摘要：隨著現(xiàn)代電子信息工程的發(fā)展，電力電纜的應(yīng)用越來越廣泛，并且電力電纜通過其自身獨(dú)特的優(yōu)越性，在人們的日常生活中的應(yīng)用也越來越普遍。文章概述了電力電纜的相關(guān)性基本理論，介紹了電力電纜的基本結(jié)構(gòu)以及電纜電氣的相關(guān)參數(shù)，最后立足于電氣特性的基礎(chǔ)上，研究了電力電纜發(fā)展過程中的不足，分析了其未來發(fā)展的前景。

關(guān)鍵詞：電力電纜；電氣參數(shù)；電氣特性；電子信息工程；供電安全 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM247 文章編號：1009-2374（2016）03-0130-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.066

目前，由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，城市的經(jīng)濟(jì)水平也不斷隨之提高，而城市在有關(guān)輸配電方面的電子信息問題也越來越突出。針對電網(wǎng)的供電安全性、線路走向、變電站的選址、抗災(zāi)害能力等方面的問題，其潛在的問題將會制約和影響我國城市的用電安全以及城市經(jīng)濟(jì)的整體水平的提高。然而，電力電纜通過其自身的特色和優(yōu)勢，在現(xiàn)代電子信息工程中的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)階段，電力電纜主要應(yīng)用于城市的電網(wǎng)線路和大型企業(yè)的內(nèi)部供電等方面。隨著電纜在現(xiàn)代電力線路中應(yīng)用的比重越來越突出，人們對電力電纜的認(rèn)識也需要不斷提高。通過增加對電力電纜線路、電網(wǎng)用電等的認(rèn)識，以此來推動電力電纜的輸電工程的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

1 電力電纜的基本理論概述

1.1 電力電纜的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代，由于我國經(jīng)濟(jì)整體水平的不斷提高，新型能源的開發(fā)和應(yīng)用也開始受到普遍關(guān)注，尤其是在電力工程方面的重視程度也隨之不斷加深。目前，在電力工程方面主要側(cè)重于電力電纜的應(yīng)用，諸如城市電網(wǎng)、海底的電力電纜以及城市開發(fā)的地下電力電纜等。同時(shí)，因?yàn)椴煌妮旊姺绞皆陔娏﹄娎|的應(yīng)用過程中的特色是不同的，所以其各自的適應(yīng)范圍也就有所區(qū)別。

1.2 電力電纜的優(yōu)勢和特色

1.2.1 線路設(shè)置占地空間小。在城市的地下鋪設(shè)了眾多的電力電纜線路，然而在城市的地下鋪設(shè)電力電纜，可以有效地減少實(shí)際的占地量。盡管這一線路鋪設(shè)在地下，但是它在地面上的空間和變電站有許多的線路出線，而且從線路的檢修和安全方面來思量，同一桿上的線路不需要設(shè)置太復(fù)雜，因?yàn)槟菢訒枰嗟耐恋睾涂臻g。同時(shí)，針對不同的變電站來分析，電力電纜的線路的電壓和電流的運(yùn)行能力是強(qiáng)于其他線路的。

1.2.2 架設(shè)簡潔、美觀。目前，由于城市地下電力電纜受到外部環(huán)境因素的制約程度小，且在城市中進(jìn)行各種電力電纜線路和輸送配電時(shí)，需要對其線路設(shè)置安排做出前期的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并以此來控制道路和工廠線路配設(shè)時(shí)做到簡潔、美觀。在一定程度上，電力電纜線路的架設(shè)若過于復(fù)雜，則會影響城市的交通狀況和后期規(guī)劃。同時(shí)，通過建設(shè)架空的電力電纜線路，可以有效地減少城市的土地空間，甚至有利于切實(shí)地緩解電力電纜架空線路的局限性。

1.2.3 可靠性和安全性較高。因?yàn)槌鞘械叵陆ㄔO(shè)的電力電纜線路不易受到外界環(huán)境的影響，所以，通常情況下，城市地下建設(shè)的電力電纜線的可靠性和安全性是較高的。此外，由于電力電纜的線路會鋪設(shè)在土壤里，暴露在土地外面的只有表層一部分，剩余的其他部分是鋪設(shè)在有保護(hù)層的隧道、管道中的。如今，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電網(wǎng)的供電安全性、線路走向、變電站的選址、抗災(zāi)害能力等方面的問題也越來越受到重視，其對我國城市的用電安全以及城市經(jīng)濟(jì)的整體水平的提高是至關(guān)重要的。

2 電力電纜的主要結(jié)構(gòu)

