由於過去電纜質量和施工質量的問題，使設計人員不敢選用需要芯數和實際芯數相同的電纜，以防止電纜敷設完成後，在接線中出現問題，重新換電纜的情況； 控制電纜，一般是細線、多芯。 從控制中心連線到各系統傳遞訊號或控制操作功能的電纜統稱控制電纜。控制電纜早期的功能比較簡單，包括：指示燈顯示、儀表指示、繼電器和開關裝置的操作、報警聯鎖系統等。近年來，由於弱電和計算機網路的廣泛應用，對控制電纜的選擇和應用提出了新的功能和更高的要求。本文就近年來控制電纜的選擇和使用中出現的一些新問題，加以研討，供研究參考。 1控制電纜的主要系列品種 當今控制電纜的主產品為：聚氯乙烯絕緣控制電纜、天然-丁苯橡皮絕緣控制電纜和聚乙烯絕緣控制電纜三大系列。此外還有交聯聚乙烯絕緣和乙丙橡皮絕緣的產品。早年曾生產的油浸紙絕緣鉛包控制電纜已經淘汰。 控制電纜的額定電壓用U0/U表示。中國1998年頒發的國家標準對塑膠絕緣控制電纜的額定電壓規定為450/750V，國外已有德國等提出將600/1000V的產品，作為控制電纜的常規產品系列。目前中國也能生產600/1000V的塑膠絕緣控制電纜。橡皮絕緣控制電纜的額定電壓則規定為300/500V。 控制電纜的線芯為銅芯，標稱截面2.5mm2及以下，2~61芯;4~6mm2,2~14芯;10mm2，2~10芯。控制電纜的工作溫度：橡皮絕緣為65℃，聚氯乙烯絕緣為70℃和105℃兩個等級。計算機系統的使用的控制電纜一般選用聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯以及氟塑膠絕緣的產品。 2保證控制電纜正常工作，防止干擾的措施 為保證控制電纜在發生絕緣擊穿、機械損傷或著火時，減少波及的範圍，國家標準GB50217-91《電力工程電纜設計規範》規定：雙重化保護的電流、電壓以及直流電源和跳閘控制迴路等需要增強可靠性的兩套系統，應採用各自獨立的控制電纜。 控制電纜投入執行後，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行敷設的電纜之間都存在電氣干擾的問題，引起電氣干擾的主要原因有：(1)由於外施電壓線上芯間電容耦合的作用下產生的靜電干擾;(2)由於通電電流產生的電磁感應干擾。總的來講，當鄰近存在高電壓、大電流乾擾源時，電氣干擾更嚴重，由於同一電纜的線芯之間的距離較小，其干擾程度也遠大於平行敷設的緊鄰電纜。例如某超高壓變電所分相操作斷路器的控制迴路，三相合用一根電纜，曾發生過這樣事故，由分相操作的脈衝使其它相的閘流體觸發，誤導致三相聯動，以後改用分別獨立的電纜，就未再發生誤動事故。又如某電廠的計算機監測系統，由於將模擬量低電平的訊號線與變送器的電源線合用一根四芯電纜，曾引起在訊號線產生70V的干擾電壓，這對以毫伏計的低電平訊號迴路，顯然會影響正常工作。 防止或減輕電氣干擾的措施，主要有以下三個方面。 2.1控制電纜的一個備用芯接地 實踐證明，控制電纜中一個備用芯接地時，干擾電壓的幅值可降低到25%~50%，且實施簡便，而對電纜的造價增加甚微。 2.2對電氣干擾時會發生嚴重後果的電路，不合用一根控制電纜 其中包括：(1)弱電訊號控制迴路與強電訊號控制迴路;(2)低電平訊號與高電平訊號的迴路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控制迴路，都不應使用同一根控制電纜。但對 的迴路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控制迴路，都不應使用同一根控制電纜。但對弱電迴路的每一對往返導線如分屬於不是同一根的控制電纜，在敷設時有可能形成環狀佈置，在相近電源的電磁線交鏈下會感生電勢，其數值可能對弱電迴路低電平的引數干擾影響較大，因此對往返導線仍應合用一根控制電纜為宜。 