電力電纜基礎(chǔ)知識

口二、電力電纜基本結(jié)構(gòu)和種類■三、電力電纜載流能力■四、電力電纜運(yùn)行■五、電力電纜線路常見故障及其處理六、復(fù)習(xí)題□電力電纜(通常情況下)是一種地下敷設(shè)的送電■1.電纜線路優(yōu)點(diǎn)2.區(qū)別于架空線路的缺點(diǎn)(1)不占用地上空間□地下敷設(shè)電纜不占用地上空間，一般不受地上建筑物的影響。冰、人為故障等外界因素的影響，供電可靠性高。(3)電擊可能性小電纜線路敷設(shè)于地下，無論發(fā)生何種故，由于帶電部分在接地屏蔽部分內(nèi)，只會造成跳閘，不會傷害人畜，比較安全。1.電纜線路優(yōu)點(diǎn)(4)分布電容較大電纜的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)電容器，無功輸出非常大。(5)維護(hù)工作量少電纜線路在地下，一般情況(充油電纜線路除外)只需定期進(jìn)行路面觀察防止外損及2～3年做一次預(yù)防性試驗(yàn)即可。■同樣的導(dǎo)線截面積，電線路的幾倍。(2)引出分支線路比較電纜線路如需分支供電，則需增添一定的設(shè)備才能達(dá)到分支的目的，如分支箱或T型接頭等。點(diǎn)無法看到，必須使用專用儀器進(jìn)行測量。為保證電纜線路的絕緣強(qiáng)度和密封保護(hù)的要求，電纜頭制作工藝要求較高，費(fèi)用高。電力電纜是指外包絕緣的絞合導(dǎo)線，有的還包有金屬外皮并加以接地。必須保證三相送電導(dǎo)體相互為了保護(hù)絕緣和防止高電場對外產(chǎn)生輻射干擾通信等，又必須有金屬護(hù)層。為防止外力損壞還必須有鎧裝和護(hù)套等。■1.電力電纜基本結(jié)構(gòu)2.常用電力電纜種類及適用范圍(導(dǎo)體)、絕緣層、屏蔽層■—線芯是電纜的導(dǎo)電部分，用來輸送電能，是電纜的主要部分。目前電力電纜的線芯都采用銅和鋁，銅比鋁導(dǎo)電性能好、機(jī)械性能高，但銅比鋁價(jià)高。線芯按數(shù)目可分為單芯、雙芯、三芯、四芯和五芯。按截面形狀又可分為圓形、半圓形和扇前的規(guī)格是：10kV～35kV電纜的導(dǎo)電部分截面為：16、25、35、50、前16～400mm2之間的12種是常用的規(guī)格。110kV及以上電纜的截面規(guī)格為：100、240、400、600、700、845、920mm27種規(guī)格，現(xiàn)在已有1000mm2及以上規(guī)格。絕緣層是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，是電纜結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。絕緣層材料要求選用耐壓強(qiáng)度化學(xué)性能穩(wěn)定、耐低溫、耐熱性能好、機(jī)械加工性能好、使用壽命長、價(jià)格便宜的材料。絕緣層沖層10kV及以上的電和絕緣屏蔽層。導(dǎo)線絞合產(chǎn)生的尖端)所引起導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度的增加，使絕緣層和電纜導(dǎo)體有較好的接觸。同樣，為了使絕緣層和金屬護(hù)套有較好接觸，一般在絕緣層外表面均包有外屏蔽層。1.電力電纜基本結(jié)構(gòu)一般用金屬化紙帶或半導(dǎo)電紙帶。絕緣屏蔽層一般采用半導(dǎo)電紙帶。塑料、橡皮絕緣電纜的導(dǎo)體或絕緣屏蔽材料分別為半導(dǎo)電塑料和半導(dǎo)電橡皮。■對于無金屬護(hù)套的塑料、橡膠電纜，在絕緣屏蔽外還包有屏蔽銅帶或銅絲。保護(hù)層的作用是保護(hù)電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵人，以及防止外力直接損壞電纜。保護(hù)層材料的密封性和防腐性必須良好，并且有一定機(jī)械強(qiáng)2.常用電力電纜種類及適用范圍按結(jié)構(gòu)和絕緣材料種類進(jìn)行如下分類：36□(1)不滴漏油浸24紙帶絕緣型電纜電場在同一屏蔽內(nèi)，50000用在10kV及以下的電壓等級。