2.1 導(dǎo)體

電力電纜的導(dǎo)體是用來傳送電流的，其有絞合和實(shí)芯兩種類型，并且導(dǎo)體的主要構(gòu)成材料是銅、鋁、銀、銅包銅、鋁包銅等。其材料的成分大致是用鋁和銅兩種金屬材料，且實(shí)際中銅的導(dǎo)電性比鋁要好。在不同的國家，對電力電纜的標(biāo)準(zhǔn)是不同的。在我國，對電力電纜的線芯的截面的標(biāo)準(zhǔn)是按照導(dǎo)電線芯的大小，即其線芯的橫截面的面積來計(jì)算、分析的。通常情況下，圓形絞合狀的導(dǎo)體的穩(wěn)定性是較好的，其外形基本上是穩(wěn)定的，并且其表面的電場分布也是較為均衡的。

2.2 絕緣層

電力電纜的絕緣層是被包裹在導(dǎo)體的外部的，主要指的是電纜的內(nèi)絕緣層部分。而電力電纜的絕緣層具有隔絕導(dǎo)體、承受運(yùn)行中的部分電流和電壓，避免電流在運(yùn)行過程中出現(xiàn)泄漏的現(xiàn)象和突發(fā)狀況。另外，可以作為絕緣層的材料有很多，主要的目的都是為了緩解電流和電壓運(yùn)行時(shí)的壓力。因此，需要選取一些介電系數(shù)較小的材料，來以防發(fā)生電纜燃燒的過程中產(chǎn)生的有害氣體對人體健康的危害。同時(shí)，在選取材料時(shí)，還應(yīng)該注意材料的耐腐蝕性、耐油性等方面的性能，以此來避免電流或電壓的泄漏問題。

2.3 鎧裝層

電纜的鎧裝層的作用是保護(hù)電纜使用的長期性，避免其受到外部力量的損壞。其中，最為常見的鎧裝層的種類有鋼絲鎧裝層、鋁帶鎧裝、銅帶鎧裝層等。而鋼絲鎧裝層的優(yōu)勢在于抗拉，而鋼帶鎧裝的優(yōu)勢是抗壓。同時(shí)，各個(gè)電纜的標(biāo)準(zhǔn)中，大多是按照電纜的大小以及鎧裝厚度的不同程度來劃分。

2.4 外護(hù)層

從電氣電纜的主要結(jié)構(gòu)來看，外護(hù)層是電力電纜的外層保護(hù)，因此其外層所用的材料是需要比較堅(jiān)固和耐持久性的。通常情況下，外護(hù)層的材料主要是聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料等塑料類的材料。同時(shí)，根據(jù)電纜的不同特性可以將其外護(hù)層劃分為阻燃型、低鹽無齒型、低煙低齒型等。從電力電纜的整個(gè)組成結(jié)構(gòu)來看，外護(hù)層的作用也是不容置疑的。

3 電纜的電氣參數(shù)

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)應(yīng)用的越來越廣泛，電力電纜的線路的鋪設(shè)也越來越多，人們因此需要提高對電纜的電氣參數(shù)的認(rèn)識。通過加深對電纜電氣參數(shù)的了解，有利于選擇自己適合和滿意的電纜產(chǎn)品，以此來達(dá)到電力效用的最大化。電纜電氣的參數(shù)主要有線芯的電阻、絕緣電阻、電容、電感等，而這些參數(shù)值統(tǒng)稱為電纜的一次參數(shù)。此外，二次參數(shù)主要是由波阻抗、衰減常數(shù)、相移常數(shù)等參數(shù)值組成，并且二次參數(shù)值是可以通過一次參數(shù)值來按照一定理論知識進(jìn)行計(jì)算得出。從電纜的整體應(yīng)用過程來看，電纜的電氣參數(shù)是非常重要的，并且由于電力電纜自身的特性和優(yōu)勢，其對整個(gè)電纜的設(shè)計(jì)和運(yùn)行也是至關(guān)重要的，直接影響著電纜本身運(yùn)行時(shí)的傳輸性能。針對一般性的電纜線路設(shè)定，可以通過調(diào)整電纜線芯的電阻和電感來進(jìn)行電壓的控制。另外，可以根據(jù)電纜的電氣參數(shù)對其整個(gè)電力電纜部分的耗損程度進(jìn)行估算，并以此來分析電纜整體線路的傳輸容量。另外，還需要通過對電纜的各個(gè)組成部分進(jìn)行深入的了解和分析，加深對電纜的絕緣電阻和電容的實(shí)際應(yīng)用，以此來作為檢驗(yàn)電纜線路安全性能的標(biāo)準(zhǔn)。此外，電纜的電氣參數(shù)的數(shù)值結(jié)果還會受到電纜組成材料的性能的制約，并且根據(jù)電纜結(jié)果的尺寸大小、電阻系數(shù)來確定電纜電氣的材料性能。由此，通過根據(jù)電阻、電感、電導(dǎo)等各個(gè)參數(shù)的計(jì)算，最終來確定電纜電氣參數(shù)的計(jì)算公式。

