單芯鋼絲鎧裝電纜諸問題的探討

    通過試驗和現場資料的分析以及搜集到的資料表明,單芯鋼絲鎧裝電纜結構設計、選材和運行合理性等諸多問題逐漸引起人們的關注。單芯鋼絲鎧裝電纜的鎧裝損耗越來越引起人們的關注，國內采用單芯鋼絲鎧裝電纜給多處工程帶來麻煩和經濟損失。用戶關注的敏感性及重視程度遠大于電纜制造廠對這一問題的思考。資料[1]中對這一問題進行了論述并列舉了國內敷設單芯鋼絲鎧裝電纜線路情況。并提出國內單芯電纜鋼絲鎧裝采用隔磁結構是與世不同的“怪”產品。應該與國外接軌，取消銅絲隔磁結構。
    60年代中期敷設了上海過黃浦江電纜，選用意大利比瑞利的220kV充油鉛套PE護套鋁合金絲鎧裝,廠方采用非磁性鎧裝，消除鋼絲的磁損耗.能提高輸送容量。國外也有采用硬銅合金絲鎧裝（原文作者認為采用非磁性鎧裝是一種誤導）。60年代后期南京和安慶110KV充油單芯海纜工程曾設想生產非磁性鎧裝，因國內沒有鋁合金絲產品，就改用銅絲隔磁設計。在鋼絲鎧裝中間均勻分布3到4根銅絲是單芯電纜外不形成閉合磁路。自從那時起至今國產超高壓單芯海纜全部采用隔磁結構鎧裝。
    文章又列舉幾個引進工程，220KV充油鉛套PE護套鋼絲鎧裝PLP外護層海纜。由日本住友供貨。采用φ8 mm鍍鋅鋼絲45根。為了提高輸送容量，在鉛套與PE護套間有24根扁平導線共240mm2。回流導體的作用是降低金屬套阻抗，以降低護套損耗提高輸送容量。1989年廈門集美至高崎跨海峽海纜，220Kv1×630mm2銅芯充油鉛套HDPE護層鋼絲鎧裝PLP外護層海纜。由法國阿爾卡貨。采用Φ7.6mm鍍鋅鋼絲41根。1998年北京供電局敷設在湖里的水底電纜，15kV 1×300mm2銅芯XLPE鉛套鋼絲鎧裝PE外護層電纜。由法國阿爾卡貨。鎧裝采用φ7 mm鍍鋅鋼絲23根。廠商認為鋼絲表面鍍鋅，其排列不是十分緊密，鋼絲間被外護層的防腐劑（如瀝青）所填充，不會形成閉合的磁回路，不會產生額外的護套損耗。
    文章說國產單芯交流海底電纜鋼絲鎧裝的結構自60年代開始至今一直采用隔磁鋼絲結構設計。而所有國外進口的單芯交流海底電纜的鋼絲全采用鍍鋅鋼絲設計，制造廠認為從理論和實際運行記錄上看沒有必要采取隔磁設計。為了使我國海纜的結構與國外產品相似，文章作者的觀點是取消隔磁結構。不僅是海纜，110kV XLPE電纜等都應該作相應的修改。
    以上是國內外高壓和超高壓電纜用于水下敷設時單芯鋼絲鎧裝結構方面的情況。對于35kV及以下電纜由于國家標準中規定采用銅絲隔磁結構，所以各個制造廠基本都是按標準制造。設計部門和使用部門也選用此類電纜。出問題的大有其在。
    首先探討單芯鋼絲鎧裝電纜在相同工作溫度和相同環境條件下為什么載流量要比非鎧裝電纜載流量要小得多？其中主要原因是鎧裝鋼絲損耗太大。在三角形排列情況下鋼絲的磁滯和渦流損耗是線芯損耗的3倍多。平面排列是線芯損耗的2倍多。即使是分離敷設（電纜中心之間距大于2倍的電纜外徑），鋼絲損耗也是線芯損耗的2倍多。載流量是非鋼絲鎧裝單芯電纜載流量的57%（相互接觸三角形排列）和64%（間隙為1個電纜外徑平面排列）。從熱阻方面考慮，有于鋼絲電纜比同截面的非鋼絲鎧裝電纜外徑大得多（大約1.2倍）。空氣中敷設時其外部熱阻要比非鋼絲鎧裝電纜小（大約是0.80%）。雖然鋼絲鎧裝多了內襯層熱阻，其增加值與外部熱阻的減小幾乎相抵消。所以說鎧裝損耗在這里起著作用。這是載流量降低的主要原因。