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1、电力电缆技术关于电力电缆l 电缆基本常识及发展史l 电缆设计与制造l 电缆选型l 电缆附件l 电缆敷设及安装l 电缆附件的安装l 电缆试验标准及试验技术l 电缆故障的测寻l 电缆运行与维护l 电缆技术管理电缆基本常识l 电缆的定义：（构成电缆的三要素）l1）导体l2）绝缘l3）外护层1 导体l 铜电阻系数为0.0184，比重8.9l 铝电阻系数为0.031，比重2.703(铜的30%)(66kV 及以上不用铝芯)l 我 国 规 定 的 线 芯 截 面（mm2）规 格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、100
2、0 等 20种规格l 线 芯 数 量 与 形 状：单 芯、两 芯、三 芯、四 芯、五 芯 等 五 种，并 根 据 线 芯 的 数 量，将 导 线 压成 圆 形、半 圆 形、扇 形 等 形 状；小 截 面 实 芯（即独股），大截面多股绞合2 绝缘1.油浸纸绝缘：怕水,需金属防水层,除500kV 及以上超高 压充油电缆外，基本被交联电缆所取代2.橡胶绝缘：乙丙橡胶电缆最高使用电压已达150kV。3.聚氯乙烯绝缘：介损大，含氯，运行温度低，一般只 用于6kV 及以下电压等级，将被淘汰。4.聚乙烯绝缘:熔融温度低(70),最高工作电压达500kV5.交联聚乙烯:通过化学或物理方法将聚乙烯分子链间 相互
3、交联。最高运行温度可达90，短路时导电线芯 允许的最高温度可达250。极大地提高了电缆的安 全载流量和短路容量。其最高工作电压达500kV。从1kV 到220kV 的 各 种 电 力 电 缆 中，交 联 聚 乙 烯 是 当 前 应用最广的一种绝缘材料，几乎完全取代了纸绝缘。3 保护层l 作用:保护电缆免受外界物质的侵入和防止外力损伤。l 组成:内衬层（或内护套）、铠装层和外被层l 材料:与电缆的绝缘种类、运行电压、使用环境有关.如：纸绝缘电缆须有密封的金属护套，而中低压的 橡塑电缆就不需要；埋在地下的电缆需要铠装，敷设在海底的电缆需要钢丝铠装，而敷设在隧道、排管、电缆沟内的电缆又可以不要铠装；
4、外被层（或外护套）是用来保护铠装层或内护套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的场所也可做成阻燃型。电缆分类l 1、纸绝缘电缆（1880 年）1）统包型2）分相铅包型3）充油电缆l 2、聚氯乙烯电缆（PVC）（1957 年）l 3、交联聚乙烯电缆（XLPE）（1960 年）l 4、特种电缆l 5 超导电缆（2000 年）统包型纸绝缘电缆统包型电缆l 在 每 相 导 电 线 芯 上 包 缠 称 为 相 绝 缘 纸 的油 浸 纸 绝 缘 带，在 各 相 线 芯 绞 合 成 缆 的同 时，在 各 相 线 芯 之 间 的 空 隙 填 以 纸 绳，外面再包缠称为统包纸的油浸纸绝缘带，l 在统包纸外挤
5、压上铅包作防水密封l 根 据 安 装 场 地 的 需 要 在 其 外 部 再 加 上 不同的保护层l 在15kV 及以下电压等级。分相铅包型纸绝缘电缆分相铅包型纸绝缘电缆l 每 相 有 一 个 接 地 的 铅 包，电 力 线 完 全 垂直于绝缘纸l 在20kV 及35kV 采用l 致命的缺陷 气隙 注：电压再高时用充油电缆电场分布 自容式充油电缆及XLPE电缆充油电缆特 点：在 导 电 线 芯 中 有 一 油 管，利 用 单 独的 带 有 一 定 压 力 的 油 箱 向 电 缆 充 油 并 保持一定的压力。可 消 除 纸 绝 缘 中 的 气 隙，提 高 工 作 电 场 强度。最高工作电压已发展
6、到1100kV。XLPE 电缆XLPE 电缆半导电层的作用交联电缆与纸绝缘电缆的比较l 交联电缆 油纸电缆l 介电常数20 2.33.4l 介质损耗tg20 0.0005 0.003l 体积电阻.cm 1015 1013l 最高运行温度 90 65l 允许高差 无 有l 安装工艺 简单 复杂l 制造工艺 简单 复杂l 金属防水层中 低压无 全有电缆额定电压（UOO/U）的选定l 中性点的接地方式l 1）直接接地l 2）小电阻接地l 3）消弧线圈接地l 4）不接地l 结论：电缆额定电压（UO/U）的选 定是由系统的不同接地方式 决定的。UO 的划分与电缆绝缘厚度 电压（U/U0（kV）厚度（mm
7、）l 0.6/1 0.73.0（大截面厚）l 1.8/3 2.03.0l 3.6/6；6/6 2.53.2；3.4l 6/10；8.7/103.4；4.5l 21/35；26/359.3；10.5l 48/6614（）l 64/11016.518.6（大截面薄）l 127/22024.3l（注意：U0 与试验电压的选择）电缆附件 定义：除 电 缆 本 体 以 外 所 有 电 缆 安 装 用 的 材 料。如终 端 头、中 间 接 头、电 缆 安 装 用 的 金 具、电缆 卡 子、绝 缘 材 料 等。本 处 仅 指 电 缆 终 端 头和中间接头。终端头和中间接头：电 缆 线 路 两 端 与 其 它