4 電氣的特性

對分析電氣的特性來說，嚴(yán)格地計(jì)算電氣的參數(shù)是其中最為關(guān)鍵的部分。通常情況下，計(jì)算電氣參數(shù)是通過查詢以往的數(shù)據(jù)來獲得的，然而以往的數(shù)據(jù)有些是不夠精準(zhǔn)和實(shí)際的，所以會造成一定程度上的數(shù)據(jù)偏差。在現(xiàn)實(shí)操作中，需要根據(jù)基本的電力理論作為研究和分析電氣參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)和原理，從而來計(jì)算其他的各種常見的電氣參數(shù)，最終將所獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。同時(shí)，通過運(yùn)用相對完善的科學(xué)的計(jì)算方式，針對獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行原因分析和探索。此外，在進(jìn)行電力電纜參數(shù)的計(jì)算過程中，涉及的相關(guān)概念主要有電阻矩陣、電容矩陣、電感矩陣等方面，其中最為重要的是確定電纜線路的傳輸矩陣問題。只有利用好傳輸矩陣，才能在進(jìn)行電力分析時(shí)，確定好電壓和電流的傳輸值，才能準(zhǔn)確有效地把握住電纜線路中的電壓和電流的運(yùn)行情況。

4.1 改變電纜并聯(lián)補(bǔ)償度

在電纜進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行的過程中，并聯(lián)補(bǔ)償?shù)淖饔檬欠浅Ｖ匾摹Ｔ诖诉^程中，需要根據(jù)改變電纜并聯(lián)補(bǔ)償度值來觀測電纜線路實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電壓和電流的變化情況。因此，在合理分析電纜特性的基礎(chǔ)上，在傳輸矩陣的線路上并入并聯(lián)補(bǔ)償。與此同時(shí)，在對電纜進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)補(bǔ)償時(shí)，其操作的合理性有助于減少電壓的損耗，穩(wěn)定電流的變幅程度，從而促使電纜線路的平穩(wěn)運(yùn)行。

4.2 改變電纜阻抗

通過改變電纜的內(nèi)部阻力，避免受到電流和電壓的影響，以此來改變電纜阻抗的變動幅度帶來的實(shí)際影響。同時(shí)，在實(shí)際情況下，通過有效的變動電纜線路的阻抗的相角值和變動幅度，可以有利地促進(jìn)電纜線路的電壓和電流的平穩(wěn)運(yùn)行。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)總值的不斷提高，城市的發(fā)展進(jìn)程也在不斷深入，然而由于城市的快速發(fā)展，城市開發(fā)的地區(qū)也不斷深入，城市用電的壓力也隨之不斷增加。同時(shí)，由于電力電纜的鋪設(shè)需要大量的土地，因此城市的用地壓力也變得日益緊張起來。另外，對可以鋪設(shè)在海底深處的電力電纜，電力電纜的外圍保護(hù)、電力電纜的線路設(shè)置等問題都需要得到有效的處理。與此同時(shí)，盡管地下鋪設(shè)電力電纜和海下鋪設(shè)電力電纜受到的自然環(huán)境的制約相對來說比較小，但是地下鋪設(shè)電力電纜和海下鋪設(shè)電力電纜的工程量都是較為浩大的，經(jīng)濟(jì)成本也比較高。此外，針對電氣特性的研究和探索的前提是建立在電力電纜參數(shù)的精準(zhǔn)計(jì)算的基礎(chǔ)上的。通常情況下，電力電纜線路的設(shè)定都是依托現(xiàn)代信息技術(shù)來實(shí)施利用的，而電纜的參數(shù)的計(jì)算是運(yùn)用科學(xué)的理論知識作為基礎(chǔ)的。因?yàn)橹挥姓莆樟藢?shí)際、準(zhǔn)確的電纜參數(shù)數(shù)據(jù)，才能切實(shí)地指導(dǎo)、研究電力電纜線路的設(shè)定，保證電力電纜線路的安全運(yùn)行，才能有效地推動我國電力電纜輸送工程的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡介：甘啟才（1971-），男，四川內(nèi)江人，特變電工德陽電纜股份有限公司中級工程師，研究方向：電氣。

（責(zé)任編輯：蔣建華）