電力電纜技術(shù)介紹ppt課件

1、電力電纜技術(shù),關(guān)于電力電纜,電纜基本常識(shí)及發(fā)展史 電纜設(shè)計(jì)與制造 電纜選型 電纜附件 電纜敷設(shè)及安裝 電纜附件的安裝 電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)技術(shù) 電纜故障的測(cè)尋 電纜運(yùn)行與維護(hù) 電纜技術(shù)管理,電纜基本常識(shí),電纜的定義： （ 構(gòu)成電纜的三要素） 1）導(dǎo)體 2）絕緣 3）外護(hù)層,1 導(dǎo)體,銅電阻系數(shù)為0.0184，比重8.9 鋁電阻系數(shù)為0.031，比重2.703(銅的30%) (66kV及以上不用鋁芯) 我國(guó)規(guī)定的線芯截面（mm2）規(guī)格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規(guī)格 線芯數(shù)量與形狀：?jiǎn)涡?/p>

2、、兩芯、三芯、四芯、五芯等五種，并根據(jù)線芯的數(shù)量，將導(dǎo)線壓成圓形、半圓形、扇形等形狀；小截面實(shí)芯（即獨(dú)股），大截面多股絞合,2 絕緣,1.油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,除500kV及以上超高 壓充油電纜外，基本被交聯(lián)電纜所取代 2.橡膠絕緣：乙丙橡膠電纜最高使用電壓已達(dá)150kV。 3.聚氯乙烯絕緣：介損大，含氯，運(yùn)行溫度低，一般只 用于6kV及以下電壓等級(jí)，將被淘汰。 4.聚乙烯絕緣:熔融溫度低(70),最高工作電壓達(dá)500kV 5.交聯(lián)聚乙烯:通過(guò)化學(xué)或物理方法將聚乙烯分子鏈間 相互交聯(lián)。最高運(yùn)行溫度可達(dá)90，短路時(shí)導(dǎo)電線芯 允許的最高溫度可達(dá)250。極大地提高了電纜的安 全載流量和短路

3、容量。其最高工作電壓達(dá)500kV。 從1 kV到220 kV的各種電力電纜中，交聯(lián)聚乙烯是當(dāng)前應(yīng)用最廣的一種絕緣材料，幾乎完全取代了紙絕緣,3 保護(hù)層,作用: 保護(hù)電纜免受外界物質(zhì)的侵入和防止外力損傷。 組成: 內(nèi)襯層（或內(nèi)護(hù)套）、鎧裝層和外被層 材料: 與電纜的絕緣種類、運(yùn)行電壓、使用環(huán)境有關(guān). 如：紙絕緣電纜須有密封的金屬護(hù)套，而中低壓的 橡塑電纜就不需要；埋在地下的電纜需要鎧裝，敷設(shè)在海底的電纜需要鋼絲鎧裝，而敷設(shè)在隧道、排管、電纜溝內(nèi)的電纜又可以不要鎧裝；外被層（或外護(hù)套）是用來(lái)保護(hù)鎧裝層或內(nèi)護(hù)套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場(chǎng)所也可做成阻燃型,電纜分類,1 、紙絕緣電纜（

4、1880年） 1）統(tǒng)包型 2）分相鉛包型 3）充油電纜 2、 聚氯乙烯電纜（PVC）（1957年） 3、 交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）（1960年） 4、 特種電纜 5 超導(dǎo)電纜（2000年,統(tǒng)包型紙絕緣電纜,統(tǒng)包型電纜,在每相導(dǎo)電線芯上包纏稱為相絕緣紙的油浸紙絕緣帶，在各相線芯絞合成纜的同時(shí)，在各相線芯之間的空隙填以紙繩，外面再包纏稱為統(tǒng)包紙的油浸紙絕緣帶， 在統(tǒng)包紙外擠壓上鉛包作防水密封 根據(jù)安裝場(chǎng)地的需要在其外部再加上不同的保護(hù)層 在15kV及以下電壓等級(jí),分相鉛包型紙絕緣電纜,分相鉛包型紙絕緣電纜,每相有一個(gè)接地的鉛包，電力線完全垂直于絕緣紙 在20kV及35kV采用 致命的缺陷氣隙 注

