核心词：
盾构机 高压 橡 套 电缆 由于石化生产属于易爆、易燃环境下的连续性极强的长流程生产过程,石化企业的生产对安全、稳定运行的要求很高,但在生产过程中危险因素较多、事故后果严重。为保证石油企业安全稳定运行,加强石油炼化企业供电系统的安全可靠性是一个重要因素,保证供电安全可靠已经成为迫切需要解决的问题。设计采用智能化电缆,可以增强线路防爆能力,有效降低事故发生率,确保供电等线路安全。
1、盾构机专用高压屏蔽橡套软电缆:高度重视相关电缆产品的选用 必须要正确认识石油化工企业对供电的特殊要求,高度重视相关电缆产品的选择与使用。一旦发生故障,必然影响到工艺装置的正常生产,甚至停车。石油炼化企业大多为国有大型企业,一般发展历史较长,自备电厂及电网水平各异,自备电厂和电网是随生产装置的建设而建设,造成石油炼化企业电气系统结构不合理、电气设备老化、电网调度自动化系统和电网专用通信系统不完善、设备运行状况较差、发电设备备用容量不足且可靠性较差、与外部电网的联系也存在一些瓶颈。特别是缺乏防止大面积停电、电网瓦解、电压崩溃和频率崩溃等恶性灾难性事故的手段。而电力生产的特点是电力不可储备,发电和用电必须同时完成且需时刻保持有功功率和无功率的平衡,对安全稳定的控制要求在极短时间内完成。这样石油炼化企业电力生产的安全性差与炼化企业对供电的高可靠性要求之间的矛盾突出,石化企业相继发生了一些严重的设备损坏和电网事故。通过近几年对石化企业的事故统计,可以看出每年发生的电气事故呈上升趋势,大面积停电事故时有发生,造成了严重的损失,因此石化企业对供电可性要求很高。一般来说,一个装置几千千瓦的负荷容量经常遇到。因此,应考虑所有电缆荷载及今后发展需要,另外,需要考虑一定的附加集中荷载(可按一个人90kg考虑)。室外安装时,还应考虑风荷载雪荷载等。电缆桥架在均布荷载下的挠度一般控制在%,加上附加集中荷载不应超过2.5%。电缆桥架荷载,可按下列公式计算:qp=2p/LG(附加集中荷载)qG+qD≤qE/K式中:qG:计算荷载kg/m,qE:桥架均布荷载kg/m,K:储备系数1.0～1.5,qp:附加集中荷载kg/m,LG:桥架实际跨距m,P:附加集中重量,取90kg。根据计算荷载,为了满足均布荷载及挠度的要求,可调整电缆桥架的侧边高度及实际跨距,因为桥架侧边越高,跨距越小,电缆桥架的均布荷载就越大,挠度就越小。额定电压分别为:0.6/1kV、1.8/3kV、3.6/6kV、6/6kV、6/10kV、8.7/10kV、8.7/15kV、12/20kV、18/30kV等。常用交联电缆产品型号为:ZR-YJV系列。
电缆导体长期允许的最高工作温度:交联聚乙烯绝缘电缆为90℃。其额定电压为:0.45/0.75kV。常用产品型号有:ZR-KVV,ZR-KYJV,ZR-KYJVP,ZR-KVVR,ZR-KVVRP,ZR-KVVP,ZR-KVVP2,
电力电缆ZR-KVVP22,KVVP/NA,ZR-KVVP2-22;KFV,KFF,KFVP,KFVR,KFFR等。电缆导体的最高长期允许工作温度:交联聚乙烯绝缘电缆为90℃,聚氯乙烯绝缘电缆为70℃,低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘电缆为70℃、90℃,氟塑料绝缘为150℃～250℃。硅橡胶绝缘为180℃。其额定电压为:0.3/0.5kV。常用电缆型号有:DJYVP,DJYPVP,ZR-DJYVP,ZR-DJYP2VP2,ZR-DJYPV22,DJYVP/NA,ZR-IA-DJYPVP,ZR-IA-DJYVP等。