2.3金屬遮蔽與遮蔽層接地 金屬遮蔽是減弱和防止電氣干擾的重要措施，包括對線芯的總遮蔽、分遮蔽和雙層式總遮蔽等。控制電纜金屬遮蔽型式的選擇，應按可能產生的電氣干擾影響的強弱，計入綜合抑制干擾的措施，以滿足降低干擾和過電壓的要求。對防干擾效果的要求越高，則相應的投資也越大，當採用鋼帶鎧裝、鋼絲編織總遮蔽時，電纜的價格約增加10%~20%。 強電迴路中的控制干擾，由於其本身的訊號較強，因此除了位於超高壓配電裝置或與高壓電纜緊鄰平行較長外，均可選用不帶金屬遮蔽的控制電纜。弱電訊號控制迴路使用的控制電纜，當位於存在干擾影響的環境，又不具備有效的抗干擾措施時，宜選用帶金屬遮蔽的控制電纜，以防止電氣干擾會對低電平訊號迴路產生誤動作或使絕緣擊穿等影響。弱電迴路的控制電纜如果能與電力電纜拉開足夠的距離，或敷設在鋼管中時，可能會使外部的電氣干擾降低到允許的限度。 對計算機監測系統訊號迴路的控制電纜，其遮蔽型式選擇的原則是：(1)開關量訊號，可用總遮蔽;(2)高電平模擬訊號，宜用對線芯的總遮蔽，必要時也可用對線芯的分遮蔽;(3)低電平模擬訊號或脈衝量訊號，宜用對線芯的分遮蔽，必要時也可用含對線芯分遮蔽的複合總遮蔽。 關於遮蔽層的接地方式，應注意做到以下幾點： (1)計算機臨控系統的模擬訊號迴路的控制電纜遮蔽層，宜用集中式一點接地。其原因基於保證計算機監控系統正常工作的要求，因為即使僅1V左右的干擾電壓，也可能引起邏輯判斷的謬誤，集中一點接地可避免出現接地環流; (2)除計算機監控系統的控制電纜遮蔽層只允許集中一點接地的情況外，其它的控制電纜遮蔽層，當電磁感應干擾較大時，宜採用兩點接地，而靜電感應的干擾較大時，則採用一點接地; (3)雙重遮蔽或複合總遮蔽的內遮蔽層宜用一點接地，而外遮蔽層可以兩點接地; (4)選擇兩點接地時還應考慮在暫態電流的作用下，遮蔽層不會被燒燬。 3沿高壓電纜平行敷設的控制電纜的選擇 控制電纜的額定電壓應不低於該回路的工作電壓，並應滿足可能經受的暫態和工頻過電壓的要求。由於較長的高壓電纜線路一般採用縱差動保護方式，其保護及監測訊號等的控制電纜，往往與高壓電纜緊鄰平行敷設(俗稱導引電纜)。當一次系統發生單相接地故障時，由於電磁感應在控制電纜上出現的工頻過電壓值，往往可能超過常用的控制電纜的絕緣水平。例如：英國某特長12km的275KV電纜線路的旁邊平行敷設的控制電纜，在一次系統單相短路電流25KA時，曾測得其工頻感應過電壓可達21~25KV(鋼帶鎧裝控制電纜)或12~15.5KV(鉛包控制電纜)，因此常用的5 KV或15KV級的控制電纜仍無法適應過電壓的要求。又如中國某城市3km長的110KV電纜線路旁邊，與其平行敷設的控制電纜，在一次系統短路電流15KA的作用下，出現的感應電壓，經驗算需選用絕緣水平不低於10KV級的控制電纜，目前國內已有15KV級導引電纜的產品，並曾在實際工程中採用。抑制感應過電壓的措施還有：(1)控制電纜備用的線芯接地;(2)電力電纜鉛包兩端接地;(3)增設並列的接地線等。 4超高壓配電裝置控制電纜的選擇 220KV及以上高壓配電裝置敷設的控制電纜，通常宜選用額定電壓600/1000V等級的控制電纜;如有良好的遮蔽時，也可選用450/750V的控制電纜。其主要原因是：當高壓配電裝置中進行空載切合線路或變壓器操作時，以及雷電波侵入的情況下引起的暫態過電壓和不對稱短路引起的工頻過電壓，由於電磁感應、靜電感應和接地網上電位升高等原因，都可能在控制電纜上產生較高的干擾電壓，對國內一些220KV及以上變電站的實地測試，控制電纜線芯中的暫態干擾電壓有時可高達2500~4000V，具有金屬遮蔽或備用線芯接地時，暫態過電壓值可降低致60%以下。工頻過電壓的影響更大，某220KV變電站曾在一次系統短路時，由於接地網電位的升高導致控制電纜絕緣的擊穿。
