論文 電力電纜

1、電力電纜材料及應用張洋（長春工程學院 能源與動力工程學院 吉林 長春 130012）摘要：電力電纜是用于傳輸和分配電能，是在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品。它能承受一定的電壓，在膠合的金屬導線上進行屏蔽，用絕緣帶材纏繞或絕緣擠包后，再用防護材料進行屏蔽、密封處理而制成。常用于城市地下電網(wǎng)、的引出線路、工礦企業(yè)的內(nèi)部供電等。關鍵詞：結(jié)構；線路故障；連接設備1 電力電纜概況能安全、長期可靠傳輸大容量電能的絕緣電纜稱為“電力電纜”。電力電纜的使用隨電的產(chǎn)生就出現(xiàn)了。1879年，美國發(fā)明家愛迪生在銅棒上包繞黃麻并將其穿入鐵管內(nèi)，然后填充瀝青混合物制成電纜，并將此電纜敷設于紐約，

2、開創(chuàng)了地下輸電。次年，英國人卡倫德發(fā)明瀝青浸漬紙絕緣電力電纜。1911年，德國敷設成60千伏高壓電纜，開始了高壓電纜的發(fā)展。1952年，瑞典在北部發(fā)電廠敷設了380千伏超高壓電纜,實現(xiàn)了超高壓電纜的應用。到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高壓電力電纜。 從電力電纜的發(fā)展歷史可見，電力電纜產(chǎn)品每一次升級換代，都與電力電纜使用的材料密切相關。由于要是用于不同的需要，電力電纜自然應具有各種廣泛、優(yōu)異而穩(wěn)定的使用性能。而電力電纜的使用壽命和性能取決于電力電纜結(jié)構的合理性和先進性，材料使用的合理性，以及工藝先進完整性。2 電力電纜技術特性2.1 能長期承受較高乃至極高的工作電壓，應具有非常優(yōu)

3、良的電絕緣性能 。2.2 能傳輸很大的電流，因此會采用截面積為幾百乃至幾千平方毫米的導電電纜。2.3 電力電纜采用多種組合的保護層結(jié)構，能適應各種敷設方式和使用環(huán)境（地下、水中、溝管、隧道、豎井等）。電力電纜所依托的高壓絕緣技術、大電流傳輸技術以及結(jié)構配合、護層結(jié)構等均代表了電工學科中這幾方面的學術水平。3 電力電纜分類3.1 按額定電壓等級劃分：電力電纜的額定電壓等級按照我國輸配電壓等級，依次劃分為500kv、330kv、220kv、110kv、35kv、10kv、1kv、750v、380v等級，并劃分35kv及以下電壓等級旳電力電纜為中低壓電力電纜，110、220kv的電力電纜為高電壓電力

4、電纜，330、500、750kv的電力電纜為超高壓電力電纜。3.2 按電流劃分：交流電纜和直流電纜。3.3 按絕緣材料劃分：（1）油浸紙絕緣電力電纜：以油浸紙作絕緣的電力電纜。優(yōu)點：它安全可靠，使用壽命長，價格低。缺點：敷設受落差限制。（2）塑料絕緣電力電纜：以擠壓塑料為絕緣的電力電纜。優(yōu)點：結(jié)構簡單,制造加工方便，重量輕，敷設安裝方便,不受敷設落差限制。缺點:在樹枝化擊穿現(xiàn)象，這限制了它在高電壓的使用。（3）橡皮絕緣電力電纜：絕緣層為橡膠加上各種配合劑，經(jīng)過充分混煉后擠包在導電線芯上，經(jīng)過加溫硫化而成。優(yōu)點：柔軟，富有彈性，適合于移動頻繁、敷設彎曲半徑小的場合。3.4 按特殊需求劃分：（1）

5、輸送大容量電能的電力電纜：管道充氣電力電纜、低溫有阻電力電纜、超導電力電纜。（2）阻燃電力電纜：一般阻燃電力電纜（ZR）和高阻燃電力電纜（GZR）。GZR其結(jié)構特點為，在絕緣芯和防護套之間擠填了一層無機金屬化合物，如Al(OH)3.。（3）光纖復合電力電纜：將光纖組合在電力電纜的結(jié)構層中，使其同時具有電力傳輸和光纖通信功能。光纖復合電力電纜集兩方面功能于一體，因而降低了工程建設投資和運行維護總費用，具有明顯的技術經(jīng)濟意義。4 電力電纜的基本結(jié)構電力電纜的基本結(jié)構由線芯（導體）、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分組成。4.1 線芯：電力電纜的導電部分，用來輸送電能，是電力電纜的主要部分。4.2 絕緣層