其基本結(jié)圖4-19不滴漏油浸紙帶絕緣型(統(tǒng)包型)電纜結(jié)構(gòu)圖構(gòu)如圖4-19所示。1.線芯2.線芯絕緣3.填料4.帶(統(tǒng)包)絕緣(2)不滴漏油浸紙緣性能比帶絕緣型結(jié)構(gòu)好，因此適用于20～35kV電壓等級，個(gè)別可使用在66kV電壓等級上。其基本結(jié)構(gòu)如圖4-20所示。5678圖4-20不滴漏油紙絕緣分相鉛包電纜結(jié)構(gòu)圖1.線芯2.線芯屏蔽3.線芯紙絕緣4.絕緣屏蔽5.鉛護(hù)套6.內(nèi)墊層及填料7.鎧裝層8.外被層(或外護(hù)套)1)交聯(lián)聚乙烯絕緣3)橡膠絕緣電纜2.常用電力電纜種類及適用范圍1)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。該電纜容許溫升高，允許載流量較大，耐熱性能好，適宜于高落差和垂直敷設(shè)，介電性能優(yōu)良；但抗電暈、游離放電性能差。接頭工藝雖較嚴(yán)格，但對技工工藝技術(shù)水平要求不高，因此便于推廣，是一種比較理想的電纜?；窘Y(jié)構(gòu)如圖4-21所示。乙烯絕緣電纜1.線芯2.線芯屏蔽3.交聯(lián)聚乙烯絕緣4.絕緣屏蔽5.保護(hù)帶6.銅絲屏蔽7.螺旋銅帶8.塑料帶9.中心填芯10.填料11.內(nèi)護(hù)套12.鎧裝層13.外護(hù)層2.常用電力電纜種類及適用范圍2)聚氯乙烯絕緣電纜。該電纜化學(xué)穩(wěn)定性高，安裝應(yīng)高落差敷設(shè)，敷設(shè)維護(hù)簡單方便。但因其絕緣強(qiáng)度低、耐熱性時(shí)會釋放氯氣，對人體有害和對設(shè)備有嚴(yán)重的腐蝕作用，所以一般只在10kV及以下電壓等級中應(yīng)用。其基本結(jié)構(gòu)如圖4-22所圖4-22聚氯乙烯絕緣電纜4.鎧裝層5.填料6.聚氯乙烯外護(hù)套3)橡膠絕緣電纜。2■該電纜柔軟性好，易彎曲，有較好的耐寒性能、電氣性455較好。但耐電暈、臭氧、熱、油的性能較差。因此一般只78用在138kV以下的電力電纜線8路中。由于其良好抗水性，因此適宜作海底電纜，由于其很好的柔軟特性，因此更圖圖4-23橡膠絕緣電纜用。其基本結(jié)構(gòu)如圖4-231.線芯2.線芯屏蔽層3.橡皮絕緣層4.半導(dǎo)電屏蔽層絕緣導(dǎo)體絕緣導(dǎo)體K—控制(船用P—信號2—紙Q鉛包L—鋁包CY—充油用字母表示電纜的類內(nèi)護(hù)層材料、特征，。我國電纜產(chǎn)品型號中字母含義見表4-16。3.電力電纜型號(1)型號代號加強(qiáng)層鎧裝層外被層或外護(hù)套0一無一1徑向銅帶聯(lián)鎖鋼帶纖維外被2徑向不銹鋼帶雙鋼帶聚氯乙烯外護(hù)套3徑、縱向銅帶細(xì)圓鋼絲聚乙烯外護(hù)套4徑、縱向不銹鋼帶粗圓鋼絲5皺紋鋼帶6雙鋁帶或鋁合金帶注：一般情況型號由兩位數(shù)字組成，順序按鎧裝層和外被層。特制外護(hù)套由三位數(shù)字組成，如充油電纜。3.電力電纜型號■(2)電纜型號規(guī)范表示法一般一條電纜的規(guī)格除標(biāo)明型號外，還應(yīng)說明電纜的芯數(shù)、截面、工作電壓和長度，如■表示銅芯、紙絕緣、鉛包、雙鋼帶愷裝、聚氯億烯外護(hù)套，3芯、截面70mm2,電壓為10kV,長度為300m的電力電纜。又如■表示鋁芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、雙鋼帶愷裝、聚氯乙烯外護(hù)套，3芯、截面150mm2,電壓為10kV,長度為400m的電力電纜?！鍪侵改撤N電纜在輸送電能時(shí)允許傳送的最大電流值。電纜導(dǎo)體中流過電流時(shí)會發(fā)熱，絕緣層中會產(chǎn)生介質(zhì)損耗，護(hù)層中有渦流等損耗。因此運(yùn)行中的電纜是一個(gè)發(fā)熱體?！跞绻谀骋粻顟B(tài)下發(fā)熱量等于散熱量時(shí)，電纜導(dǎo)體就有一個(gè)穩(wěn)定溫度。剛好使導(dǎo)線的穩(wěn)定溫度達(dá)到電纜最高允許溫度時(shí)的載流量，稱為允許載流量或安全載流量。口一是長期工作條件下的允許載流量，二是短時(shí)間允許通過■1.