否起源于中国，需要验证-自言自语)。

文章还列出了1987年广东虎门220的几个引进项目KV充油铅套PE护套钢丝铠装PLP外护层海缆。由日本居民提供。φ8 mm45根镀锌钢丝。为了提高铅套和铅套的输送容量PE护套间有24根扁平导线mm2.回流导体的作用是减少金属套的阻抗，减少护套的损耗，提高输送能力。1989年厦门集美至高崎跨海峡海缆，220Kv1×630mm2铜芯充油铅套HDPE护层钢丝铠装PLP外护层海缆。由法国阿尔卡特提供。Φ7.6mm41根镀锌钢丝。1998年，北京供电局敷设在湖中的水底电缆，15根kV 1×300mm2铜芯XLPE铅套钢丝铠装PE外护层电缆。由法国阿尔卡特提供。盔甲是使用的φ7 mm镀锌钢丝23根。厂家认为钢丝表面镀锌，排列不是很紧，钢丝之间填充外保护层防腐剂（如沥青），不会形成封闭的磁回路，不会造成额外的护套损失。

文章称，自20世纪60年代以来，国内单芯交流海底电缆钢丝盔甲的结构一直采用隔磁钢丝结构设计。所有进口单芯交流海底电缆的钢丝均采用镀锌钢丝设计，制造商认为没有必要从理论和实际操作记录中采用隔磁设计。为了使中国海底电缆的结构与国外产品相似，作者的观点是取消隔磁结构。不仅是海底电缆，110kV XLPE电缆等都应该作相应的修改。

以上是国内外高压和超高压电缆水下敷设时单芯钢丝铠装结构的情况。kV由于法定标准规定以下电缆采用铜丝隔磁结构，各厂家基本按标准制造。设计部门和用户部门也选择这种电缆。有很多问题。

镇海炼化第二热电站1#从发电机组到变压器8.7/10kV1×500mm2 YJV32 φ3.15镀锌钢丝铠装，用4根铜丝隔磁。除了成束敷设，钢丝是电缆烧毁的原因之一。

某电站采用1×400mm2 YJV32 交联聚乙烯绝缘电缆15根，每相5根并联。（首先不要分析电缆型号的选择是否合理。）试运行后，发现载流能力远低于设计载流能力。用户提出钢丝盔甲损失是否太大。因此，建议进行测试以验证。本文对单芯钢丝铠装电缆进行了载流试验。使用测试数据和现场测试数据。讨论为未来电缆结构的合理设计提供信息。

2.测试和现场测试数据

  2.1 测试和计算数据

测试模拟电缆线路工程。.7/15 kV 1×400 mm2 YJV32 交联聚乙烯绝缘单芯钢丝铠装电缆。表2中列出了样品结构尺寸-1。

注： 导体屏蔽层厚度为0.8 mm.绝缘屏蔽层厚度为0.6 mm.铜带厚度0.2mm。包带厚度0.2mm。

钢丝直径φ2.5mm 4根等直径的铜丝均匀分离为隔磁。

在空气中敷设，以不同的方式下载流量试验数据和相关参数-2中。

  注：* 温据测量表面的不同部位，温差较大。

  ** s – 相邻电缆轴之间的距离。De – 电缆外径

按照IEC 60287标准根据样品尺寸计算单芯钢丝铠装电缆的载流量，计算结果列在表2中-3。

  注：* 导体在工作温度下的交流电阻(Ω/m) .

  ** 铠装钢丝损耗(根据装甲损耗计算值计算)。

电缆中心间距为2根电缆(De)。

  2.2 现场资料

某项目现场电缆排列如图2所示-1.所示。测试数据整理汇总如下。#1～#计算表2中电缆芯和表面的温度-4和表2-5.计算线芯温度和表面温度的参数如下：

根据测量电流计算出线芯温度和表面温度。所使用的参数是YJV32电缆的计算参数值(如交流电阻和热阻)和试验参数(如钢丝损耗等)。

  * 每条线路由三根单芯电缆三角形排列，彼此之间有间隙。

  * 电流分配不均匀是由阻抗引起的。

  * 每条线路由三根单芯电缆三角形排列，彼此之间有间隙。

  * 由于阻抗引起电流分配不均。

3.1 载流量下降

首先，讨论为什么在相同的工作温度和环境条件下，单芯钢丝铠装电缆的载流量远小于非铠装电缆的载流量？主要原因是铠装钢丝损失过大。在三角形排列中，钢丝的磁滞和涡流损失是线芯损失的三倍多。平面排列是线芯损失的两倍多。即使分离敷设（电缆中心间距大于2倍的电缆外径），钢丝损失也是线芯损失的两倍多。载流量为非钢丝铠装单芯电缆载流量的57%（相互接触三角形排列）和64%（间隙为1个电缆外径平面排列）。在热阻方面，钢丝电缆的外径远大于同一截面的非钢丝铠装电缆（约1.2倍)。空气敷设时，其外部热阻小于非钢丝铠装电缆(约00.80%)。虽然钢丝铠装内衬层的热阻较大，但其相对值的增加几乎抵消了外部热阻的减少。因此，装甲损失在这里起着重要的作用。这是载流减少的主要原因。

