8充油電纜線路設(shè)計(jì)-電力電纜施工技術(shù)

1、電力電纜線路第八講 充油電纜線路設(shè)計(jì)1復(fù)習(xí)可以從哪幾個(gè)角度來選擇電纜截面？我國在低中高壓線路中，一般選擇哪些絕緣種類？電纜護(hù)套種類的選擇應(yīng)滿足什么要求？本學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：充油電纜線路設(shè)計(jì)2充油電纜圖-14 單芯自容式充油電纜結(jié)構(gòu)1油道；2導(dǎo)線；3導(dǎo)電屏蔽；4屏蔽層；5絕緣屏蔽；6導(dǎo)線屏蔽；7內(nèi)襯層；8襯墊層；9加強(qiáng)層；10外被層圖1-15 三芯自容式充油電纜結(jié)構(gòu)1導(dǎo)線；2導(dǎo)線屏蔽；2絕緣層；油道；4絕緣屏蔽；5油道；6填料；7銅絲編織帶；8鉛套； 9內(nèi)襯層；10加強(qiáng)層；11外被層回 顧3自容式充油電纜的工作原理 工作油壓 vs 暫態(tài)油壓4第三節(jié) 充油電纜線路設(shè)計(jì)一、油路分段電纜內(nèi)部暫態(tài)油壓的最大

2、值與供油段長度的平方成正比。 油路分段的方法:當(dāng)線路的供油長度較長時(shí)，暫態(tài)油壓最大值會超過允許值，此時(shí)常采用在電纜線路兩端同時(shí)供油的方法，即將原來由一端供油時(shí)的供油長度分為等長兩段，從而暫態(tài)油壓的最大值就降低至原來的1 / 4。它不需任何特殊的接頭。因此是最簡單的方法： 增加供油點(diǎn)將油路分成若干供油段。5第三節(jié) 充油電纜線路設(shè)計(jì)一、油路分段當(dāng)電纜線路更長，采用此法仍不能滿足要求則要求在線路的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)安裝特殊的接頭，將整個(gè)油段分隔成兩段以上的供油段，以降低暫態(tài)油壓的最大值。當(dāng)自容式充油電纜線路的高差較大，在線路低處電纜內(nèi)的油壓若超過規(guī)定上限值時(shí)，通常用塞止電纜接頭將電纜線路的油路分隔成若干供油段

3、，使每一供油段內(nèi)的油壓處在允許范圍之內(nèi)。方法二：將油路分隔成若干油段6第三節(jié) 充油電纜線路設(shè)計(jì)一、油路分段能把油路分段的特殊接頭，一般分塞止電纜接頭和供油電纜接頭兩種。供油電纜接頭是使電纜油能從供油裝置進(jìn)人電纜油道而又不使電纜的油路在該接頭內(nèi)被隔斷的一種接頭。因此其結(jié)構(gòu)要比塞止電纜接頭簡單，內(nèi)部電場分布也比較均勻所以比塞止電纜接頭安全可靠。7第三節(jié) 充油電纜線路設(shè)計(jì)一、油路分段對于三芯自容式充油電纜而言，直線電纜接頭就可作為供油接頭使用，因?yàn)槿境溆碗娎|的油路是在金屬套內(nèi)的三個(gè)纜芯之間，可通過接頭的外殼直接與供油裝置接通。但對于單芯電纜，它的油路在導(dǎo)體中心，必須經(jīng)過絕緣層才能與供油裝置接通，因

4、此須采用不同于直線電纜接頭的特殊供油接頭如果電纜線路受到嚴(yán)重外力破壞時(shí)，電纜內(nèi)部的油會大量流失而使絕緣受到不利影響。這時(shí)的線路又特別長時(shí)，需要安裝塞止電纜接頭分隔油路，以減小受到損害的電纜長度。 8二、電纜供油裝置的選擇原則根據(jù)GB 50217-94電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范)規(guī)定:（1)供油裝置可采用壓力箱。壓力箱的可能供油量，宜按夏季高溫滿載，冬季低溫空載等電纜可能有的工況下油壓最大變化范圍條件確定。（2)電纜需要供油量，應(yīng)計(jì)及負(fù)荷電流和環(huán)境變化所引起電纜線路本體及其附件的油量變化總和。（3)供油裝置的供油量，宜有40%的裕度。（4)電纜線路一端供油方式當(dāng)且每相僅一臺工作油箱時(shí)， 對重要回路應(yīng)另設(shè)一

