電力電纜課件(1)

1、1電力電纜技術(shù)主講:高 廣 德單位:三峽大學(xué)電氣學(xué)院輸電線路工程系電話13872464337電氣與新能源學(xué)院2主要內(nèi)容主要內(nèi)容電氣與新能源學(xué)院3電氣與新能源學(xué)院4電氣與新能源學(xué)院5電氣與新能源學(xué)院6電線電氣與新能源學(xué)院7電力電纜電氣與新能源學(xué)院8 8電力電纜電氣與新能源學(xué)院9電力電纜產(chǎn)品電氣與新能源學(xué)院通信電纜10電氣與新能源學(xué)院同軸電纜11電氣與新能源學(xué)院電纜廊道和電纜溝12電氣與新能源學(xué)院電纜直埋敷設(shè)13電氣與新能源學(xué)院14電纜檢測(cè)儀器電氣與新能源學(xué)院現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電纜15n 應(yīng)用背景：城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中低壓架空裸線配電系統(tǒng)已暴露出許多問題。n 如線路安全、人身財(cái)產(chǎn)安全、

2、影響市容等。n 為降低架空輸電線路的故障率，可采用絕緣電纜的架空電力線路或地下埋設(shè)電纜。n 目前已逐漸在廣大城市和農(nóng)村地區(qū)得以應(yīng)用。16應(yīng)用前景： 電力部門規(guī)定：今后在配電系統(tǒng)中逐步使用架空絕緣電纜代替現(xiàn)有的架空裸線，并規(guī)定城市電力網(wǎng)的輸電線路與高、中壓配電線路，在下列情況下必須采用電纜線路。171.根據(jù)城市規(guī)劃，繁華地區(qū)、重要地段、主要道路、高層建筑區(qū)及對(duì)市容環(huán)境有特殊要求的場(chǎng)合；2.架空路線和線路導(dǎo)線通過嚴(yán)重腐蝕地段，在技術(shù)上難以解決者；3.供電可靠性要求較高或重要負(fù)荷用戶4.重點(diǎn)風(fēng)景旅游區(qū)；5.沿海地區(qū)易受熱帶風(fēng)暴侵襲的主要城市的重要供電區(qū)域；6.電網(wǎng)結(jié)網(wǎng)或運(yùn)行安全要求高的地區(qū)。18二.

3、 電力電纜的基本特性 電力電纜最基本的性能，是有效地傳播電磁波（場(chǎng)）。另外一個(gè)極為重要的基本特性是環(huán)境的適應(yīng)性。1.電氣性能 電氣性能指導(dǎo)電性能、電絕緣性能和傳輸特性。 不僅要有良好的導(dǎo)電性；還要有一定的電阻范圍。 電絕緣性能包括絕緣電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、 耐電壓特性等。 傳輸特性指高頻傳輸特性、抗干擾特性等。19202 力學(xué)性能 力學(xué)性能指抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彎曲性、彈性、柔軟性、耐振動(dòng)性、耐磨性以及耐沖擊性等。3 熱性能 熱性能是指電線電纜產(chǎn)品的耐熱等級(jí)、工作溫度、電力電纜的發(fā)熱散熱特性、載流量、短路、過載能力，合成材料的熱變形和耐熱沖擊能力，材料的熱膨脹性及浸漬或涂層材料的滴流性能等。

4、4 耐腐蝕和耐氣候性能 耐腐蝕和耐氣候性能是指耐電化腐蝕、耐生物和耐細(xì)菌腐蝕、耐化學(xué)藥品侵蝕、耐鹽霧、耐日光、耐寒、防霉以及防潮性能等。5 老化性能 老化性能指機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及其他各種外加因素作用下，或外界氣候條件下產(chǎn)品組成材料保持其原有性能的能力。216 其他性能 包括材料物理性（如金屬材料的硬度、蠕變，高分子材料的相容性）以及產(chǎn)品的某些特殊使用特性。2223三 電力電纜型號(hào)2425四 、電力電纜的基本結(jié)構(gòu)261、電力電纜的導(dǎo)電線芯n電力電纜的導(dǎo)電線芯，簡(jiǎn)稱導(dǎo)線，用來傳輸電流（交流或直流），是電纜的主要部分。n電力電纜的導(dǎo)電線芯主要采用具有高導(dǎo)電性能的，有一定的抗拉及伸長(zhǎng)強(qiáng)度的防

