万达潜油泵电缆应知应会知识

潜油泵电缆应知应会知识潜油泵电缆应知应会知识二〇一三年七月山东万达电缆有限公司油矿电缆厂发布潜油泵电缆应知应会知识1一、潜油泵电缆介绍潜油泵电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中。为使电泵机组长期正常运行，要求与之相配套的潜油电缆具有较高的电气性能：耐高温、高压和耐腐蚀、因此，潜油电缆与普通动力电缆相比，除具有相同的绝缘性外，还具有适应油井井下运行的特殊性，主要表现在结构和绝缘材料与通用的动力电缆不同。1.潜油电泵机组安装示意图潜油泵电缆应知应会知识22.生产工艺流程图二、电缆表示方法1.形状特征代号a）圆形，用Y表示；b）扁形，省略。2.绝缘材料代号a）聚丙烯（包括改性聚丙烯），用P表示；b）乙丙橡胶，用E表示；c）交联聚乙烯，用YJ表示；潜油泵电缆应知应会知识3d）聚酰亚胺-F46复合薄膜/乙丙橡胶组合绝缘，用YE表示；e）聚酰亚胺-F46复合薄膜/聚全氟乙丙烯组合绝缘，用YF表示。3.护套（包括内护套）材料代号a）铅（铅合金），用Q表示；b）乙丙橡胶，用E表示；c）氯磺化聚乙烯，用H表示；d）丁腈聚氯乙烯复合物，用F表示；e）丁腈橡胶，用N表示。4.铠装护层代号a）蒙乃尔钢带铠装，用M表示；b）镀锌钢带铠装，省略；c）不锈钢带铠装，用X表示。5.型号表示方法QY□□□□□-□/□温度等级芯线×截面，mm2额定电压，kV形状特征代号铠装护层代号内护层代号绝缘代号电缆代号（引接电缆用QYJ表示）温度等级：导体最高工作温度分为90℃（90），120℃（120），150℃（150），180℃（180），204℃（204）。示例1：额定电压3kV，聚丙烯绝缘，丁腈橡胶内护套，蒙乃尔钢带铠装3×16mm2导体最高工作温度90℃扁形潜油电缆，表示为：QYPNM3-3×16/90。示例2：额定电压6kV，乙丙橡胶绝缘，乙丙橡胶护套，镀锌钢带铠装3×20mm2导体最高工作温度120℃圆形潜油电缆表示为：QYEEY6-3×20/120。示例3：额定电压6kV，聚酰亚胺-F46复合薄膜/乙丙潜油泵电缆应知应会知识4橡胶组合绝缘，铅内护套，蒙乃尔钢带铠装3×10mm2导体最高工作温度120℃引接电缆，表示为QYJYEQM6-3×10/120。三、电缆技术工艺参数1.电缆规格、基本参数应符合表1的要求。表1电缆规格、基本参数芯数标称截面mm2/AWG导体根数/单线标称直径mm外形尺寸不大于圆电缆mm2扁电缆mm×mm引接电缆mm×mm3kV6kV3kV6kV3kV6kV310/71/3.57————11.5×28.512.5×32313/61/4.12——14.5×37.5—11.5×29.513×34316/51/4.62333515×3916×4113×31.513.5×35320/41/5.19343616×4017×42.514×3315×37333/21/6.54；7/2.50384018×4618.5×48.5——表1（续）芯数标称截面mm2/AWG导体根数/单线标称直径mm外形尺寸不大于圆电缆mm2扁电缆mm×mm引接电缆mm×mm3kV6kV3kV6kV3kV6kV342/11/7.35；7/2.85404219×4919×51——353/07/3.16424420×5020.5×53——注：以上电缆的外形尺寸为国标规定值，实际生产的外形尺寸应按客户的技术工艺要求生产。特别是引接电缆的外形尺寸，必须严格按照，电缆配套壳体要求生产，否则无法使用。2.直流耐压：电缆直流耐压测试的试验电压见表2。试验电压维持5min不击穿，且试验电压下所测得的泄漏电流值经过校正后不得大于标准值。该标准值是在15.6℃时根据相应的试验电压与最低绝缘电阻值之比计算得出。表2电缆直流耐压测试的试验电压潜油泵电缆应知应会知识5电缆耐压等级kV绝缘层厚度mm制造电缆kV验收电缆kV31.9272262.335283.导体不平衡度：三相直流电阻不平衡率不应大于2%。