如何防止电气工程中电涡流引起的危害

2022-09-12

1 电涡流产生原理简述

从理论上来讲, 在三相交流电中的每项都平衡的情况下它所产生的磁场的矢量和为零, 由于在这种情况下它的总电流矢量和为零。也就是说, 在三相交流电平衡时, 被三相电缆穿钢管敷设通过, 不会有变化的磁场在钢导管上产生, 也不会有电涡流产生。

电涡流是一种感应电流, 这种感应电流的产生是由于在电缆周围有单芯电缆通过而产生的交变的磁场, 单芯电缆往往是三相的或者是单项的, 它产生的交变磁场与一个闭合的导体, 通常是外护钢管, 相互作用从而产生出感应电流。电涡流具有很大的破坏能力, 大量的电能因为它而被损耗, 从而造成钢管发热, 甚至导致电缆被烧坏。为了防止电涡流的产生, 通常都会将叠合的硅钢片制造应用到变压器和电机上。

2 电涡流产生的危害的实例分析

为了防止电涡流的危害, 不得在钢导管内单独穿过三相或单项的交流单芯电缆 (《建筑电气工程施工质量验收规范》 (GB50303—2002) 第15.1.1条规定) 。为了防止涡流效应, 同意交流回路的电线应该穿于同一金属导管内 (《建筑电气工程施工质量验收规范》 (GB50303—2002) 第15.1.2规定) 。所谓同一回路, 指的是无论是相线还是中性线, 它们的线路都是由同一个控制开关以及保护装置引出的。例如, 在某个工程中, 由于在钢导管中有单根交流单芯电缆穿过, 在闭合的导体内产生了变磁场, 引起了感应电流即电涡流, 电涡流是大量的电能被损耗而使导管发热烧毁了数十根电缆。

当各相负荷的不均衡出现在三项电缆中时, 或者有问题存在于某相线路中时, 都不能使电流矢量和抵消为零, 也就是说他们所产生的磁场矢量和不为零, 这也会导致磁场产生即电涡流产生。例如, 在某工程中, 由于三相不平衡, 4根300mm2单芯电缆, 其中一根电缆与其它电缆电流相差100A, 形成了电涡流, 导致他们穿过的镀锌钢制电缆桥架发热直至60℃, 而90℃是10k V以下的交联电缆的极限工作温度, 所以监理、设计以及电缆厂家认为60℃还处于正常的工作范围内, 为了保持电缆桥架不再发热, 他们调整了电缆的三相使三相保持平衡。一旦三相交流电的三相不平衡, 电涡流便会在金属套管和桥架中产生。如果, 要是电缆的三相保持完全的平衡, 在实际中是做不到的, 然而, 由于轻微的失衡而产生的电涡流还不能形成危害。

在实际工程中, 考虑大直径的三相电缆不好穿线, 有时设计往往采用单芯的两根相同直径的电缆并联连接, 规范也是允许的, 切记并联的电缆要求同截面、同长度。某工程设计从配电房至旧办公楼之间敷设电缆, 由于旧办楼预留的套管弯曲半径太小, 大直径的电缆穿不进去, 设计采用8根300mm2单芯电缆, 穿4根DN150镀锌钢管 (即每两相两根电缆穿一根钢管) 室外埋地敷设《建筑电气工程施工质量验收规范》第15.1.1里只规定了三相或单相的交流单芯电缆, 不得单独穿于钢导管内。但三相中的两相的两根电缆, 电流的矢量和不为零, 会产生交变磁场, 也会在钢导管内产生电涡流。经监理方建议, 设计修改为电缆沟敷设电缆, 既便于施工, 又防止了电涡流产生, 将来增加电缆时, 敷设也不用破混凝土地面, 节省了综合费用。