8、 电 气 设 备 相 连 接 的 电 缆附 件 称 为 终 端 头，用 于 户 外 的 称 户 外 终 端 头，用 于 户 内 的 称 户 内 终 端 头；两 根 电 缆 相 连 接的电缆附件称中间接头。电缆附件技术条件1 导体连接好：（1）接 触 电 阻 要 小 且 稳 定。应 能 承 受 故 障 电 流 的 冲 击。接 触 电 阻 应不大于同长度、同截面、同材料导体的电阻的1.2 倍。（2）有足够的机械强度。应能承受一定的拉力。（3）耐腐蚀，满足使用环境的要求。（4）价格低廉、便于现场安装。2 绝缘性能高：（1）耐 压 强 度 高、介 质 损 耗 低、化 学 性 能 稳 定。用 于 户 外
9、 时 还 应能耐受紫外线照射和大气污染。（2）有 合 理 的 改 善 电 场 分 布 的 措 施 和 与 电 缆 绝 缘 相 匹 配 的 绝 缘 余度。应力锥或应力控制管等被用来改善该处的电场分布。3 密封性能可靠：（进水是电缆附件发生故障的主要原因之一）4 适 应 使 用 环 境：诸 如 恶 劣 气 候 条 件、耐 受 紫 外 线 照 射 及 各 种 污 染、水 下长期浸泡、机械拉力或压力等等。5 结构简单，便于现场安装电缆附件的种类1 绕包型：手工与机械绕制2 浇注型：一般仅用于10kV 及以下电压等级的中间接头3 热 收 缩 型：简 单、安 装 方 便、价 格 低 廉、适 应 性 强，广
10、 泛用于中、低压等级。4 预 制 型：特 点 是 集 终 端 头 的 内 外 绝 缘、密 封 和 改 善 电 场 分布 的 应 力 锥 于 一 体，安 装 工 艺 简 单，绝 缘 性 能 好，安 装 质量易于控制但价格为热缩型附件的3-6 倍。5 冷 收 缩 型（也 称 常 温 收 缩 型 与 预 制 型 电 缆 附 件 完 全 相同，原料也是有三元乙丙橡胶和硅橡胶两种。电缆试验的分类l 1 例行试验（出厂试验）l 2 抽样试验l 3 型式试验l 4 交接试验l 5 预防性试验l 注释：上述第一、二项由制造厂完成；第三项由制造厂委托权威试验机 构完成；第四、五项由使用单位或受使用单 位委托的试
11、验机构完成。型式试验l 对任一种新型电缆，制造厂在投入批量生产之前，为了检验其性能所进行的试验。l 对同一种类型电缆，型式试验无须重复。例行试验（出厂试验）l 证明制造厂所生产的电缆符合基本技术条件l 及时发现有制造缺陷的电缆。l 所有出厂电缆均应进行抽样试验l 证明制造厂所生产的电缆符合技术条件l 对部分出厂电缆进行，每批按一定比例抽取交接试验l 检查电缆及附件的安装质量，并据此决定电缆能否投入运行。预防性试验l 对运行电缆定期进行l 发现运行电缆中尚未引发事故或会影响其正常使寿命的隐患常用试验标准（国际）l IEC60840AMD2(1993)额定电压30kV(Um=36kV)以上至150
12、kV(Um=170kV)的挤压绝缘电力电缆的试验 第2 号修订（高电压等级电缆参照使用）l IEC60502-1（1kV3kV）具有挤压成型绝缘的电力电缆及其附件l IEC60502-2（6kV30kV）具有挤压成型绝缘的电力电缆及其附件l 相关制造标准常用试验标准（国内）l GB50150-91l DL/T596-1996(原电力部部颁标准)l(华北电力集团公司颁布)(2002)l(天津市电力公司颁布)(2001)l 相关制造标准纸绝缘电缆预防性试验项目l 绝阻l 直流耐压电缆主绝缘的绝缘电阻值测量方法电缆交接和预防性试验中主绝缘耐压试验问题l 电缆容性电流很大l 绝缘 电压(kV)截面(m
13、m*2)电容(uf/km)电流Ic(A/km)l XLPE8.7/102400.340.61l XLPE26/352400.181.14l 绝缘纸8.7/102400.581.05l 绝缘纸26/351850.271.7l 结论：现场难以进行电缆的工频耐压试验直流耐压试验电路图电缆直流耐压试验1）安全措施（注意另一端的安全）2）注意杂散泄露电流的屏蔽3）注意与历史数据的比对4）电缆本体温度对泄露电流的数值影响很大（季节差、试验前电缆负荷状况、电缆埋设环境等）XLPE 电缆例行试验项目l 导体直流电阻测定l 交流耐压试验l 局部放电试验l 外护层耐压试验（对护层绝缘有要求的电缆）XLPE 电缆交接试验项目l 五阻值测量：（主绝缘电阻、外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻、铜屏蔽电阻和导体电阻）（后四项仅对10kV35kV 等级电缆）l 主绝缘耐压试验（0.1Hz、1300Hz 变频谐振）l 交叉互联系统l 相位检查l 外护层耐压试验(66kV 及以上）XLPE 电缆预防性试验l 主绝缘电阻值、外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻的测量(注：发现外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻有问题时，进行铜屏蔽电阻和导体电阻的测量）l 交叉互联系统（66kV 及以上）l 主绝缘耐压试验（0.1Hz、1300Hz 变频谐振）