3.2 铠装损耗

为什么单芯电缆的装甲损失如此之大？其损失的主要原因是磁滞和涡流损失起着决定性的作用。这些损失与磁场强度有关，磁场强度与线芯电流有关。当钢丝单点连接时，装甲没有环流损失。电缆相当于无限长直线，电缆钢丝中的线芯电流远大于其他相邻电缆电流中的电场，认为钢丝损失主要是由电缆芯电流引起的。三个单芯在三相系统和三个单芯串联运行，根据表2-2 试验数据（单相）和现场测量数据（三相）反映了载流能力和温度两个参数，分析了三角形排列中钢丝盔甲的损失。这只是关于这组数据的。由于试验条件的限制，三相系统无法进行试验。通过表3-1的计算温度参数至少表明，当电缆呈三角形排列时，单相测试数据（载流）类似于三相系统下现场排列模式下的测量电流。

  注：① 试验和现场电缆呈三角形排列，但现场三角形中有一条胶条。

  ② 计算值(按电流和热阻计算)。

  ③表2为了便于比较-2的试验数据已转换为环境温度38.5℃时的等效值。

  ④ 三角形电缆组的表面温度因部位而异，仅供参考。

3.3 隔磁是一个伪概念

通过实验和现场数据，单芯钢丝铠装的隔磁结构不起作用。钢丝是磁性材料，铜丝是非磁性材料。当导体中有交变电流通过时，由于铜丝的插入，可能会导致磁线崎岖不平，但不能中断。由于磁化强度总是落后于磁场强度的变化（磁滞现象），当磁体反复磁化时，磁体分子的位相不断变化，分子振荡加剧，加热和温度升高。增加分子振动的能量是由维持磁场电流的电源提供的。交变磁场中的钢丝也产生应电流，这种应电流在钢丝体内闭合形成涡流。由于电阻小，涡流强度大，钢丝释放大量热量。它的热能也来自于维持磁场电流的电源。通过实验和现场测量，这种隔磁结构是一个伪概念。从定量计算来看，IEC 60287 标准仅10个电缆间隔m单芯钢丝铠装电缆的海底敷设提出了铠装损耗等于线芯损耗的计算方法。在没有计算方法之前，可以通过测试来解决单芯钢丝铠装电缆的载流能力。对于正在考虑的问题，采用测试方法来解决IEC解决问题的标准原则。幸运的是，上海电缆研究所在20世纪60年代建立了电缆载流测试基地，现已改造成符合法定要求的实验室。有一套完整的载流测试设备。除一般电缆外，还为特殊电缆热性能试验提供服务。

结论

通过以上分析至少可以获得两点收获：

  1 单芯钢丝铠装电缆载流量远远小于同截面非铠装单芯电缆，千万不能按非铠装电缆选择载流量(可以说100%厂家提供的载流量都是错误的)。

2 钢丝铠装损耗远大于线芯损耗，其实隔磁结构是虚设的，不起作用。隔磁是一个伪概念。

综上所述，对于单芯钢丝铠装电缆，由于铠装磁损失，载流减少。这是单芯钢丝铠装电缆的致命缺点。然而，单芯钢丝铠装电缆具有承受拉力和强大的外部机械力的作用，实际上是不可或缺的产品。如海底电缆敷设在河流、湖泊和海洋中。因此，建议使用：

单芯电缆非磁性铠装(如不锈钢丝、铜合金或铝合金丝)，这绝误导。

2 应选择镀锌钢丝，并涂上防腐层，钢丝相互分离。数据[1]称，外国制造商认为它可以达到隔磁效果。但作者认为，这与铜丝的隔磁效果没有太大区别。你可以做一个测试来验证它。这里没有评论。

3 除了河流、湖泊、海底和承受巨大拉力的特殊情况外，单芯钢丝铠装电缆通常不易选择，如隧道、支架等不承受拉力或可预测的外部机械力不是很大。

此外，建议修改电缆标准中的单芯钢丝铠装电缆，用铜丝隔磁结构改为非磁性材料。