5、：電壓再高時(shí)用充油電纜,電場(chǎng)分布,自容式充油電纜及XLPE電纜,充油電纜,特點(diǎn)：在導(dǎo)電線芯中有一油管，利用單獨(dú)的帶有一定壓力的油箱向電纜充油并保持一定的壓力。 可消除紙絕緣中的氣隙，提高工作電場(chǎng)強(qiáng)度。 最高工作電壓已發(fā)展到1100kV,XLPE 電纜,XLPE 電纜,半導(dǎo)電層的作用,交聯(lián)電纜與紙絕緣電纜的比較,交聯(lián)電纜 油紙電纜 介電常數(shù) 20 2.3 3.4 介質(zhì)損耗tg20 0.0005 0.003 體積電阻 .cm 1015 1013 最高運(yùn)行溫度 90 65 允許高差 無(wú) 有 安裝工藝 簡(jiǎn)單復(fù)雜 制造工藝 簡(jiǎn)單復(fù)雜 金屬防水層中低壓無(wú)全有,電纜額定電壓（UO/U）的選定,中性點(diǎn)的接地方

6、式 1） 直接接地 2） 小電阻接地 3） 消弧線圈接地 4） 不接地 結(jié)論： 電纜額定電壓（UO/U）的選 定是由系統(tǒng)的不同接地方式 決定的,UO的劃分與電纜絕緣厚度,電壓（U/U0 （kV） 厚度（mm） 0.6/1 0.73.0 （大截面厚） 1.8/3 2.03.0 3.6/6；6/6 2.53.2；3.4 6/10；8.7/10 3.4 ； 4.5 21/35；26/35 9.3 ； 10.5 48/66 14（） 64/110 16.518 .6 （大截面薄） 127/220 24 .3 （ 注意：U0與試驗(yàn)電壓的選擇,電纜附件,定義 ： 除電纜本體以外所有電纜安裝用的材料。如終端

7、頭、中間接頭、電纜安裝用的金具、電纜卡子、絕緣材料等。本處僅指電纜終端頭和中間接頭。 終端頭和中間接頭： 電纜線路兩端與其它電氣設(shè)備相連接的電纜附件稱為終端頭，用于戶外的稱戶外終端頭，用于戶內(nèi)的稱戶內(nèi)終端頭；兩根電纜相連接的電纜附件稱中間接頭,電纜附件技術(shù)條件,1導(dǎo)體連接好： （1）接觸電阻要小且穩(wěn)定。應(yīng)能承受故障電流的沖擊。 接觸電阻應(yīng)不大于同長(zhǎng)度、同截面、同材料導(dǎo)體的電阻的1.2倍。 （2） 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。應(yīng)能承受一定的拉力。 （3） 耐腐蝕，滿足使用環(huán)境的要求。 （4） 價(jià)格低廉、便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。 2絕緣性能高： （1）耐壓強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗低、化學(xué)性能穩(wěn)定。用于戶外時(shí)還應(yīng)能耐受紫外線照

8、射和大氣污染。 （2）有合理的改善電場(chǎng)分布的措施和與電纜絕緣相匹配的絕緣余度。應(yīng)力錐或應(yīng)力控制管等被用來(lái)改善該處的電場(chǎng)分布。 3密封性能可靠： （進(jìn)水是電纜附件發(fā)生故障的主要原因之一） 4適應(yīng)使用環(huán)境：諸如惡劣氣候條件、耐受紫外線照射及各種污染、水下長(zhǎng)期浸泡、機(jī)械拉力或壓力等等。 5結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝,電纜附件的種類,1 繞包型：手工與機(jī)械繞制 2澆注型 ：一般僅用于10kV及以下電壓等級(jí)的中間接頭 3 熱收縮型：簡(jiǎn)單、安裝方便、價(jià)格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)，廣泛用于中、低壓等級(jí)。 4預(yù)制型：特點(diǎn)是集終端頭的內(nèi)外絕緣、密封和改善電場(chǎng)分布的應(yīng)力錐于一體，安裝工藝簡(jiǎn)單，絕緣性能好，安裝質(zhì)量易于控制但價(jià)格