5、腐蝕、易焊接的銅、鋁材料制成。n鋼導(dǎo)電線芯具有可取之處，但目前主要使用銅和鋁導(dǎo)電線芯。27電纜線芯絞合形式及絞合參數(shù)28293031 322.絕緣層及材料 電纜絕緣層的作用是將線芯與大地以及線線間在電氣上彼此隔離，保證電能正常輸送。絕緣層材料n電纜的絕緣層材料有油浸紙、橡膠、纖維、塑料等。n電纜絕緣結(jié)構(gòu)分相絕緣和帶絕緣兩種。n相絕緣是每個(gè)線芯的絕緣；帶絕緣是將多芯電纜線芯合在一起，然后施加的絕緣，這樣可使線芯相互絕緣并與外皮隔開。3334（1）油浸絕緣紙 上世紀(jì)70年代以前是主要絕緣材料。成分是纖維素，特點(diǎn)是：n1）耐壓強(qiáng)度高n2）介質(zhì)損耗低n3) 化學(xué)性能穩(wěn)定n4）價(jià)格便宜，且使用壽命長(zhǎng)n5

6、）耐電暈性能好n6）耐熱性能較好，長(zhǎng)期允許運(yùn)行溫度達(dá)65C（2）塑料絕緣 主要有聚氯乙烯、聚乙烯及交聯(lián)聚乙烯等，用作高壓電纜絕緣的聚乙烯的特性：n1）光熱老化、氧化性能低，耐電暈性能比聚氯乙烯絕緣層低得多；n2）由于分子間吸引力小，其熔點(diǎn)低、耐熱性能低、機(jī)械強(qiáng)度不高、蠕變大；n3）在某些環(huán)境，如雨水或有機(jī)溶劑的浸透下，即使所受應(yīng)力比其機(jī)械強(qiáng)度小的多，也會(huì)產(chǎn)生裂紋，即容易產(chǎn)生環(huán)境應(yīng)力開裂；n4）容易形成氣隙，為克服這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，制作時(shí)加各種相應(yīng)的添加劑，進(jìn)行改善。3536（3）橡膠絕緣天然橡膠、丁基橡膠和乙丙橡膠三種。優(yōu)點(diǎn)：電氣性能較好、吸水性低、柔軟性好等。缺點(diǎn)：耐熱性差，容易受熱空氣和油類

7、的影響損壞。（4）其他材料 浸漬劑：黏性浸漬劑和充油電纜用的浸漬劑n黏性浸漬劑必須滿足：1.介質(zhì)損耗低；2.不易老化和氧化；3.不易受外界污染和不易產(chǎn)生游離。n充油電纜的浸漬劑多從原油的變壓器油餾經(jīng)過脫蠟、酸堿精制、水洗、白土處理，加添加劑而制成。n電纜絕緣用氣體，在充氣電纜中氣體也是絕緣或絕緣層的組成部分。常用氮?dú)夂土驓怏w。373 電纜絕緣層的材料應(yīng)具備的特性n（1）高的擊穿強(qiáng)度n（2）介質(zhì)損耗低n（3）高絕緣性能n（4）優(yōu)良的耐樹枝（移滑）放電性能，耐電暈性能好，耐局部放電性能好。具有一定的柔軟性能和機(jī)械強(qiáng)度。n（5）絕緣性能長(zhǎng)期穩(wěn)定n（6）使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格便宜，材料來源廣。384

8、電纜護(hù)層 為了使電纜絕緣不受損傷，并適應(yīng)各種使用條件和環(huán)境的要求的保護(hù)層，叫做電纜護(hù)層。電纜護(hù)層分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。護(hù)層結(jié)構(gòu)(1) 外護(hù)層：保護(hù)內(nèi)護(hù)層免受外界的影響和機(jī)械損傷，如在運(yùn)輸安裝、敷設(shè)、運(yùn)行中保護(hù)電路線芯、絕緣浸漬物，避免機(jī)械損傷、受潮、滲漏外流、腐蝕等作用。（2) 內(nèi)襯層：位于鎧裝層和金屬套之間的同心層，起鎧裝襯和金屬護(hù)套防腐蝕作用。39（3）鎧裝層：用來減少機(jī)械力對(duì)電纜的影響，在內(nèi)襯墊層與外被層之間的同心層，用來承受作用到電纜上的機(jī)械力的保護(hù)層，同時(shí)也起電場(chǎng)屏蔽和防止外界電磁波干擾的作用。（4）外被層或外護(hù)層：在鎧裝層外面的同心層是電纜的最外層，主要對(duì)鎧裝層起防腐蝕保護(hù)作用。（5