5、臺備用供油箱；當(dāng)每相配有兩臺及以上工作供油箱時(shí)，可不設(shè)置備用供油箱。9三、油箱個(gè)數(shù)計(jì)算每相線路所需壓力箱的理論值:由負(fù)載變化所引起電纜內(nèi)的油體積變化和季節(jié)性溫差引起，電纜、壓力箱、終端頭的體積變化的總和并留有適當(dāng)裕度來決定。10宜有40%的裕度根據(jù)GB 50217-94電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范)規(guī)定，供油裝置的供油量，宜有40%的裕度，則壓力箱數(shù)為：當(dāng)計(jì)算出壓力箱所需的數(shù)量不滿一只時(shí)，必須選用一只壓力箱。 11每相電纜因負(fù)載溫升引起的需油量 12每相電纜因季節(jié)溫差引起的需油量 13每只壓力箱因季節(jié)溫差引起的需油量 14兩只終端頭，因季節(jié)溫差引起的需油量 15電纜線路每相中間接頭，因季節(jié)溫差引起的需油量

6、 16每相線路因上述各種原因引起的總的需油量 17如果電纜線路很短，一個(gè)回路三根單芯電纜總共需要的壓力箱供油量還少于50L時(shí)，為了運(yùn)行上的方便，即當(dāng)某一相的供油系統(tǒng)有故障（如漏油）時(shí)，不會影響其他相最好采用每相單獨(dú)用一只壓力箱供油的彼此獨(dú)立的供油系統(tǒng)，這樣不僅可以比較每個(gè)供油系統(tǒng)壓力表的指示，還能很容易發(fā)現(xiàn)漏油故障。 18電纜線路一般采用獨(dú)立供油又有聯(lián)絡(luò)閥門的供油系統(tǒng)19四、電纜線路油壓要求根據(jù)GB 50217-94電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范)規(guī)定（1)電纜線路最高部位油壓不得低于允許最低工作油壓。 （2)電纜線路最低部位油壓在夏季最高溫度滿載時(shí)，不得大于允許最高工作油壓。 （3)電纜線路最低部位或供油

7、裝置區(qū)間長度一半部位的油壓，在夏季最高溫度突增至額定滿載時(shí)不宜大于允許最高暫態(tài)油壓。 （4）電纜線路最高部位或供油裝置區(qū)間長度一半部位的油壓，在冬季最低溫度從滿載突然切除時(shí)，不得小于允許最低暫態(tài)油壓。20四、電纜線路油壓要求 (5)自容式充油電纜的容許最低工作油壓和暫態(tài)油壓 ，遵守的規(guī)定:容許最低工作油壓不得小于0.02MPa。鉛包、銅帶徑向加強(qiáng)層構(gòu)成的電纜，容許最高工作油壓不得大于0.4MPa；用于重要回路時(shí)不宜大于0.3MPa。鉛包、銅帶徑向與縱向加強(qiáng)層構(gòu)成的電纜，容許最高工作油壓不得大于0.8MPa；用于重要回路時(shí)不宜大于0.6MPa。容許最高暫態(tài)油壓，可按1.5倍容許最高工作油壓計(jì)。

8、21五、暫態(tài)壓力計(jì)算當(dāng)電纜負(fù)載增加時(shí)，油的體積就會膨脹，油被擠入壓力箱，在離開壓力箱遠(yuǎn)的地點(diǎn)的壓力就高于接近壓力箱地點(diǎn)的壓力。反之電纜負(fù)載減小時(shí)，油的體積將會收縮，壓力箱又把油壓人電纜，在遠(yuǎn)離壓力處的壓力就低于近端的壓力。對于油在油道中流動(dòng)時(shí)電纜線路上各點(diǎn)的壓力隨著時(shí)間變化的現(xiàn)象，稱為暫態(tài)壓力22五、暫態(tài)壓力計(jì)算電纜內(nèi)部的電纜油隨膨脹或收縮而產(chǎn)生的暫態(tài)壓力也可分別稱為暫態(tài)壓力升或暫態(tài)壓力降。暫態(tài)壓力的大小與電纜一端供油和二端供油有關(guān)。下面僅介紹電纜線路一端供油時(shí)的暫態(tài)旅力計(jì)算方法。 23在壓力箱最遠(yuǎn)一端的阻力壓降最大 24沿電纜線路的暫態(tài)油壓值 25灌充在充油電纜內(nèi)絕緣油的體積和壓力，隨著電纜

9、溫度和周圍溫度的變化而變化，當(dāng)溫度高時(shí)，油體積增大，電纜內(nèi)的壓力隨之升高，壓力超過電纜金屬護(hù)套所能承受的壓力時(shí)就會破裂。當(dāng)溫度降低，油的體積就會收縮，電纜內(nèi)部壓力下降如果此壓力出現(xiàn)負(fù)值，就會在電纜絕緣內(nèi)產(chǎn)生空隙，空氣和潮氣侵入內(nèi)部，使絕緣性能降低而導(dǎo)致電擊穿事故。 充油電纜的供油系統(tǒng)通常充油電纜的供油系統(tǒng)由壓力箱、供油管、真空壓力表，真空閥門、絕緣管及電接點(diǎn)壓力表組成。六、充油電纜供油系統(tǒng)油箱選擇26六、充油電纜油系統(tǒng)油箱選擇對于自容式充油電纜來說，其電纜的油壓是借助于與之相連接的供油設(shè)備來保持的，因此供油箱是充油電纜的供油主要設(shè)備。 根據(jù)其油箱的結(jié)構(gòu)和工作原理，可分重力供油箱、壓力供油箱（簡

