10KV高压电缆课件解析

电缆公司技术部电缆基础知识一、什么是电缆？电缆是指外包绝缘的绞合线芯。二、电缆的作用是什么？电缆的作用传输和分配电能.三、电缆线路的优缺点优点：1.电缆敷设在地下，基本上不占用地面空间。2.供电可靠性高。3.适用于特殊地方。对于跨度大，不宜架设架空线的过江、过河线路多采用电缆；为了避免架空线对船舶通航或无线电造成干扰，也多采用电缆；有的国防和军事工程，为了避免目标暴露。基本概念基本概念缺点：1.建设投资费用较高2.电缆线路一旦发生事故，故障侧寻和修复时间比较长3.电缆不容易分支4.城市地下管线越来越多，特别是燃气管线对电缆（沟）隧道安全运行构成严重威胁。电压等级不同，其结构不同。但归纳起来电缆的结构分为四部分：导体、绝缘层、屏蔽层和保护层。高压电缆结构四、交联聚乙烯电缆的结构基本概念1.导体（线芯）铜导体和铝导体，作用就是传输电能。一般由具有高电导系数和加工性能好的技术材料制成。高导电系数可以减小导体损耗，加工性能好便于线芯拉制和绞合等加工。电缆的生产和敷设过程中，经常需要弯曲，为满足电缆的柔软性和可曲度的要求，较大截面电缆导体由多根较小直径的导体绞合而成。10KV及以上交联聚乙烯电缆，均采用圆形规则绞合导体结构。导体线芯的大小按照横面积计算。比如高压XLPE绝缘电缆，常用的线芯截面有300，400,630,1000，1200，1600,2000,等。对于大截面导体，为了减小集肤效应，应采用分割导体结构。（800作为分界线）。2，4内、外半导电屏蔽层半导电屏蔽层是电阻率很低且较薄的半导电层，它是改善电缆绝缘内电力线分布的一项措施，内屏蔽也称为导体屏蔽，外屏蔽称为绝缘屏蔽。导体屏蔽是包覆在导体上的非金属或金属电气屏蔽，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，使导体和绝缘界面表面光滑，消除界面处空隙对电性能的影响，避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。3.绝缘层交联聚乙烯，简称XLPE，起绝缘的作用。这种绝缘材料要求应具备的主要性能包括：高的击穿场强（脉冲、工频、操作波）；低的介质损耗角正切；相当高的绝缘电阻；优良的耐树枝（移滑）放电、局部放电性能；具有一定的柔软性和机械强度；绝缘性能长期稳定等。5.缓冲层分为两层：半导电阻水带、铜丝布6.皱纹铝护套径向阻水、机械保护、满足短路电流和静电屏蔽的作用。7.沥青防止皱纹铝护套受到腐蚀8.外护套保护电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及外力直接损坏电缆，因此它的质量对电缆的使用寿命有很大的影响。9.石墨石墨涂层作为外护套试验用电极。YJV单芯(截面小于500mm2)结构示意图铜带屏蔽绝缘屏蔽XLPE绝缘导体屏蔽导电线芯PVC外护套导电线芯半导电包带导体屏蔽XLPE绝缘绝缘屏蔽无纺布铜带PVC外护套YJV单芯(截面大于500mm2)结构示意图导电线芯导体屏蔽绝缘绝缘屏蔽铜带屏蔽填充无纺布内护套铜带铠装外护套YJV22结构示意图外护套无纺布填充铜带屏蔽绝缘屏蔽绝缘导体屏蔽导电线芯YJV三芯结构示意图中低压电缆结构电缆命名和型号高压电缆命名1.代号铜导体――――――T铝导体――――――L交联聚乙烯绝缘――YJ皱纹铝护套――――LW铅护套――――――Q纵向阻水结构―――Z聚氯乙烯外护套――02聚乙烯外护套―――03阻然―――――――ZR低烟低卤―――――DD低烟低卤阻然―――DDZR2.型号外护套金属护套导体绝缘YJLW02YJLW03YJLW02-ZYJLW03-ZZR-YJLW02ZR-YJLW03DD-YJLW02DD-YJLW03DDZR-YJLW02DDZR-YJLW033.产品的规格：用额定电压、导体芯数和导体截面积表示。4.