电缆导体的最高长期允许工作温度:聚氯乙烯绝缘电缆为70℃,交联聚乙烯绝缘电缆为90℃,氟塑料绝缘电缆为150℃～250℃,硅橡胶绝缘电缆为180℃。执行标准为:Q/75230256-2.6-2004标准。其额定电压为:0.6/1kV、1.8/3kV、3.6/6kV、6/6kV、6/10kV。常用电缆型号有:MXTJFP-A,MXJGFP-A。电缆导体长期工作温度:90℃。短路时(最长时间不超过5S),电缆导体允许的最高工作温度:250℃。电缆推荐允许弯曲半径:应不小于电缆外径的12倍。最低环境温度(固定敷设):-60℃。屏蔽性能:屏蔽抑制系数S<0.001。具有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网的故障做出反应,快速解决,减少停电时间和经济损失。使用智能化电缆的线路,由于智能化电缆自身具有传感器等采集功能,可以对超出安全阀值的相关电信号进行报警,一定程度上可以减少因线路出现故障,而造成的损失。支持各种通信介质,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现供电与通信,并可满足本质安全防爆要求等。采用全分散式控制系统的体系结构,简化了系统结构,提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。简化的系统结构,设备与连线减少,现场设备内部功能加强,减少了信号的往返传输,提高了系统的工作可靠性。同时,由于智能化电缆实现了标准化,功能模块化,因而还具有设计简单,易于重构等优点。智能化电缆的这些缺点,一定程度上制约了智能化电缆的推广和大规模应用。由于电缆工作温度的不同选择适合不同温度等级的镀层,工作温度较高的应依次选择镀镍、镀银、镀锡,镀镍可达250℃;镀银可达200℃;镀锡可达150℃,由于笔者所使用的电缆所需耐高温等级较低,最高工作温度只在60℃,所以选择的导体是铜导体,选择的原则是满足电缆性能需要,降低材料成本。
2、盾构机专用高压屏蔽橡套软电缆:采用了适合电缆柔性的软结构 在导体结构的设计上,考虑到电缆对柔软性的影响,采用了适合于电缆柔软性的软结构,采用小外径的单线,多股绞合或束线,并在绞线节距上限制最大绞线节距,以保证减小导体的柔软型对电缆的柔软性的影响。因此根据电缆的性能要求,最终所设计的导体结构确定为:导体材料为铜,导体结构为:28/0.15,绞合节距为:14倍电缆外径,导体直径:0.92mm。因此,在电缆的设计中绝缘层的设计与选择都十分重要,因为电缆的主要性能就是导体的绝缘性能。对于智能化电缆而言就更有其独特设计要求,主要是该种电缆对绝缘性能有特殊要求,由于电缆受到外径的限制(技术协议中要求电缆最大外径为10.5mm),所以电缆结构设计的原则除满足各项电性能的外,还应满足电缆的体积要求,这样给电缆结构设计带来较大的困难,牵涉到绝缘层的结构设计及绝缘材料有选择问题,考虑至电缆体积及柔软性的限制电缆绝缘层结构尺寸适当减小,同时就要求考虑提高绝缘层的强度问题:一是满足电缆绝缘的电性能;二是考虑由于电缆需承载所受拉力而产生对绝缘线芯的压力,绝缘层的承受能力,也就是考虑研究优选适合于强度要求的最佳材料。为了使电缆更具有较高的综合性能,除绝缘材料强度外电绝缘性能、其他机械物理性能等,笔者对于绝缘材料的优选做了充分研究,几种初选的绝缘材料电性能及机械物理性能的对比,F40比其他几种材料相比,具有强度最高、体积电阻率较高、绝缘性能好、耐寒性能优良、密度小、重量轻等优点,所以F40对该电缆的综合性能适应是最佳的。
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