由於過去電纜質量和施工質量的問題，使設計人員不敢選用需要芯數和實際芯數相同的電纜，以防止電纜敷設完成後，在接線中出現問題，重新換電纜的情況； 控制電纜，一般是細線、多芯。 從控制中心連線到各系統傳遞訊號或控制操作功能的電纜統稱控制電纜。控制電纜早期的功能比較簡單，包括：指示燈顯示、儀表指示、繼電器和開關裝置的操作、報警聯鎖系統等。近年來，由於弱電和計算機網路的廣泛應用，對控制電纜的選擇和應用提出了新的功能和更高的要求。本文就近年來控制電纜的選擇和使用中出現的一些新問題，加以研討，供研究參考。 1控制電纜的主要系列品種 當今控制電纜的主產品為：聚氯乙烯絕緣控制電纜、天然-丁苯橡皮絕緣控制電纜和聚乙烯絕緣控制電纜三大系列。此外還有交聯聚乙烯絕緣和乙丙橡皮絕緣的產品。早年曾生產的油浸紙絕緣鉛包控制電纜已經淘汰。 控制電纜的額定電壓用U0/U表示。中國1998年頒發的國家標準對塑膠絕緣控制電纜的額定電壓規定為450/750V，國外已有德國等提出將600/1000V的產品，作為控制電纜的常規產品系列。目前中國也能生產600/1000V的塑膠絕緣控制電纜。橡皮絕緣控制電纜的額定電壓則規定為300/500V。 控制電纜的線芯為銅芯，標稱截面2.5mm2及以下，2~61芯;4~6mm2,2~14芯;10mm2，2~10芯。控制電纜的工作溫度：橡皮絕緣為65℃，聚氯乙烯絕緣為70℃和105℃兩個等級。計算機系統的使用的控制電纜一般選用聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯以及氟塑膠絕緣的產品。 2保證控制電纜正常工作，防止干擾的措施 為保證控制電纜在發生絕緣擊穿、機械損傷或著火時，減少波及的範圍，國家標準GB50217-91《電力工程電纜設計規範》規定：雙重化保護的電流、電壓以及直流電源和跳閘控制迴路等需要增強可靠性的兩套系統，應採用各自獨立的控制電纜。 控制電纜投入執行後，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行敷設的電纜之間都存在電氣干擾的問題，引起電氣干擾的主要原因有：(1)由於外施電壓線上芯間電容耦合的作用下產生的靜電干擾;(2)由於通電電流產生的電磁感應干擾。總的來講，當鄰近存在高電壓、大電流乾擾源時，電氣干擾更嚴重，由於同一電纜的線芯之間的距離較小，其干擾程度也遠大於平行敷設的緊鄰電纜。例如某超高壓變電所分相操作斷路器的控制迴路，三相合用一根電纜，曾發生過這樣事故，由分相操作的脈衝使其它相的閘流體觸發，誤導致三相聯動，以後改用分別獨立的電纜，就未再發生誤動事故。又如某電廠的計算機監測系統，由於將模擬量低電平的訊號線與變送器的電源線合用一根四芯電纜，曾引起在訊號線產生70V的干擾電壓，這對以毫伏計的低電平訊號迴路，顯然會影響正常工作。 防止或減輕電氣干擾的措施，主要有以下三個方面。 2.1控制電纜的一個備用芯接地 實踐證明，控制電纜中一個備用芯接地時，干擾電壓的幅值可降低到25%~50%，且實施簡便，而對電纜的造價增加甚微。 2.2對電氣干擾時會發生嚴重後果的電路，不合用一根控制電纜 其中包括：(1)弱電訊號控制迴路與強電訊號控制迴路;(2)低電平訊號與高電平訊號的迴路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控制迴路，都不應使用同一根控制電纜。但對 的迴路;(3)交流斷路器分相操作的各相弱電控制迴路，都不應使用同一根控制電纜。但對弱電迴路的每一對往返導線如分屬於不是同一根的控制電纜，在敷設時有可能形成環狀佈置，在相近電源的電磁線交鏈下會感生電勢，其數值可能對弱電迴路低電平的引數干擾影響較大，因此對往返導線仍應合用一根控制電纜為宜。 