一、电缆选型注意事项
近年来随着经济的发展,大城市交通问题日趋严重。为了缓解交通压力,很多城市先后投入大量资金,进行地铁建设。相应的地铁系统中牵引机车进行供电的1500V及低于1500V的低压直流矿用控制电缆的选选型是否恰当,直接关系到城市供电系统设计的合理性。我国目前建成或者在设计中的地铁、轻轨,均处于人员密集场所。供电电缆的绝缘层、外护套通常含有卤族元素,一旦发生火灾,产生的有毒气体将对人体产生危害,而燃烧时产生的浓烟,常常会延误人员的疏散。因此在设计选型时,除了电气性能满足外,应充分考虑电缆的绝缘层、外护套、阻陛能等。
(2)外护套选择为了防止昆虫及啮齿目动物的危害,电缆必须加设外护套。电缆外护套的材料选择会影响电缆的燃烧性能。经过低烟物卤产品和低卤产品的比较可知,低烟无卤产品的卤酸含量和透光率均优于低卤产品,而电缆在燃烧时卤酸含量过高,危害极大。故在地铁这种人员密集的场所,应优先采用低烟无卤外护套材料。且低烟无卤电缆产品基本实现了国产化,其性价比优于其他同类产品。
(3)防护层选择为了防止施工时损伤电缆以及鼠害等,地铁系统的1500V直流矿用控制电缆应采取预防措施(如设铠装层)。而为了避免产生而外损耗,铠装层应选用非磁性材料,如铜带或者不锈钢带。地铁车辆一般位于地下,电缆敷设与地下电缆沟中,可能长期被水浸泡。因此要考虑电缆的径向防水性能。一般增加一层内防护层作为径向防水的防水层。对于潮湿多雨地区,如广州,隧道内长期潮湿的环境会使水浸入绝缘层,引起绝缘老化,造成故障。因此在潮湿多雨地区,1500V直流矿用控制电缆应具有径向防水性能。
(4)zui高允许温度GB50217—1994电力工程电缆设计规范》规定:电压等级低于或等于10kV的交联聚乙烯绝缘电缆,在额定负荷时,导体长期允许工作温度不超过90℃。地铁每小时的负荷是不均匀的,在每天上下班时列车对数多,其他时间较少。工程设计中,将每日列车对数zui多的那个小时(如早上7点~8点)称为“高峰小时”。此时列车对数zui多,且列车处于满载甚至超载工况。设计时,一般取高峰小时时导体zui高允许工作温度不超过90℃;且短路时(zui大短路持续时间5s)导体zui高温度不超过250℃。
二、电缆选型实例
目前,我国建成的1500V直流供电地铁有广州地铁1号和2号线和上海明珠线等。广州地铁1号线1500V直流采
矿用控制电缆用德国西门子公司的N2XIX400 0.6/lkV矿用控制电缆,是单芯铜电缆。电缆绝缘采用交联聚乙烯材料;防护层采用无卤脱硫橡胶材料;护套是乙烯醋酸(EVA)化合物。
广州地铁2号线1500V直流矿用控制电缆采用的是国内产品,也是单芯铜电缆。正负极绝缘层均采用交联聚乙烯材料,防护层由两层阻燃带内包铜带构成;护套采用无卤材料,对于防紫外线电缆采用低卤阻燃护套,阻燃性能满足低烟、低卤、A类成束垂直燃烧试验。在低洼潮湿处电缆有聚烯烃高阻燃防水内护套。