9、為熱縮型附件的3-6倍。 5冷收縮型（也稱常溫收縮型與預(yù)制型電纜附件完全相同，原料也是有三元乙丙橡膠和硅橡膠兩種,電纜試驗(yàn)的分類,1 例行試驗(yàn)（出廠試驗(yàn)） 2 抽樣試驗(yàn) 3 型式試驗(yàn) 4 交接試驗(yàn) 5 預(yù)防性試驗(yàn) 注釋：上述第一、二項(xiàng)由制造廠完成； 第三項(xiàng)由制造廠委托權(quán)威試驗(yàn)機(jī) 構(gòu)完成； 第四、五項(xiàng)由使用單位或受使用單 位委托的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)完成,型式試驗(yàn),對(duì)任一種新型電纜，制造廠在投入批量生產(chǎn)之前，為了檢驗(yàn)其性能所進(jìn)行的試驗(yàn)。 對(duì)同一種類型電纜，型式試驗(yàn)無(wú)須重復(fù),例行試驗(yàn)（出廠試驗(yàn),證明制造廠所生產(chǎn)的電纜符合基本技術(shù)條件 及時(shí)發(fā)現(xiàn)有制造缺陷的電纜。 所有出廠電纜均應(yīng)進(jìn)行,抽樣試驗(yàn),證明制造廠所生產(chǎn)

10、的電纜符合技術(shù)條件 對(duì)部分出廠電纜進(jìn)行，每批按一定比例抽取,交接試驗(yàn),檢查電纜及附件的安裝質(zhì)量，并據(jù)此決定電纜能否投入運(yùn)行,預(yù)防性試驗(yàn),對(duì)運(yùn)行電纜定期進(jìn)行 發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電纜中尚未引發(fā)事故或會(huì)影響其正常使壽命的隱患,常用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際,IEC 60840 AMD 2(1993) 額定電壓30kV(Um=36kV)以上至150kV(Um=170kV)的擠壓絕緣電力電纜的試驗(yàn) 第2號(hào)修訂 （高電壓等級(jí)電纜參照使用） IEC 60502-1 （1kV3kV）具有擠壓成型絕緣的電力電纜及其附件 IEC 60502-2 （6kV30kV）具有擠壓成型絕緣的電力電纜及其附件 相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn),常用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)內(nèi),G

11、B50150-91 DL/T596-1996 (原電力部部頒標(biāo)準(zhǔn)) (華北電力集團(tuán)公司頒布)(2002) (天津市電力公司頒布)(2001) 相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn),紙絕緣電纜預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目,絕阻 直流耐壓,電纜主絕緣的絕緣電阻值測(cè)量方法,電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)中主絕緣耐壓試驗(yàn)問(wèn)題,電纜容性電流很大 絕緣 電壓(kV) 截面(mm*2) 電容(uf/km) 電流Ic(A/km) XLPE 8.7/10 240 0.34 0.61 XLPE 26/35 240 0.18 1.14 絕緣紙 8.7/10 240 0.58 1.05 絕緣紙 26/35 185 0.27 1.7 結(jié)論：現(xiàn)場(chǎng)難以進(jìn)行電纜的工頻耐壓

12、試驗(yàn),直流耐壓試驗(yàn)電路圖,電纜直流耐壓試驗(yàn),1）安全措施（注意另一端的安全） 2）注意雜散泄露電流的屏蔽 3）注意與歷史數(shù)據(jù)的比對(duì) 4）電纜本體溫度對(duì)泄露電流的數(shù)值影響很大（季節(jié)差、試驗(yàn)前電纜負(fù)荷狀況、 電纜埋設(shè)環(huán)境等,XLPE電纜例行試驗(yàn)項(xiàng)目,導(dǎo)體直流電阻測(cè)定 交流耐壓試驗(yàn) 局部放電試驗(yàn) 外護(hù)層耐壓試驗(yàn)（對(duì)護(hù)層絕緣有要求的電纜,XLPE電纜交接試驗(yàn)項(xiàng)目,五阻值測(cè)量： （主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻）（后四項(xiàng)僅對(duì)10kV35kV 等級(jí)電纜） 主絕緣耐壓試驗(yàn) （0.1Hz、1300Hz變頻諧振） 交叉互聯(lián)系統(tǒng) 相位檢查 外護(hù)層耐壓試驗(yàn)(66kV及以上,XLPE

