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探讨多根单芯电缆并联使用后的一些问题

电缆实际并联使用过程中以单芯电缆并联较多，单芯电缆实际并联使用过程中可能会由于敷设方式的影响，其实际的载流量不一定能够满足实际负荷的需要，实际使用中可能会出现过载现象。实际上，当6根电缆毫无间隙的并列码放在空气中敷设后其实际再流量只能达到理论载流量的60%左右，如果再加上电缆的负荷按理论上进行选择，没有按照实际敷设情况进行校正。很可能造成电缆在实际通电过程中上处于满负荷运行状态，造成电缆通电运行产生发热现象。因此在电缆的并联敷设过程中其实际载流量不是简单的存在"1+1=2"的关系，很可能出现"1+1=1.5"甚至出现"1+1=1"的现象,造成电缆实际运行过程中出现严重发热现象。现在我们举一个简单的例子,比如容量为570KW,额定电流为1140A左右的三相异步电动机负载,采用两根YJV-0.6/1KV-1*300的电缆并联进行供电,按理论设计计算给定值, YJV-0.6/1KV-1*300单根电缆在空气中敷设起理论计算载流量约为750A,两根电缆的理论并联载流量可达1500A左右,*可以满足设备的实际使用需要。我们现在假设有32根电缆全部集中在一个在桥架上并排堆积随意码放敷设,而上述并联供电的两根YJV-0.6/1KV-1*300也位于其中 。查阅相关材料发现,当电缆在空气中6根毫无间隙堆积码放后电缆的实际载流量将下降到理论计算给定值的60%。那么原来的电缆的实际载流量为1500×60%=900A,每根电缆分配到的实际载流量为450A左右, 与理论计算载流量750A相差近300A，这样电缆在实际使用过程就存在严重过载发热现象。

　　而且实际敷设电缆的根数又远远多于6根,那么实际电缆的再流量可能可能比900A还要小。如何解决这个问题,有些人提出再并联一根YJV-0.6/1KV-1*120电缆以减少其余两根电缆的分配的电流,现在我们从理论上先假设计算一下,三根电缆并联后,负荷电流的实际分配情况，假设3根并联使用的电缆长度都为1公里，敷设温度全部按20℃计算。而且假定并联的1公里两根YJV-0.6/1KV-1*300电缆导体电阻**。实际上由于制造工艺上的问题不可能达到*的*，导体电阻还是有微小的差别。在实际计算过程我们忽略上述影响。20℃铜导体zuì大直流电阻铜芯300mm2为0.0601Ω/km,120 mm2为0.153Ω/km, 1140A的电流的实际分配计算120 mm2截面分配电流为(0.0601*0.0601/0.153*0.0601+0.153*0.0601+0.0601*0.0601)=187A,剩余300 mm2截面的上分配的电流为953A,而每一根300 mm2的电缆上实际流过的负荷电流为477A左右,这样的情况下电缆的实际通电依然存在过载现象。而电缆120的实际灾流量在这种情况下的载流量为435*60%=261A，仍然有很大的余量但电流的分配规律却不会将电流分配到120截面的电缆上去，实际上原来的问题依然没有得到解决。而且我们的假设只有电缆为6根的情况，也不符合我们的既定的要求。设想再加一根300 mm2截面的电缆，其实际载流量的分配规律为1140*1/3=380A，因此在实际的并联电缆过程中要对所家电缆的截面必须进行计算严正后，才能进行并联使用，否则及时加了电缆可能也不能解决问题，zuì好的情况是采用加相同规格的电缆，而且保证长度相同，这样保证电流的分配基本均匀。实际上在现场安装全部完成以后再进行一次现场电缆的重新安装和返工，在一般情况下是很难实现的。因此电缆先期的正规设计和敷设安装工作至关重要，后期所采取的方式往往只是一种补救措施，很难从根本上 解决问题。

　　而且在多芯电缆的并联使用过程中也存在一些问题，铠状电缆并联要将每根电缆的的主线芯A，B，C三相错开对应并联使用，不能将铠状多芯电缆的所有线新并接在一相上当单芯电缆使用，如果这样做，会在电缆的铠状钢带中产生涡流效应，造成电缆的发热，产生热击穿故障。这虽然是一个很简单的电学原理，但在笔者多次走访用户的过程中有时还是有用户提出类似的问题和做法。在三相四线制不平衡照明负载中，我们负载的接线和分配方式要尽可能保证负载的分配均匀，尽可能保证三相电流平衡，否则可能会由于三相电流的严重不平衡造成在铠状钢带中产生交变感应电流，造成电缆的发热。

室外直埋100通信电缆HYA5320*2*0.5　　电缆的并联使用对于各线路端部接线鼻子的松紧程度也要引起注意，因为使用并联电缆的负载的容量一般都比较大，其每公里的导体电阻都在0以下，如果在线路的任何一端一旦出现线鼻子松动和接触不良现象，都会成倍增加线路的导体电阻，造成电流分配不均甚至旁路现象，这样就会造成并联的个别电缆产生发热现象，引发故障。

　　同时可能电缆的实际线路的导体电阻并不可能**，因此相同型号规格的电缆在对电流的分配也不可能是平均分配，可能在电流的实际分配过程中可能还存在一定的差异。

　　因此在多根单芯电缆的实际并联使用过程中要根据其实际敷设情况进行校正，否则可能造成电缆并联使用过程产生发热现象，影响电缆的正常使用。

电缆故障的性质与分类

1. 以故障材料特征分类

可分为串联故障、并联故障及复合故障三类。

（1）串联故障

串联故障（金属材料缺陷）是指电缆一个或多个导体（包括铅、铝外皮）断开的故障。它是广义的电缆开路故障。因缆芯的连续性受到破坏，形成断线或不*断线。不*断线尤其不容易发现。串联故障具体可分为：一点开断、多点开断、一相断线、多相断线等。