3 控制电气工程施工质量, 防止电涡流对电气工程引起的危害

3.1 质量控制措施

施工过程的协调环节。

(1) 适时办理交接手续。

专业队伍一进场, 总包单位就要限时扫管, 办理交接手续, 否则不让穿线。而专业队伍从自身利益出发, 匆忙办理交接手续怕漏项, 总是一边穿线一边扫管。拖延时间。针对这个问题, 管理人员一方面要求专业队伍增加人力, 集中扫管, 抓紧办理交接手续。

(2) 现场督促补管。

在穿线过程中, 经常遇到管路不通和漏做管盒的问题;开始总包方对漏做的管盒处理比较容易接受, 时间一长, 就表现出不耐烦的情绪, 拖着不补。为此, 尽量要求强、弱电专业施工方将漏做的管盒一次查清、搞准确, 并耐心与总包说明。

(3) 分清专业施工界面。

强电和弱电的施工图纸界面往往分不清, 如气体灭火控制屏的220V电源线、空调的机柜至电源箱间的管线等虽然属于强电范围, 但应在强电施工单位仔细审图, 及早提出问题, 并通知设计单位进行修改, 让强电施工方有依据, 避免扯皮现象。

(4) 耐心磨合, 交错施工。

甲方、监理人员要深入现场, 掌握各专业施工进度, 进行耐心细致的工作, 土建施工时要督促风、水、电等各专业的配合。电磁屏蔽施工前要组织各专业施工队会签制定局部的施工进度配合计划, 检查每一步琐碎的施工工序等等。作到各专业施工逐步适应计划, 以期达到较好的磨合, 得到较高的质量保证。

3.2 设备安装环节的质量控制

(1) 配电装置。

配电装置是电气工程的核心, 它如同人的心脏, 一旦出了毛病, 人员和设备就无法正常工作, 造成供电可靠性下降, 整个工程失去安全感。为此, 对配电装置从设备进货到安装调试, 都要毫不放松, 严格按图纸施工和规范验收。

(2) 电力电缆。

电缆是输送电能的载体, 若质量不高就会造成火灾等事故的频繁发生。工程中的电缆集中、数量多, 规格从4 m m2~240mm2的三芯至五芯电力电缆不等, 如不分门别类, 严格审查, 就会出现施工混乱, 以次充好, 造成运行中电缆过热, 发生危险的现象。

(3) 配电箱。

配电箱是分配电能和接受电能计量也是电力负荷的现场直接控制器。要使工程中的动力、照明以及弱电力负荷能正常工作, 配电箱的性能也至关重要。工程中配电箱型号复杂、数量多, 大部分配电箱还要受到楼宇、消防等弱电专业的控制, 箱内原理复杂、上筑下级应设置严格。电气系统多, 各专业又有自己的特点, 在设计中受各方干扰的情况较多, 会造成设计修改通知单增加, 配电箱内的设备、回路修改多。若施工单位在订货时只考虑按蓝图订货而忽视修改, 在安装时只顾对号入座而不仔细地进行技术审核, 就满足不了有关专业功能的要求。甲方、监理方应对现场的配电箱按设计修改通知单逐一核对, 校正开关容量偏大偏小、回路数不够的错误。电气设备的上下级容量配合是相当严格的, 若不符合技术要求, 势必造成系统运行不合理、供电可靠性差, 埋下事故隐患。

(4) 弱电设备功能。

大楼内弱电设备多, 专业性强, 每个弱电子系统均有专门技术人员安装调试, 监控管理人员一般对诸多智能系统不可能都精通, 应在抓好线管、线槽施工质量的同时, 着重对系统设备的功能进行监控。在签定合同过程中, 专业队伍为了竞争夺标, 往往提出实现系统的许多功能, 许多测控点, 而报价又不高, 以增加竞争优势。

摘要：在本文中, 笔者首先对电涡流产生的原理进行简要的介绍, 然后通过实例讲述电涡流产生的危害, 最后提出控制电气工程施工质量, 防止电涡流对电气工程引起的危害的措施。

关键词：电涡流,电气工程,原理,危害,措施