電纜長期允許載流量2.電纜允許短路電流□當(dāng)電纜導(dǎo)體溫度等于電纜最高長期工作溫度，而電纜中的發(fā)熱與散熱達(dá)到平衡時(shí)的負(fù)載電流，稱為電纜長期允許載■表4-8及表4-19分別給出了部分電纜長期允許載流量。表4-18導(dǎo)體截面紙絕緣紙絕緣聚氯乙交聯(lián)聚乙紙絕緣交聯(lián)聚乙紙絕緣交聯(lián)聚乙紙絕緣聚氯乙紙絕緣聚氯乙紙絕緣聚氯乙46注：1.銅芯電纜載流量為表中數(shù)值乘以校正系數(shù)1.3;2.本表為單根電纜容量；3.單芯塑料電纜為三角排列，中心距等于電纜外徑。導(dǎo)體截面二芯電纜四芯電纜聚氯乙交聯(lián)聚乙紙絕緣交聯(lián)聚乙烯絕緣紙絕緣交聯(lián)聚乙聚氯乙聚氯乙聚氯乙46567390168注：1.銅芯電纜載流量為表中數(shù)值乘以校正系數(shù)1.3:2.本表為單根電纜容量；3.單芯塑料電纜為三角排列，中心距等于電纜外徑。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，電纜埋設(shè)環(huán)境溫度不一樣，允許載流量也不同，應(yīng)乘以校正系數(shù)。電纜載流量的校正系數(shù)見表表4-20環(huán)境溫度變化時(shí)載流量的校正系數(shù)導(dǎo)體工作溫度(℃)環(huán)境溫度(℃)5注：環(huán)境溫度變化時(shí)，載流量的校正系數(shù)也可按下式計(jì)算：校正系數(shù)=(△θ?/△θ?)12式中：△θ?——導(dǎo)體工作溫度與載流量表中規(guī)定的環(huán)境溫度之間的溫差(℃);△θ?——導(dǎo)體工作溫度與實(shí)際環(huán)境溫度之間的溫差(℃)?！鰧Σ煌孛骐娎|，當(dāng)埋于地下的土壤熱阻系數(shù)不同時(shí)的載流量校正系數(shù)見表4-21。注：土壤熱阻系數(shù)劃分為：潮濕地區(qū)(指沿海、湖、河畔地區(qū)、雨量多地區(qū)，如華東、華南地區(qū)等),取60～80;普通土壤(指一般平原地區(qū)，如東北、華北等),取120;干燥土壤(指高原地區(qū)、雨量少的山區(qū)、丘陵等干燥地帶),取160~200。123456789電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度不應(yīng)超過表4-23所規(guī)定的電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度不應(yīng)超過表4-23所規(guī)定的3及以下6天然橡皮絕緣粘性紙絕緣聚氯乙烯絕緣聚乙烯絕緣交聯(lián)聚乙烯絕緣充油紙絕緣2.電纜允許短路電流電纜線路如發(fā)生短路故障，電纜導(dǎo)體中通過的電流可能達(dá)到其長期允許載流量的幾倍或幾十倍?！龅搪窌r(shí)間很短，一般只有幾秒鐘或更短時(shí)間。由短路電流所產(chǎn)生的損耗熱量使導(dǎo)體發(fā)熱、溫度升高，由于時(shí)間短暫，絕緣層溫度升高很少。下列規(guī)定。(1)電纜線路中無中間接頭時(shí)交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁導(dǎo)體2002.電纜允許短路電流■(2)電纜線路中有中間接頭時(shí)□電焊或氣焊接頭與無接頭時(shí)相同?！?.電力電纜投入運(yùn)行2.電力電纜線路巡視檢查■1)新裝電纜線路，須經(jīng)過驗(yàn)收檢查合格，并辦理驗(yàn)收手續(xù)方可投人運(yùn)行?！?)停電超過一個(gè)星期但不滿一個(gè)月的電纜，重新投人運(yùn)到同一溫度下)不得降低30%,否則須做直流耐壓試驗(yàn)。3)停電超過一個(gè)月但不滿一年的，則必須作直流耐壓試試驗(yàn)周期的，必須做標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防性試驗(yàn)。4)重做終端頭、中間頭和新做中間頭的電纜，必須核對相位，搖測絕緣電阻，并做耐壓試驗(yàn)，全部合格后，才允■電力電纜線路投人運(yùn)行后，經(jīng)常性的巡視檢查是及時(shí)發(fā)現(xiàn)口有人值班的變(配)電所，每班應(yīng)檢查一次，無人值班的，每周至少檢查一次。