（2）并联故障

并联故障（绝缘材料缺陷）是指导体对外皮或导体之间的绝缘水平下降，不能承受正常运行电压而发生的短路故障。它是广义的电缆短路故障。这类故障由于缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘破坏而形成短路、接地、闪络击穿等现象，在现场出现频率较高。并联故障具体可分为：一相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。

（3）复合故障

复合故障（绝缘材料、金属材料都出现了缺陷）是指缆芯与缆芯之间的绝缘均出现故障。它包括一相断线并接地、两相断线并接地、两相短路并接地等。

2. 以故障点绝缘特征分类

根据电缆故障点绝缘电阻Rf与击穿间隙G的情况，电缆故障又可分为开路故障、低阻故障、高阻故障、闪络故障四大类。该分类法为现场电缆故障zuì基本的分类方法，特别有利于探测方法的选择。

其中，间隙击穿电压UG的大小取决于故障点放电通道（即击穿间隙）的距离G，绝缘电阻Rf 的大小取决于故障点电缆介质碳化程度，分布电容 Cf 的大小取决于故障点受潮程度。

（1）开路故障

电缆金属部分的连续性受到破坏，形成断线，且故障点的绝缘材料也受到不同程度的破坏。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 为无穷大（∞），但在直流耐压试验时，会出现电击穿；检查芯线导通情况，有断点。现场一般以一相或二相断线并接地的形式出现。

（2）低阻故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf小于10Z0（Z0为电缆的波阻抗，一般取10～40Ω之间）。现场一般低压动力电缆和控制电缆出现低阻故障的几率较高。

（3）高阻故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 大于10Z0，在直流高压脉冲试验时，会出现电击穿。高阻故障是高压动力电缆（6KV或10KV电力电缆）出现几率zuì高的电缆故障，可达总故障的80%以上。

现场实测时，笔者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻故障的界线。因为Rf =3KΩ时，恰好能得到回线法电桥jīng确测量所必需的10～50mA的测量电流。

室外直埋100通信电缆HYA5320*2*0.5（4）闪络故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现闪络故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf为无穷大（∞），但在直流耐压或高压脉冲试验时，会出现闪络性电击穿。闪络性故障比较难测，特别是新敷设的电缆进行预防性试验出现闪络故障时。现场一般使用直流闪络法进行探测。

3. 以故障触发原因及故障点特征分类

根据电力电缆在运行或预防性试验中，电缆、电缆头及中间盒出现不同特点的绝缘破坏，还可分为放炮故障、击穿故障和运行故障三类。

（1）放炮故障

在工矿企业，运行中的电力电缆，由于种种原因，绝缘出现严重损坏，产生跳闸的事故。称为电缆放炮。这类故障的特点是：电缆故障点多数有铅包或铜皮破裂，外部有不同程度的变形；电缆故障性质常表现为两相短路接地或两相断线并接地，其接地电阻一般较小，解剖故障点，可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮故障，其故障特征明显，大多数情况下，运行值班人员都能提供放炮大致位置。所以，这类故障除少数较复杂的情况需测距外，一般只要用万用表测定故障的具体性质（单相接地、短路接地、断线接地等），可用声测法直接定点，简单明了。

（2）击穿故障

实际工作中，因预防性试验而触发的电缆绝缘破坏事件，习惯称为电缆击穿。该类故障均发生在直流实验电压下，其绝缘破坏为电击穿，接地点一般铅包或铜皮完好，外部无明显变形（机械创伤除外）。电缆击穿故障多为单纯性接地故障，其接地故障较高，解剖故障点，绝缘材料没有碳化点，但通过仪器可发现碳孔和水树枝老化结构。对电缆击穿故障，特别是一些高阻接地性电缆击穿故障，其测试难点在测距。由于该类故障较为隐蔽，测试参数复杂多变，缺少规律性，所以能否迅速发现电缆故障点，测距是关键。"高压回线法"、"电锤法"均具有探测该类故障zuì有效的方法。

（3）运行故障

它是指工厂电力系统在运行中，电缆馈出线、电机、变压器的电缆引线，其高压二次回路出现电压波动或发现接地信号（有接地保护的电力元件出现接地跳闸），排除其他电力元件故障的可能性而确定的电缆故障。这类故障的zuì大特点就是不明确。电缆运行故障的形式就是电缆放炮（如两点接地引发的相间短路）；另一部分运行故障在做停点检查时，由于耐压通不过而发展成电缆击穿故障（如电缆老化、绝缘缺陷等）；还有一部分电缆运行故障是由于电缆引出线安装位置不当（如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏污或电机基础进水等），这些故障主要进行一些简单处理即可；zuì不明确的是那些瞬时接地、产生不稳定闪络的电缆运行故障。该类故障在电缆停电后，绝缘电阻测量和直流耐压实验有相当部分可以通过，再把电缆投入系统后，也能正常运行一段时间；剩下的就是单相接地电缆故障，它们约占电缆运行故障的40%，这种接地故障一般外部也没有明显变形，接地电阻也不太高（一般几十至几百欧）。解剖故障点有细微的碳化点。

电缆运行接地故障原因有两种：其一，由于电缆运行时间较长，绝缘层出现自然老化；其二，电缆在腐蚀环境中，电缆护套被迅速破坏，腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化还是劣化，其击穿电压都会下降，zuì终导致额定工频电压下的电击穿，从而产生电缆接地故障。这类故障可用"低压回线法"探测；用"电锤法"探测，效果也较好。