9、）加強(qiáng)層：它是充油電纜所特有的結(jié)構(gòu)。 高壓充油電力電纜外護(hù)結(jié)構(gòu)由內(nèi)襯層，加強(qiáng)層、保護(hù)層、鎧裝層和外被層組成。40（6）鉛護(hù)套：最早使用的護(hù)套材料。特點(diǎn)是耐腐蝕、熔化點(diǎn)低、蠕變性能好。（7）鋁護(hù)套：是鉛護(hù)套的代用材料。與鉛相比，它主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：n密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、資源豐富、價(jià)格便宜n導(dǎo)電、導(dǎo)熱、屏蔽性能優(yōu)越。n敷設(shè)在振動(dòng)場(chǎng)所也不需要防震裝置。 鋁護(hù)套值得推廣，鋼護(hù)套也有使用。41護(hù)層材料n 主要有金屬護(hù)層、橡膠塑料護(hù)層和組合護(hù)層三大類。n 鉛、鋁護(hù)套多用于油浸紙絕緣電纜；n 橡、塑護(hù)套多用于橡塑類絕緣電纜。42435 屏蔽層n6KV及以上的電纜一般都有導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層。n油紙絕緣電纜

10、的導(dǎo)體屏蔽材料一般為金屬化紙或半導(dǎo)電紙帶。n塑料、橡皮絕緣電纜的導(dǎo)體或絕緣屏蔽材料分別采用半導(dǎo)體塑料和半導(dǎo)體橡皮。44五 電力電纜類型1、油浸紙絕緣電纜 油浸紙絕緣電力電纜是使用歷史最久、用量最大的一種電纜。它具有使用壽命長(zhǎng)價(jià)格便宜、熱穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。 其缺點(diǎn)是工藝比較復(fù)雜。黏性浸漬性電纜的浸漬劑容易淌流，因而不可避免地要在絕緣內(nèi)形成氣隙，降低了其絕緣水平。通常采取消極的撲救措施，即把敷設(shè)位差限定得很小。不滴流浸漬紙電纜在浸漬和配料方面要復(fù)雜些。 常用油浸紙絕緣型電纜分不滴流油浸漬紙絕緣金屬套電力電纜、黏性油浸紙金屬套電力電纜、油壓油浸漬紙絕緣型電纜和氣壓黏性油浸漬紙絕緣型電纜。45黏性油浸漬

11、紙絕緣電力電纜不滴流紙絕緣電力電纜滴干紙絕緣電力電纜46472、橡塑電力電纜以高分子聚合物作為絕緣的電纜稱為橡塑電纜。橡膠絕緣型電纜 橡膠絕緣型電纜是指主要由天然橡膠加不同的添加劑組成的各種橡膠絕緣層構(gòu)成的電纜，電纜導(dǎo)體和絕緣表面均有屏蔽層。484950塑料絕緣電力電纜（1 1）聚氯乙烯絕緣電纜：用聚氯乙烯聚合材料作為電纜絕緣和護(hù)套的一種固體擠壓聚合電纜，簡(jiǎn)稱PVC電纜。線芯有鋁和銅兩種。（2）.聚乙烯絕緣電纜：用聚乙烯聚合材料作為電纜絕緣和護(hù)套的一種固體擠壓聚合電纜，簡(jiǎn)稱PE電纜。線芯有鋁和銅兩種。（3）.交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜51n1）良好的耐熱性和機(jī)械性能。n2）敷設(shè)安裝方便，由于交聯(lián)電