4.交流耐压：50Hz交流耐压试验5min不击穿。试验电压见表3。表3电缆交流耐压测试的试验电压单位为千伏电缆的额定电压（相对相）试验电压396135.20℃时导体直流电阻标准值见表4。表420℃时导体直流电阻标准值导体标称截面mm2/AWG导体根数/导体标称直径mm实际导体截面mm220℃时导体直流电阻Ω/km≤不镀锡镀锡10/713/616/520/433/242/153/01/3.571/4.121/4.621/5.191/6.541/7.351/8.2510.613.316.821.133.542.453.41.831.391.150.840.540.430.341.841.401.160.860.560.440.356.长度：电缆长度不应小于标称长度。7.引接电缆：井下电缆由动力电缆和引接电缆两部分组成，一般要求引接电缆的长度超出泵出口不应小于2m，也可按用户要求执行。8.带电缆头的引接电缆电性能：在与动力电缆连接前，测量其绝缘电阻值热塑性塑料绝缘应大于1000MΩ·ｋｍ、热固树脂绝缘应大于800MΩ·ｋｍ。9.电缆导体标称直径公差符合下列规定：潜油泵电缆应知应会知识6圆导体：±1%导体标称直径。镀锡圆导体：+2%-1%导体标称直径（d≤4mm）；+3%-1%导体标称直径（d4mm）。10.电缆头（带引接电缆）做直流耐压试验5min不击穿。试验电压见表5。表5电缆头直流耐压测试的试验电压单位为千伏电缆的额定电压（相对相）试验电压31862411.电缆绝缘层、护套层应做机械物理性能试验：技术指标应符合表6、表7、表8、表9、表10、表11表和12的规定。12.扁形电缆缆芯和圆形电缆护套外应分别有Z型和S型钢带联锁铠装层。铠装钢带有镀锌铠装钢带、不锈钢铠装钢带和蒙乃尔铠装钢带。表6乙丙橡胶、交联聚乙烯技术指标序号项目单位指标乙丙橡胶交联聚乙烯E1E21老化前试样抗张强度中间值min断裂伸长率中间值minMPa%515069012.52002空气烘箱热老化试验老化条件温度时间老化后抗张强度变化率max老化后断裂伸长率变化率max℃h%%135±21683030135±21683030135±216825253热延伸试验试验条件空气温度载荷时间机械应力℃minkPa250±315200250±315200200±315200潜油泵电缆应知应会知识7载荷下伸长率max冷却后永久变形max%%1751517515175154耐油试验（采用20号机油）试验条件温度时间抗张强度变化率max断裂伸长率变化率max℃h%%121±2184545121±2184040————aE1在井温小于等于120℃使用。bE2在井温120℃以上、150℃及以下使用。表7聚丙烯（包括改性聚丙烯）技术指标序号项目单位指标1老化前试样抗张强度min断裂伸长率minMPa%212002空气烘箱热老化试验老化条件温度时间老化后抗张强度变化率max老化后断裂伸长率变化率max℃h%%135±216830303氧化诱导期，200℃铜minmin304电性能体积电阻系数，20℃≥介质损耗角正切(tgδ)50Hz或1MHz≤介电常数50Hz或1MHz击穿强度，室温≥Ω·cmkV/mm10160.0052～3255熔融指数≤3.0表7（完）序号项目单位指标6脆化温度≤℃-57高温压力试验试验温度试验时间压痕深度≤℃h%150435表8丁腈橡胶及丁腈聚氯乙烯复合物护套技术指标序号项目单位指标丁腈橡胶丁腈聚氯乙烯复合物1老化前试样抗张强度min断裂伸长率minMPa%12300102502空气烘箱热老化试验老化条件温度℃100±2121±2潜油泵电缆应知应会知识8时间老化后抗张强度变化率max老化后断裂伸长率变化率maxh%%168505016820303耐油试验（采用20号机油）试验条件温度时间抗张强度变化率max断裂伸长率变化率max℃h%%121±2184040121±2184040表9乙丙橡胶护套技术指标序号项目单位指标1100%伸长