13、電纜預(yù)防性試驗(yàn),主絕緣電阻值、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻的測(cè)量 (注：發(fā)現(xiàn)外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻有問(wèn)題時(shí)，進(jìn)行銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻的測(cè)量） 交叉互聯(lián)系統(tǒng)（66kV及以上） 主絕緣耐壓試驗(yàn) （ 0.1Hz、1300Hz變頻諧振,XLPE電纜主絕緣絕緣電阻值的測(cè)量,注意: 1. 0.6/1kV電纜使用1kV 兆歐表 2. 0.6/1kV以上電纜使用2.5kV 或5kV兆歐表,XLPE電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)不宜作直流耐壓試驗(yàn),因直流耐壓試驗(yàn)而在XLPE 電纜主絕緣中產(chǎn)生的積累效應(yīng)會(huì)縮短電纜的使用壽命 （空間電荷效應(yīng)） 直流耐壓試驗(yàn)不能有效的發(fā)現(xiàn)危及XLPE 電纜安全運(yùn)行的缺陷 （阻性分布與

14、容性分布） 結(jié)論:變頻諧振耐壓試驗(yàn)方法最為適宜 (CIGRE 1997,XLPE電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)主絕緣耐壓試驗(yàn)方法,1）直流耐壓試驗(yàn)（2003年7月1日后停用） 2）VLF 0.1Hz （國(guó)外用于30kV及以下） a. 余弦方波電壓法; b. 正弦方波電壓法 （余弦方波電壓法比正弦方波電壓法更有效） 3） 變頻諧振耐壓試驗(yàn)（1Hz300Hz） (耐壓時(shí)間的選定) 4） 振蕩波耐壓試驗(yàn) a.初始電壓震蕩幅值4Uo; b.沖擊次數(shù)520次(間隔為2秒) 注：目前各類標(biāo)準(zhǔn)尚處于摸索階段，有待于進(jìn)一步完善,變頻諧振耐壓試驗(yàn),注：1.工作電流僅為諧振前的1/201/50 2.諧振點(diǎn)接近工頻時(shí)最為有效

15、 3.結(jié)合局放測(cè)量更為理想,XLPE電纜受潮,五阻值測(cè)量,五阻值測(cè)量： 主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻,電纜故障的測(cè)尋,故障性質(zhì)的判斷 故障測(cè)尋方法,故障性質(zhì)的判斷,1、接地故障 2、短路故障 3、斷線故障 4、閃絡(luò)性故障 5、混合型故障,故障測(cè)尋方法,1、初測(cè) 電橋法 脈沖法 2）定點(diǎn) 聲測(cè)法 感應(yīng)法 跨步電壓法,Lx=2LRx電橋法原理,QF1-A面板圖,脈沖法原理,Lx =VTx/2 V=160m/s (紙纜); V=170m/s (XLPE) 脈沖法原理(接地故障波形,脈沖法原理(接地故障波形,Lx =VTx/2 V=160m/s (紙纜); V=170m/s (XLPE) 脈沖法原理(斷線故障波形,脈沖法原理(斷線故障波形,脈沖法原理,行波在傳播過(guò)程中遇阻抗發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生反射 脈寬: 0.1 S; 0.5 S; 2S (電纜長(zhǎng)度與信號(hào)衰減) 同極性反射與反極性反射 R = V- V+ =（ZL-ZO） （ZL+ZO） 如： 鋁芯240mm2 ZO= 10 鋁芯35mm2 ZO= 40 無(wú)反射怎么辦,沖擊高壓閃絡(luò)法測(cè)量電路圖,沖擊高壓閃絡(luò)法故障波形,直流高