電能質(zhì)量對(duì)電纜的危害

西安地鐵三號(hào)線，被稱為西安最美地鐵，其主題色為藕荷色，是一條讓女孩子少女心爆棚的地鐵線。但前段時(shí)間鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的地鐵使用劣質(zhì)電纜事件，將其推上了風(fēng)口浪尖。今天我們從另一個(gè)角度，電能質(zhì)量方面來分析一下其對(duì)電纜事件隱藏的危害。

地鐵，作為一個(gè)城市越來越重要的交通工具，每天承載著幾百萬人的出行安全。以西安地鐵為例，其最高單日客流205.10萬人次。如圖1所示，為西安地鐵三號(hào)線。

圖1 西安地鐵三號(hào)線

前段時(shí)間，西安地鐵使用劣質(zhì)電纜的問題使其成為大家討論的熱點(diǎn)，其在使用的400V輔助電纜以及120V信號(hào)控制電纜部分存在嚴(yán)重問題。

對(duì)于地鐵，影響其運(yùn)行安全的除了使用電纜等因素外，電能質(zhì)量也作為一大因素影響著其安全。下面，我們從電纜的分類到電能質(zhì)量一步步來分析其對(duì)安全的影響。

關(guān)于線纜，日常生活中隨處可見，如圖2所示，為常見電纜。

圖2 常見電纜

但對(duì)于線纜的分類，大家卻不一定清晰。根據(jù)其用途，大致分為一下幾類：

· 裸電線：產(chǎn)品都是無絕緣層的導(dǎo)體，如架空輸電線用的鋼芯鋁絞線等；

· 電力電纜：在電力系統(tǒng)的主干線路中用于傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品。在電力系統(tǒng)中起輸電、配電、供電作用，通過電流大；

· 電氣裝備用電線電纜：品種最為繁多，約占總數(shù)的60%左右。從電力系統(tǒng)的配電站把電能直接傳送到各種用電設(shè)備或儀器的電源連接線路用的電纜產(chǎn)品、各種工農(nóng)業(yè)裝備中的電氣安裝線和控制信號(hào)用的電纜產(chǎn)品。如控制電纜、電線等；

· 通信電纜與光纜：主要用于傳輸音頻、數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)等；

· 電磁線（繞組線）：以繞組的形式在電磁場(chǎng)里切割磁感線產(chǎn)生電流或在電流里產(chǎn)生磁場(chǎng)的電線，用于各種變壓器及電機(jī)磁場(chǎng)發(fā)生器中的繞組線圈用。

西安地鐵三號(hào)線問題電纜主要存在400V輔助電纜以及120V信號(hào)控制電纜部分，與機(jī)車牽引1500V直流動(dòng)力系統(tǒng)無關(guān)。則主要是以上類型中的電力電纜和電氣裝備用電線電纜兩類。

和常見的空氣、水一樣，線纜也存在這一定的質(zhì)量指標(biāo)衡量標(biāo)準(zhǔn)，衡量電線電纜最關(guān)鍵的指標(biāo)有以下幾點(diǎn)：

· 導(dǎo)線直流電阻的測(cè)量；

· 絕緣電阻的測(cè)試；

· 電容及損耗因數(shù)的測(cè)量；

· 絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)；

· 局部放大測(cè)量；

· 老化及穩(wěn)定性試驗(yàn)。

大家都知道，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍電量。

通常諧波產(chǎn)生來自于三個(gè)方面：發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波、用電設(shè)備產(chǎn)生諧波。其中第三點(diǎn)是產(chǎn)生諧波的主要原因，例如非線性負(fù)載如：整流器、開關(guān)電源、UPS、變頻器、逆變器等。如圖3所示，設(shè)備產(chǎn)生的諧波。

圖3設(shè)備產(chǎn)生的諧波

由以上三點(diǎn)產(chǎn)生的諧波對(duì)于我們的用電設(shè)備等有著嚴(yán)重的影響。針對(duì)這篇文章開頭提到的西安地鐵電纜。我們重點(diǎn)來看一下諧波對(duì)電纜的危害。

諧波污染將會(huì)使電纜的介質(zhì)損耗，輸電損耗增大，泄漏電流上升，溫升增大及干式電纜的局部放電增加，引起單相接地故障的可能性增加。

由于電力電纜的分布電容對(duì)諧波電流有放大作用，在系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)，系統(tǒng)電壓上升，諧波電壓也相應(yīng)升高。電纜的額定電壓等級(jí)越高，諧波引起電纜介質(zhì)不穩(wěn)定的危險(xiǎn)性越大，更容易發(fā)生故障。如圖4所示，為諧波引起的線纜燃燒。

圖4 諧波引起的線纜燃燒

對(duì)于西安地鐵的問題電纜，諧波的影響會(huì)更加突出，不合格的電纜加上諧波導(dǎo)致的發(fā)熱，很容易發(fā)生事故。對(duì)于在一個(gè)相對(duì)密閉且人流量大的地鐵站，這會(huì)更加嚴(yán)重。當(dāng)然，問題電纜存在的問題不止涉及諧波這一點(diǎn)。

所以對(duì)于我們的交通等各方面安全，不僅要從傳輸介質(zhì)來要求，更要從電的質(zhì)量源頭來把關(guān)。這時(shí)就需要一款設(shè)備，可以去準(zhǔn)確捕捉測(cè)量電能質(zhì)量各方面參數(shù)然后進(jìn)行分析，及時(shí)排查可能存在的安全隱患。

如圖 5所示，為E6500電能質(zhì)量分析儀。

圖5 E6500電能質(zhì)量分析儀

它是全球獨(dú)家具備錄波功能的電能質(zhì)量分析儀，可以捕捉故障現(xiàn)場(chǎng)的諧波、電壓波動(dòng)、閃變、功率和三相不平衡等常見的電能質(zhì)量問題，同時(shí)具備瞬態(tài)測(cè)量，錄波分析，逆變器測(cè)試，能耗統(tǒng)計(jì)，需量統(tǒng)計(jì)，污染評(píng)估等高級(jí)功能。如所示，為在廣州某檢測(cè)機(jī)構(gòu)捕捉到電梯的電流原始波形和電壓暫將曲線圖。

圖6 電流原始波形及電壓暫降曲線

可準(zhǔn)確定位配電系統(tǒng)即配電盤、開關(guān)箱、變壓器、斷電器、接觸器、保險(xiǎn)絲、電纜、發(fā)電機(jī)、繞組裝備、油枕、UPS等電氣設(shè)備溫度過高、工作異常的原因。是智能電網(wǎng)、新能源、電氣化鐵路和大型工業(yè)電能質(zhì)量必不可少的專業(yè)測(cè)量分析工具。