电缆的表示方法:电缆用型号、规格和标准编号表示举例：额定电压64/110kV、单芯、铜导体、标称截面积为800mm2、交联聚乙烯绝缘、皱纹铝护套、聚乙烯外护套电力电缆，表示为：YJLW0364/110kV1×800mm2GB/T11017.2-2002又例如：YJLV22-8.7/103X120GB/T12706.2-2008铝芯交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽钢带铠装聚氯乙烯外护套电力电缆，额定电压为8.7/10KV，三芯，标称截面积120mm2各类护层（套）常用材料特性聚氯乙烯（PVC）优点：采用聚氯乙烯做外护套，加工方便；电缆柔软，容易弯曲；阻燃性能优良；耐气候和耐化学腐蚀性好缺点：燃烧时释放HCL等有毒气体，并伴有浓烟各类护层（套）常用材料特性聚乙烯（PE）按密度分为：高密度PE、中密度PE、线性低密度PE聚乙烯阻水性能好，不含卤族元素，但是阻燃性能不好，采用低密度PE材料时，其机械性能与PVC相当。采用高密度PE材料时电缆机械性能好，但电缆结构弯曲性欠佳。如采用价格较贵的线性低密度PE，仍属ST7型，具有高密度PE的机械特性，且具有较好的弯曲性能。热塑弹性护套包括氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯等热塑弹性一体材料，护套柔软，且耐磨性也很好，产品表面也很光洁。各类护层（套）常用材料特性外护套除了对PE和PVC的选择外，还有一些特殊要求，如：阻燃，防白蚁等。对于阻燃电缆，分为含卤阻燃电缆和无卤低烟阻燃电缆两大类。含卤阻燃电缆的外护套全部或部分采用含卤的聚氯乙烯（PVC）阻燃材料，因为具有良好的阻燃性能，但是在电缆在燃烧时会释放具有腐蚀性的卤酸气体，大大妨碍消防工作，因此在认可密度较高的公众场所宜选用无卤阻燃电缆。在人口密度较小的作业区可以任选一种阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆与含卤阻燃电缆相比，有低腐蚀，低烟的优点，但是电性能及机械性能明显降低。电力电缆敷设电缆敷设的基本要求1.电缆的路径选择GB50127-2007对电缆路径的选择有一下规定（1）应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害。（2）满足安全要求条件下，应保证电缆路径最短。（3）应便于敷设、维护。（4）宜避开将要挖掘施工的地方。2.电缆弯曲半径要求交联电缆在敷设时涉及到方向的改变，其转弯半径应满足电缆允许弯曲半径要求。电缆材料和结构特性决定了电缆承受弯曲有一定的限度，过度的弯曲将造成绝缘层和护套的损伤，甚至使该段电缆完全被破坏。因此，在电缆敷设规程中，根据电缆绝缘材料和护层结构不同，规定了以电缆外径的倍数作为最小弯曲半径，对交联聚乙烯电缆，其允许弯曲半径如下表：电缆允许最小弯曲半径(表中D为电缆外径)电缆类别三芯单芯XLPE电缆66KV及以上15D20D35KV及以下16D12D3.电缆敷设温度的要求由于电缆的绝缘在低温时会变脆，所以施放电缆时应注意温度的限制。XLPE电缆的允许敷设最低温度为0摄氏度。电缆的敷设温度最好高于5摄氏度。4.电缆排列为了避免电缆间的相互影响，满足安全运行的要求，便于维护，一般电缆在架上的排列应满足以下要求。（1）电缆在支架、托架上从上到下排列顺序一般为：从高压到低压，从强电到弱电，从主回路到次要回路，从近处到远处。（2）同一支（托）架电缆排列以少交叉为原则，一般为近处在两边，远处放中间，必须交叉时应尽量在始端处进行。电缆相互间应有一倍电缆外径的空隙。（3）支架层数受通道空间限制时，35KV及以下的相邻电压等级电缆，可排列于同一支架上。（4）同一重要回路的工作与备用电缆实行耐火分隔时，用配置在不同层的支架上。电缆敷设方式直埋敷设排管敷设电缆沟敷设隧道敷设桥架敷设水底敷设1.直埋敷设直埋敷设是电缆敷设安装办法中最简单、费用最少的一种，施工方便，不需要大量的前期土建工程，施工周期短，并且投资相对较好，散热好，能有效的防火和可燃气体的损伤。缺点是不能有效防止外来机械损伤和土壤中的酸碱腐蚀、白蚁和鼠害；电缆故障恢复和更换电缆需重新开挖路面，不便于检修和扩容。2.排管敷设将电缆敷设与预先排好的电缆排管中的安装方式称为电缆排管敷设。采用此种方式敷设，电缆受外力破坏的影响小，占地少，能承受大的负荷，电缆敷设无相互影响。适用于交通繁忙、地下走廊拥挤、并列敷设电缆较多地段。为便敷设每隔一段距离应设工井。其缺点是：管道建设费用较大，不易弯曲，电缆热收缩会引起金属护套的疲劳，施工复杂，电缆敷设、检修和更换不方便，当管道内电缆或工井内接头发生故障时，需更换两座工井之间的整段电缆，费用较高，且因散热不良对电缆载流量有一定的影响。