6、：將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送，是 電力電纜結(jié)構中不可缺少的組成部分。4.3 蔽層：15KV及以上的電力電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層。4.4 保護層：保護電力電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，及防止外力直接損壞電力電纜。5 電力電纜故障發(fā)生的原因及其特征5.1機械損傷：直接受外力損壞、施工損傷、自然損傷。5.2 絕緣受潮：表現(xiàn)為絕緣電阻降低，泄漏電流增大。5.3 絕緣老化:電纜絕緣長期在電和熱的作用下運行，其物理性能會發(fā)生變化，從而導致其絕緣強度降低或介質(zhì)損耗增大而最終引起絕緣崩潰。5.4過熱：產(chǎn)生主要為：電纜長期過負荷工作；火災或鄰近電纜故障的燒傷；靠近其他

7、火源，長期接受熱輻射。5.5產(chǎn)品質(zhì)量缺陷：歸納主要為以下：電纜本體質(zhì)量缺陷；電纜附件質(zhì)量缺陷；三頭制作質(zhì)量缺陷。5.6設計不良：主要弊端為：防水密封不嚴密；選用材料不妥當；工藝程序不合理；機械強度不充足。6 電力電纜的三頭電力電纜的兩端與其他電氣設備連接時，需要有一個能滿足一定絕緣與密封要求的連接裝置，該裝置叫做電纜終端頭。電纜終端頭按使用場合的不同，又可分為戶內(nèi)頭和戶外頭。將若干條電纜連接起來構成更長電纜線路的裝置叫做中間頭。將上述電纜戶內(nèi)頭、戶外頭和中間頭總稱為電纜三頭。6.1電纜三頭基本要求:導體連接好；絕緣可靠；密封良好；足夠的機械強度。6.2電力電纜劃分：（1）按制作安裝材料：熱縮式

8、（最常用的一種）、干包式、環(huán)氧樹脂澆注式及冷縮式；（2）按線芯材料可分：銅芯電力電纜接頭、；鋁芯電力電纜接頭；（3）按接頭材質(zhì)可分：塑料電纜頭、金屬電纜頭。6.3電纜頭的作用使線路通暢，使電纜保持密封，并保證電纜接頭處的結(jié)緣，使其安全可靠地運行。6.4主要問題：接頭發(fā)熱的原因：安裝工人在敷設電線時，往往不注意安裝質(zhì)量；如在應該用絕緣管處不裝套管；應該用線盒的地方木有安裝接線盒。電線接頭發(fā)熱不但會造成大量的電能損失，而且會嚴重影響電氣設備的正常工作，輕則線路中工作電流增大，電氣設備壽命縮短，重則突然中斷，造成損失，甚至釀成火災和觸電事故等。7 電力電纜連接設備7.1 電力電纜分支箱的作用、結(jié)構及

9、特點：（1）作用：完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯聚和分接，但一般不配置開關，不具備控制測量等二次輔助配置的專用電氣連接設備。（2）結(jié)構：分支箱內(nèi)沒有開關設備，一般由三只母線橋、母線橋金屬支架、金屬或復合材料外殼（防護罩）、帶電顯示裝置和接地裝置組成。分支箱要依據(jù)規(guī)劃和設計標注的回路構成及參數(shù)，配置相應數(shù)量和型式的電纜終端，并根據(jù)網(wǎng)絡運行的相關要求配置接地和短路故障指示器，如有特殊需要可配置接地和短路故障記錄裝置。（3）特點：進線與出線通過母線橋匯接，電位相同，適用于主干電纜線路與分支電纜線路的匯接或負載電纜線路與電源線路的匯接，也適用于處于特殊地質(zhì)水文條件區(qū)域的電纜線路中繼接頭的替代。7.2 電力

10、電纜環(huán)網(wǎng)單元的作用、結(jié)構及特點：（1）作用：電力電纜環(huán)網(wǎng)單元也稱環(huán)網(wǎng)柜或開閉器，用于中壓電力電纜分段。聯(lián)絡及分接負荷。電力電纜環(huán)網(wǎng)單元按適用場所可分為戶內(nèi)和戶外兩大類，按結(jié)構可分為整體式和間隔式。（2）結(jié)構：電力電纜環(huán)網(wǎng)單元一般由母線、隔離開關、負荷開關、斷路器、熔斷器、接地開關、進出線套管、絕緣氣室、金屬防護罩、帶電顯示裝置（帶二次喝相孔）、接地裝置、底座等部分組合而成。（3）特點：由于采用具有各種功能的元器件進行組合，電力電纜環(huán)網(wǎng)單元在電纜網(wǎng)絡中能實現(xiàn)許多預先設置的功能?？蓪崿F(xiàn)電纜網(wǎng)絡中分合負荷電流、開斷短路電流，接入和切除架空線路、電力電纜線路和空載變壓器，對供電可靠性有特殊要求的負荷有多回路供電，自動切除和投入故障線路段和備用線路，自動切除發(fā)生付賬的用戶設備等控制和保護功能，是電纜網(wǎng)絡中的