10、稱壓力箱）和平衡供油箱（或稱恒定壓力箱）。 271重力供油箱1-保護(hù)油;2-彈性元件;3-油位計(jì);4-閥門;5-總油管;6-分支管;7-電纜油;8-箱殼282壓力供油箱1油箱；2彈性元件；3氣體； 4電纜油;5電接點(diǎn)壓力表；6閥門;7絕緣接管;8報(bào)警回路29國產(chǎn)30型壓力箱特性曲線圖2-12 國產(chǎn)30型壓力箱特性曲線30壓力供油箱根據(jù)電纜的工作壓力范圍可分為低油壓、中油壓、高油壓三種。低油壓盒式壓力箱的結(jié)構(gòu)充油電纜線路壓力箱供油系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，形成各自的獨(dú)立供油系統(tǒng)，若有某一相的壓力箱有故障或需要維護(hù)時(shí)，才打開其相關(guān)的聯(lián)絡(luò)閥門，使兩相臨時(shí)公用一個(gè)壓力箱。 31（1）壓力箱

11、一端供油特點(diǎn)及使用條件油壓隨氣候、電纜及附件的溫度變化而變化;供油線路較短，通常所供電纜線路的長度在1000m以下;當(dāng)電纜線路有落差時(shí)， 壓力箱個(gè)數(shù)要增加;放在電纜線路高端，可充分利用壓力箱的特點(diǎn)。32（2）二端壓力箱供油特點(diǎn)及使用條件 瞬時(shí)油壓變化比一端壓力箱供油量小時(shí)，油段可放長； 在落差較大的電纜線路中，低端壓力箱的吞吐量降低; 何端放置較多壓力箱可獲得較長的油段由電纜線路特性來決定。二端壓力箱供油可使用在高差不大的電纜線路油段較大處，通常為1000 -2500m 長及使用重力供油箱有困難的場合。33（3）壓力供油箱元件內(nèi)的氣體體積、溫度和壓力關(guān)系343組合供油箱系統(tǒng)供油段長度為3000

12、-4000m的電纜線路，為組合供油系統(tǒng)或稱混合供油系統(tǒng)，是一端壓力供油箱、一端重力供油箱供油。該組合供油系統(tǒng)的特點(diǎn)是瞬態(tài)過程中由兩端補(bǔ)償，瞬態(tài)油壓變化小，穩(wěn)態(tài)時(shí)由重力供油箱供油，因此壓力穩(wěn)定。 353組合供油箱系統(tǒng)集中加壓混合供油系統(tǒng)示意圖 1加壓(調(diào)整)油箱；2元件箱；3壓力供油箱；4電纜終端頭；5電纜364.平衡供油箱原理示意圖 由于重力供油箱必須安裝在高處才能使用。這使得重力供油箱的使用受到限制。而壓力供油箱正好相反，安裝點(diǎn)可任意選擇但它的供油壓力隨供油量和溫度而變化，當(dāng)壓力高時(shí)，供油量相同的條件下，壓力變化更大。由此而帶來的問題是壓力愈高，其壓力箱的供油效率愈低。平衡供油箱的供油壓力不

13、是由油箱位置確定，而是用泵或氣體維持其恒定的。它的優(yōu)點(diǎn)是不僅安裝位置不受高度的限制，而且供油壓力基本維持恒定，兼?zhèn)淞酥亓┯拖浜蛪毫┯拖涠叩膬?yōu)點(diǎn)。但不足之處是該油箱的結(jié)構(gòu)和使用維護(hù)要比上述兩類油箱復(fù)雜得多。 374.平衡供油箱原理示意圖 圖2-15 平衡供油箱原理示意圖C壓縮機(jī) M電動(dòng)機(jī)1高壓儲氣罐；2壓縮機(jī)壓力控制器；3濾塵器；4減壓閥；5釋氣閥；6低壓氣體室；7油；8彈性元件；9供油箱38圖2-16 平衡供油箱、壓力供油箱、重力供油箱的供油特性曲線395其它結(jié)構(gòu)形式供油箱內(nèi)氣外油供油箱、外氣內(nèi)油供油箱外油外氣內(nèi)供箱，特種供油箱風(fēng)琴型供油箱。40八、充油電纜構(gòu)筑物的轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 電纜線