8充油電纜線路設計-電力電纜施工技術

1、電力電纜線路第八講 充油電纜線路設計1復習可以從哪幾個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？電纜護套種類的選擇應滿足什么要求？本學時主要內容：充油電纜線路設計2充油電纜圖-14 單芯自容式充油電纜結構1油道；2導線；3導電屏蔽；4屏蔽層；5絕緣屏蔽；6導線屏蔽；7內襯層；8襯墊層；9加強層；10外被層圖1-15 三芯自容式充油電纜結構1導線；2導線屏蔽；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內襯層；10加強層；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) 充油電纜線路設計一、油路分段電纜內部暫態(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:當線路的供油長度較長時，暫態(tài)油壓最大值會超過允許值，此時常采用在電纜線路兩端同時供油的方法，即將原來由一端供油時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： 增加供油點將油路分成若干供油段。5第三節(jié) 充油電纜線路設計一、油路分段當電纜線路更長，采用此法仍不能滿足要求則要求在線路的適當?shù)攸c安裝特殊的接頭，將整個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。當自容式充油電纜線路的高差較大，在線路低處電纜內的油壓若超過規(guī)定上限值時，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、，使每一供油段內的油壓處在允許范圍之內。方法二：將油路分隔成若干油段6第三節(jié) 充油電纜線路設計一、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人電纜油道而又不使電纜的油路在該接頭內被隔斷的一種接頭。因此其結構要比塞止電纜接頭簡單，內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) 充油電纜線路設計一、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，因為三芯充油電纜的油路是在金屬套內的三個纜芯之間，可通過接頭的外殼直接與供油裝置接通。但對于單芯電纜，它的油路在導體中心，必須經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重外力破壞時，電纜內部的油會大量流失而使絕緣受到不利影響。這時的線路又特別長時，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GB 50217-94電力電纜設計規(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，應計及負荷電流和環(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且每相僅一臺工作油箱時， 對重要回路應另設一

5、臺備用供油箱；當每相配有兩臺及以上工作供油箱時，可不設置備用供油箱。9三、油箱個數(shù)計算每相線路所需壓力箱的理論值:由負載變化所引起電纜內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裕度來決定。10宜有40%的裕度根據GB 50217-94電力電纜設計規(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：當計算出壓力箱所需的數(shù)量不滿一只時，必須選用一只壓力箱。 11每相電纜因負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，一個回路三根單芯電纜總共需要的壓力箱供油量還少于50L時，為了運行上的方便，即當某一相的供油系統(tǒng)有故障（如漏油）時，不會影響其他相最好采用每相單獨用一只壓力箱供油的彼此獨立的供油系統(tǒng)，這樣不僅可以比較每個供油系統(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立供油又有聯(lián)絡閥門的供油系統(tǒng)19四、電纜線路油壓要求根據GB 50217-94電力電纜設計規(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，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，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、銅帶徑向加強層構成的電纜，容許最高工作油壓不得大于0.4MPa；用于重要回路時不宜大于0.3MPa。鉛包、銅帶徑向與縱向加強層構成的電纜，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。

8、21五、暫態(tài)壓力計算當電纜負載增加時，油的體積就會膨脹，油被擠入壓力箱，在離開壓力箱遠的地點的壓力就高于接近壓力箱地點的壓力。反之電纜負載減小時，油的體積將會收縮，壓力箱又把油壓人電纜，在遠離壓力處的壓力就低于近端的壓力。對于油在油道中流動時電纜線路上各點的壓力隨著時間變化的現(xiàn)象，稱為暫態(tài)壓力22五、暫態(tài)壓力計算電纜內部的電纜油隨膨脹或收縮而產生的暫態(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。下面僅介紹電纜線路一端供油時的暫態(tài)旅力計算方法。 23在壓力箱最遠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，當溫度高時，油體積增大，電纜內的壓力隨之升高，壓力超過電纜金屬護套所能承受的壓力時就會破裂。當溫度降低，油的體積就會收縮，電纜內部壓力下降如果此壓力出現(xiàn)負值，就會在電纜絕緣內產生空隙，空氣和潮氣侵入內部，使絕緣性能降低而導致電擊穿事故。 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備來保持的，因此供油箱是充油電纜的供油主要設備。 根據其油箱的結構和工作原理，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-保護油;2-彈性元件;3-油位計;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電接點壓力表；6閥門;7絕緣接管;8報警回路29國產30型壓力箱特性曲線圖2-12 國產30型壓力箱特性曲線30壓力供油箱根據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構充油電纜線路壓力箱供油系統(tǒng)正常運行時，聯(lián)絡閥門處于關閉狀態(tài)，形成各自的獨立供油系統(tǒng)，若有某一相的壓力箱有故障或需要維護時，才打開其相關的聯(lián)絡閥門，使兩相臨時公用一個壓力箱。 31（1）壓力箱

11、一端供油特點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;當電纜線路有落差時， 壓力箱個數(shù)要增加;放在電纜線路高端，可充分利用壓力箱的特點。32（2）二端壓力箱供油特點及使用條件 瞬時油壓變化比一端壓力箱供油量小時，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）壓力供油箱元件內的氣體體積、溫度和壓力關系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)的特點是瞬態(tài)過程中由兩端補償，瞬態(tài)油壓變化小，穩(wěn)態(tài)時由重力供油箱供油，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，安裝點可任意選擇但它的供油壓力隨供油量和溫度而變化，當壓力高時，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。但不足之處是該油箱的結構和使用維護要比上述兩類油箱復雜得多。 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 M電動機1高壓儲氣罐；2壓縮機壓力控制器；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其它結構形式供油箱內氣外油供油箱、外氣內油供油箱外油外氣內供箱，特種供油箱風琴型供油箱。40八、充油電纜構筑物的轉角和結構尺寸設計計算 電纜線