遇有特殊情況，則根據(jù)需要作特殊巡視。2.電力電纜線路巡視檢查■(2)日常巡視檢查內(nèi)容線路的額定載流量。■2)電纜終端頭的連接點(diǎn)有無過熱變色。號。3)油浸紙絕緣電力電纜及終端頭有無滲、漏油現(xiàn)象?！?)并聯(lián)使用的電纜有無因負(fù)荷分配不均勻而導(dǎo)致某根電纜過熱?！?)有無打火、放電聲響及異常氣味。6)終端頭接地線有無異常。(3)定期檢查周期1)敷設(shè)在土壤、隧道以及沿橋梁架設(shè)的電纜，發(fā)電廠、變電所的電纜溝，電纜井電纜架及電纜段等的巡查，每三個(gè)月至少一次；■2)敷設(shè)在豎井內(nèi)的電纜，每半年至少一次；3)電纜終端頭，根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行情況每1～3年停電檢查一次；室外終端頭每月巡視一次，每年二月及十一月進(jìn)行停電清掃檢查。4)對挖掘暴露的電纜，酌請加強(qiáng)巡視；5)雨后，對可能被雨水沖刷的地段，應(yīng)進(jìn)行特殊巡視檢1)直埋電纜線路。■線路標(biāo)樁是否完整無缺；路徑附近地面有無挖掘；沿路徑(4)定期檢查內(nèi)容2)敷設(shè)在溝道、隧道及混凝土管中的電纜線路。溝道的(4)定期檢查內(nèi)容■3)室外電纜終端頭。終端頭的絕緣套管應(yīng)完整、清潔、無閃絡(luò)放電痕跡，附近無鳥巢；聯(lián)接點(diǎn)接觸應(yīng)良好，無發(fā)鉛包及封鉛處有無電裂；芯線、引線的相間及對地距離是否符合規(guī)定，接地線是否完好；相位顏色是否明顯，是否與電力系統(tǒng)的相位相符。3.電力電纜試驗(yàn)■1)新電纜敷設(shè)前應(yīng)做交接試驗(yàn)；安裝竣工后和投入運(yùn)行2)接于電力系統(tǒng)的主進(jìn)電纜及重要電纜每年應(yīng)進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)；其他電纜，一般每1～3年試驗(yàn)一次。預(yù)■3)新敷設(shè)的帶有中間接頭的電纜線路，在投人運(yùn)行3個(gè)1.電力電纜線路常見故障2.電力電纜線路故障原因及對策1.電力電纜線路常見故障■(1)短路性故障有兩相短路和三相短路，多為制造過程中留下的隱患造成?！?2)接地性故障■電纜某一芯或數(shù)芯對地?fù)舸?，絕緣電阻低于10kQ稱為低阻接地，高于10kΩ稱為高阻接地。主要由于電纜腐蝕、鉛皮裂紋、絕緣干枯、接頭工藝和材料等造成。1.電力電纜線路常見故障(3)斷線性故障電纜某一芯或數(shù)芯全斷或不完全斷。電纜受機(jī)械損傷、地形變化的影響或發(fā)生過短路，都能造成斷線情況。上述兩種以上的故障。2.電力電纜線路故障原因及對策工程的地面施工中易遭損傷。這類事故往往占電■處理對策：為避免這類事故，除加強(qiáng)電敷設(shè)等各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量外，更重要的是嚴(yán)格執(zhí)行動土制2.電力電纜線路故障原因及對策故障原因：地下雜散電流的電化腐蝕或非中性土壤的化學(xué)腐蝕使保護(hù)層失效，失去對絕緣的保護(hù)作用。解決辦法：在雜散電流密集區(qū)安裝排流設(shè)備；當(dāng)電纜線路上的局部土壤含有損害電纜鉛包的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，應(yīng)將這段電纜裝于管內(nèi)，并用中性土壤作電纜的襯墊及覆蓋，還要在電纜上涂以瀝青。2.電力電纜線路故障原因及對策(3)鉛包疲勞、龜裂、脹裂□造成此原因：是該電纜品質(zhì)不良。解決方法：通過加強(qiáng)敷設(shè)前對電纜的檢查；如電纜安裝質(zhì)量或環(huán)境條件很差，安裝時(shí)局部電纜受到多次彎曲，彎曲半徑過小，終端頭、中間頭發(fā)熱導(dǎo)致附近電纜段過熱，周圍電纜密集不易散熱等，這要通過抓好施工質(zhì)量得以解2.電力電纜線路故