2.3金屬遮蔽與遮蔽層接地 金屬遮蔽是減弱和防止電氣干擾的重要措施，包括對線芯的總遮蔽、分遮蔽和雙層式總遮蔽等。控制電纜金屬遮蔽型式的選擇，應按可能產生的電氣干擾影響的強弱，計入綜合抑制干擾的措施，以滿足降低干擾和過電壓的要求。對防干擾效果的要求越高，則相應的投資也越大，當採用鋼帶鎧裝、鋼絲編織總遮蔽時，電纜的價格約增加10%~20%。 強電迴路中的控制干擾，由於其本身的訊號較強，因此除了位於超高壓配電裝置或與高壓電纜緊鄰平行較長外，均可選用不帶金屬遮蔽的控制電纜。弱電訊號控制迴路使用的控制電纜，當位於存在干擾影響的環境，又不具備有效的抗干擾措施時，宜選用帶金屬遮蔽的控制電纜，以防止電氣干擾會對低電平訊號迴路產生誤動作或使絕緣擊穿等影響。弱電迴路的控制電纜如果能與電力電纜拉開足夠的距離，或敷設在鋼管中時，可能會使外部的電氣干擾降低到允許的限度。 對計算機監測系統訊號迴路的控制電纜，其遮蔽型式選擇的原則是：(1)開關量訊號，可用總遮蔽;(2)高電平模擬訊號，宜用對線芯的總遮蔽，必要時也可用對線芯的分遮蔽;(3)低電平模擬訊號或脈衝量訊號，宜用對線芯的分遮蔽，必要時也可用含對線芯分遮蔽的複合總遮蔽。 關於遮蔽層的接地方式，應注意做到以下幾點： (1)計算機臨控系統的模擬訊號迴路的控制電纜遮蔽層，宜用集中式一點接地。其原因基於保證計算機監控系統正常工作的要求，因為即使僅1V左右的干擾電壓，也可能引起邏輯判斷的謬誤，集中一點接地可避免出現接地環流; (2)除計算機監控系統的控制電纜遮蔽層只允許集中一點接地的情況外，其它的控制電纜遮蔽層，當電磁感應干擾較大時，宜採用兩點接地，而靜電感應的干擾較大時，則採用一點接地; (3)雙重遮蔽或複合總遮蔽的內遮蔽層宜用一點接地，而外遮蔽層可以兩點接地; (4)選擇兩點接地時還應考慮在暫態電流的作用下，遮蔽層不會被燒燬。 3沿高壓電纜平行敷設的控制電纜的選擇 控制電纜的額定電壓應不低於該回路的工作電壓，並應滿足可能經受的暫態和工頻過電壓的要求。由於較長的高壓電纜線路一般採用縱差動保護方式，其保護及監測訊號等的控制電纜，往往與高壓電纜緊鄰平行敷設(俗稱導引電纜)。當一次系統發生單相接地故障時，由於電磁感應在控制電纜上出現的工頻過電壓值，往往可能超過常用的控制電纜的絕緣水平。例如：英國某特長12km的275KV電纜線路的旁邊平行敷設的控制電纜，在一次系統單相短路電流25KA時，曾測得其工頻感應過電壓可達21~25KV(鋼帶鎧裝控制電纜)或12~15.5KV(鉛包控制電纜)，因此常用的5 KV或15KV級的控制電纜仍無法適應過電壓的要求。又如中國某城市3km長的110KV電纜線路旁邊，與其平行敷設的控制電纜，在一次系統短路電流15KA的作用下，出現的感應電壓，經驗算需選用絕緣水平不低於10KV級的控制電纜，目前國內已有15KV級導引電纜的產品，並曾在實際工程中採用。抑制感應過電壓的措施還有：(1)控制電纜備用的線芯接地;(2)電力電纜鉛包兩端接地;(3)增設並列的接地線等。 4超高壓配電裝置控制電纜的選擇 220KV及以上高壓配電裝置敷設的控制電纜，通常宜選用額定電壓600/1000V等級的控制電纜;如有良好的遮蔽時，也可選用450/750V的控制電纜。其主要原因是：當高壓配電裝置中進行空載切合線路或變壓器操作時，以及雷電波侵入的情況下引起的暫態過電壓和不對稱短路引起的工頻過電壓，由於電磁感應、靜電感應和接地網上電位升高等原因，都可能在控制電纜上產生較高的干擾電壓，對國內一些220KV及以上變電站的實地測試，控制電纜線芯中的暫態干擾電壓有時可高達2500~4000V，具有金屬遮蔽或備用線芯接地時，暫態過電壓值可降低致60%以下。工頻過電壓的影響更大，某220KV變電站曾在一次系統短路時，由於接地網電位的升高導致控制電纜絕緣的擊穿。