3.电缆沟敷设电缆沟采用钢筋混凝土或砖砌结构，盖板采用预制钢筋混凝土，电缆沟具有投资相对较小、占地少、走向灵活且能容纳较多电缆，便于电缆敷设、故障电缆更换、电缆扩容、电缆事故查找及定点等优点。缺点是沟内空间小检修维护不变，容易积水，对采用此方式敷设电缆还需要做好防火防爆措施等。4.电缆隧道敷设电缆隧道能容纳大量电缆，具有敷设、检修和更换电缆方便等优点。缺点是投资大、耗材多，易积水，对防火、可燃气体爆炸要采取可靠措施，运行费用较高。电缆防火措施对于交联聚乙烯电缆，XLPE材料本身为易燃材料，在电流存在情况小，即使采用阻燃护套也一样会燃烧。因此，防火措施非常重要，通常可采用的措施包括：（1）为防止电缆着火后使整条线路延燃和漫延到其他重要部门，在电缆穿过竖井、墙壁、楼板或进入电气盘、柜的引洞处，用防火堵料密实堵封。（2）在重要电缆沟和隧道中，要求分段（一般为200米）或用软质耐火材料设置防火墙，竖井中每隔7m设置防火隔层。（3）对重要回路的电缆，可单独敷设于专门的沟道中或耐火封闭槽盒内，或对其施加防火涂料及防火包带。（4）在电缆接头两侧及相邻电缆2-3m长区段，增加防火涂料或防火包带。（5）对于在外部火势作用一定时间内维持通电电缆的，应选用耐火性材料。除此之外，电缆隧道内还可施放灭火装置和报警器。电缆附件电缆终端和电缆接头统称为电缆附件，它们是电缆线路中必不可少的组成部分。电缆终端是安装在电缆线路末端，具有一定的绝缘和密封性能，用以将电缆与其他电气设备相连接的电缆附件。电缆接头是安装在电缆与电缆之间，使两根及以上电缆导体联通，并具有一定绝缘、密封性能的附件。下面框图对35kV及以下中低压电缆和110kV及以上交联电缆附件分类进行了较为全面的概括。35KV及以下电缆附件分类图中低压电缆附件终端户外终端户内终端瓷套式设备终端绕包式固定式可分离式模塑式绕包式塞止接头湿式（灌绝缘油）热收缩式铅管式瓷套式金属盒式固定式瓷套式金属盒式接头挤包绝缘电缆附件油浸绝缘电缆附件过渡接头接头终端设备终端户内终端户外终端冷收缩式热收缩式浇筑式预制式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式螺旋式插入式带电插拔不带电插拔带负荷插拔不带负荷插拔冷收缩式热收缩式预制式浇筑式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式干式（不带灌绝缘油）绕包式浇铸式热收缩式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式铸铁盒式浇铸式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式塑料套管式塑料手套式热收缩式冷收缩式浇铸式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式热收缩式冷收缩式浇铸式环氧树脂浇铸式聚氨酯浇铸式烯酸酯浇铸式110KV及以上XLPE电缆附件分类高压交联电缆附件终端中间接头开敞式终端封闭类终端户外终端户内终端GIS终端变压器终端绕包式预制式橡胶应力锥包袋模塑式应力锥扩张后直接套在电缆绝缘上用弹簧装置压紧压力锥应力锥与电缆绝缘不直接接触直通型中间接头绝缘型中间接头绕包型预制型包带模塑型挤塑型组装预制式整体预制式附件安装类别中间接头安装终端头安装交叉互联箱安装护套接地箱电缆附件的基本要求电缆中间接头盒终端头，一般来说，是整个电缆线路的薄弱环节。根据我国各地电缆事故统计，约有70%的事故发生在终端头和中间接头上，而接头所占比例更高。由此可见确保电缆接头的质量，对电缆线路的安全运行意义很大。对电缆接头的制作基本要求大致归为以下几点：（1）导体连接良好。（2）绝缘可靠。（3）密封良好。（4）足够的机械强度。除了上述基本要求之外，还要尽可能考虑到结构简单、体积小、材料省、安装维护简便，并且兼顾到造型美观。电缆附件制作对作业环境的要求1.作业环境温度在0摄氏度以上，相对湿度80%以下；2.有合适的操作场地，施工现场干净，附件不能沾染尘土；3.严禁在雨、雪、暴风天气施工；4.夜间施工要求有足够的照明和警示路人光亮标志；5.高空作业应