12、纜是干式絕緣結(jié)構(gòu)，不需敷設(shè)供油設(shè)備。n3）除具有電場(chǎng)分布均勻、沒有切向應(yīng)力特點(diǎn)外，其電氣性能好，介質(zhì)損耗正切小，絕緣電阻高。n4）1110KV電壓等級(jí)范圍內(nèi)，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜可以代替紙絕緣電纜。n5）比充油電纜要求的防火措施要簡(jiǎn)便。52超高壓交聯(lián)聚乙烯電力電纜完全可以代替充油電纜這類電纜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：n1）800mm2及以下的導(dǎo)體為緊壓圓形絞合導(dǎo)體，1000mm2及以上的導(dǎo)體為分割導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；n2）內(nèi)屏蔽采用超光滑半導(dǎo)電屏蔽料擠包在導(dǎo)體上，標(biāo)稱截面積為500mm2及以上電纜的內(nèi)屏蔽有半導(dǎo)電包帶和擠包帶半導(dǎo)電層組成；n3）絕緣采用超凈交聯(lián)聚乙烯絕緣料擠包在導(dǎo)體屏蔽上；5354n4）外屏蔽采用超光

13、滑交聯(lián)聚乙烯絕緣料擠包在屏蔽上；n5）所有型號(hào)及規(guī)格的電纜都有縱向阻水層，縱向阻水層采用半導(dǎo)電阻水帶繞包在外屏蔽與徑向防水層之間；n6）金屬屏蔽層采用疏繞銅絲或銅帶，銅絲的標(biāo)稱截面積為92mm2，也可根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)不同截面的金屬屏蔽層；n7）外護(hù)層采用PVC或PE護(hù)套料擠制，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。553 充油電纜 35KV以上的高壓電力電纜目前主要產(chǎn)品是110、220、330、400、500KV電壓級(jí)的自容式充油電纜。 這些電纜除具有優(yōu)良的絕緣性能外，還能承受很高的電場(chǎng)強(qiáng)度，具有很低的介質(zhì)損耗、良好的散熱性、可靠的護(hù)層防護(hù)以及配套的接頭附件等。 充油電纜根據(jù)充油通道不同分為自容式充油電纜和

14、鋼管充油電纜兩種。n按油壓大小分高、中、低三種。565758594 管道充氣電纜n管道充氣電纜，又稱壓縮氣體絕緣電纜。n結(jié)構(gòu)是在內(nèi)外兩個(gè)圓管道之間充以一定壓力的六氟化硫（SF6）氣體，所充氣體是絕緣層的一部分。n電纜線芯一般用鋁（或銅）管制成n按線芯數(shù)目可分單芯和三芯管道充氣電纜，有撓性和剛性之分。n三芯管道充氣電纜外護(hù)套（管道）一般用無縫鋼管或鋁管。6061管道充氣電纜的優(yōu)點(diǎn)：具有與架空線相同程度的傳輸能力，同時(shí)還與電纜一樣，受周圍環(huán)境影響小，如鹽霧、污穢、雷擊等類；由于SF6氣體的相對(duì)介電參數(shù)為1，它的靜容量只有充油電纜的0.1，充電電流??；作為超高壓用的電纜無需電容電流補(bǔ)充裝置，有效輸電距離長(zhǎng)；介質(zhì)損耗小，幾乎可忽略不計(jì)；傳輸容量較大。管道充氣電纜的優(yōu)點(diǎn)： 護(hù)套尺寸太大； 伸縮和連接頭太多； 接頭需在施工現(xiàn)場(chǎng)操作連接，費(fèi)工，且質(zhì)量不宜保證； 絕緣要求凈度高，導(dǎo)體表面光潔度要求也高。625 低溫電纜 高純度鋁或銅的電阻在低溫下大幅度降低。傳遞容量大。63646 超導(dǎo)電纜 利用導(dǎo)體在其臨界利用導(dǎo)體在其臨界溫度下成為超導(dǎo)態(tài)、溫度下成為超導(dǎo)態(tài)、電阻消失、損耗極電阻消失、損耗極微、電流密度高、微、電流密度高、能承載大電流的特能承載大電流的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的電點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的電纜。實(shí)質(zhì)上也是低纜。實(shí)質(zhì)上也是低溫電纜。溫電纜。657 海底電纜 海底電纜是敷設(shè)在海