时（定伸）的抗张强度minMPa2.22老化前试样抗张强度min断裂伸长率minMPa%5.5603空气烘箱热老化试验老化条件温度时间老化后抗张强度变化率max老化后断裂伸长率变化率max℃h%%135±216830504耐油试验（采用20号机油）试验条件温度时间抗张强度变化率max断裂伸长率变化率max℃h%%121±2184040表10氯磺化聚乙烯护套技术指标序号项目单位指标1老化前试样抗张强度中间值min断裂伸长率中间值minMPa%102502空气烘箱热老化试验老化条件温度时间老化后抗张强度变化率max老化后断裂伸长率中间值min变化率max℃h%%%120±216830—－403热延伸试验试验条件空气温度载荷时间机械应力载荷下伸长率max冷却后永久变形max℃minkPa%%200±31520017515潜油泵电缆应知应会知识94浸油试验（采用20号机油）试验条件油液温度浸油时间浸油后抗张强度变化率max浸油后断裂伸长率变化率max℃h%%100±224－40－40表11聚酰亚胺－F46复合薄膜技术指标序号项目单位指标1外观透明或半透明的金黄色薄膜，表面平滑无针孔、气泡和导电杂质，边缘整齐无破损2厚度mm0.045～0.075（±0.006）3长度m≥404抗张强度MPaFHF：≥80HF：≥905断裂伸长率%≥406剥离强度N/2.5cm≥67击穿强度MV/m≥1208体积电阻率（室温）Ω·cm≥10159表面电阻率Ω≥101310介电常数106Hz2～311介质损耗角正切室温106Hz0.001注：FHF表示双面复合薄膜，HF表示单面复合薄膜。表12聚全氟乙丙烯技术指标序号项目单位指标1抗拉强度MPa≥172伸长率%≥2753介电常数106Hz≤2.154介质损耗角正切106Hz≤7×10-413.电缆绝缘层、护套层标称厚度及公差应符合表13的规定。表13绝缘层、护套层标称厚度及公差单位为毫米电缆类型规格绝缘层内护套层钢带厚度钢带宽度标称值δ公差标称值δ公差引接电缆3kV1.0厚度平均值≥δ最薄处厚度≥0.9δ-0.10.8厚度平均值≥δ最薄处厚度≥0.312.76kV1.50.8≥0.412.7扁电缆3kV1.91.3≥0.512.7潜油泵电缆应知应会知识106kV2.31.3≥0.8δ-0.2≥0.512.7圆电缆3kV1.92.0≥0.512.76kV2.32.0≥0.512.7注1：扁电缆内护套层材料采用铅时，标称厚变为1.0mm。注2：电缆绝缘层材料采用聚全氟乙丙烯时，标称厚度为0.8mm。三、电缆的选型：潜油泵电力电缆是潜油电泵机组配套使用的专用电缆，敷设于油井中，电缆下端与引接电缆相连，上端与地面控制柜相连接。在选型时一定要考虑到油井中工作条件恶劣，常处于高温、高压，以及含油气等腐蚀性很强的环境中。潜油泵电力电缆可分为圆形和扁形两种。受油井套管狭小空间的限制，通常潜油泵电力电缆以扁形为主。由于扁形电缆是非对称结构，当电力传输时，因磁场的不平衡而产生的电磁感应会引起磁滞损耗，使电缆发热。当油井套管尺寸允许的情况下宜采用圆形电缆。结构对称的圆形电缆其产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好，在油井中敷设时也便于收、放线。1.按耐温等级分为：90℃潜油电缆：聚丙烯绝缘，丁腈护套。120℃潜油电缆：三元乙丙绝缘，铅护套。150℃潜油电缆：FHF(亚胺膜)与EPDM(乙丙胶)绝缘,铅护套。205℃潜油电缆：FHF与FEP(聚全氟乙丙烯)绝缘，FEP护套。潜油泵电缆应知应会知识11260℃潜油电缆：FHF与PFA（全氟烷氧基乙烯基醚共聚物）绝缘，PFA护套。2.按导体线规分为：7#，10mm2潜油电缆6#，13.2mm2潜油电缆5#，16mm2潜油电缆4#，20mm2潜油电缆2#，33.5mm2潜油电缆1#，42.5mm2潜油电缆3.常用电缆型号规格及参数：潜油泵电缆应知应会知识121)QYEQ型潜油电力电缆●使用范围及执行标