電能質(zhì)量對電纜的危害

西安地鐵三號線，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。但前段時間鬧得沸沸揚揚的地鐵使用劣質(zhì)電纜事件，將其推上了風(fēng)口浪尖。今天我們從另一個角度，電能質(zhì)量方面來分析一下其對電纜事件隱藏的危害。

地鐵，作為一個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，為西安地鐵三號線。

圖1 西安地鐵三號線

前段時間，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，其在使用的400V輔助電纜以及120V信號控制電纜部分存在嚴重問題。

對于地鐵，影響其運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安全的影響。

線纜分類

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)字信號及模擬信號等；

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

西安地鐵三號線問題電纜主要存在400V輔助電纜以及120V信號控制電纜部分，與機車牽引1500V直流動力系統(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。

質(zhì)量指標

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

· 導(dǎo)線直流電阻的測量；

· 絕緣電阻的測試；

· 電容及損耗因數(shù)的測量；

· 絕緣強度試驗；

· 局部放大測量；

· 老化及穩(wěn)定性試驗。

3、諧波對電纜的危害

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。其中第三點是產(chǎn)生諧波的主要原因，例如非線性負載如：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

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

諧波污染將會使電纜的介質(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諧波電流有放大作用，在系統(tǒng)負荷低谷時，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越高，諧波引起電纜介質(zhì)不穩(wěn)定的危險性越大，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

對于西安地鐵的問題電纜，諧波的影響會更加突出，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。對于在一個相對密閉且人流量大的地鐵站，這會更加嚴重。當然，問題電纜存在的問題不止涉及諧波這一點。

所以對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)。這時就需要一款設(shè)備，可以去準確捕捉測量電能質(zhì)量各方面參數(shù)然后進行分析，及時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)場的諧波、電壓波動、閃變、功率和三相不平衡等常見的電能質(zhì)量問題，同時具備瞬態(tài)測量，錄波分析，逆變器測試，能耗統(tǒng)計，需量統(tǒng)計，污染評估等高級功能。如所示，為在廣州某檢測機構(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、保險絲、電纜、發(fā)電機、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)測量分析工具。