电力电缆

《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆教学内容本节教学内容一、电力电缆的用途二、电力电缆的基本结构三、电力电缆的型号四、电力电缆的种类及特点五、电力电缆的连接附件六、电力电缆的安装和维护首页《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆一、电力电缆的用途优点：防潮、防腐、防损伤，不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻，基本不受外力和气象条件影响、运行安全可靠缺点：造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难于发现和排除故障电力电缆主要用于：发电厂、变电站的进出线；跨越海峡、山谷及江河地区；大城市缺少空中走廊的地区；国防等特殊需要的地区《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆二、电力电缆的基本结构1.电缆线芯1－导体；2－相绝缘；3－纸绝缘；4－铅包皮；5－麻衬；6－钢带铠甲；7－麻被；8－钢丝铠甲；9－填充物传导电流。通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆2.绝缘层使各导体之间及导体与包皮之间相互绝缘。使用的材料：橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、棉、麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油、气体等。3.保护层保护导体和绝缘层，防止外力损伤、水分侵入和绝缘油外流。分内保护层和外保护层。内保护层由铝、铅或塑料制成，外保护层由内衬层和外被层组成。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆三、电力电缆的型号如CYZQ102220/1×4表示铜芯、纸绝缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯乙稀护套、额定电压220kV、单芯、标称截面积400mm²的自容式充油电缆。1234567—8ZR－阻燃，NH－耐火，ZA（IA）－本安，CY－自容式充油电缆绝缘层代号。V－聚氯乙烯，Y－聚乙烯或聚烯烃，YJ－交联聚乙烯或交联聚烯烃，X－橡皮，Z－纸导体代号。T－铜芯缺省表示，L－铝芯内护层（护套）代号。V－聚氯乙烯，Y－聚乙烯，Q－铅包，L－铝包，H－橡胶，HF－非燃性橡胶，LW－皱纹铝套，F－氯丁胶特征代号。统包型不用表示，F－分相铅包分相护套，D－不滴油，CY－充油，P－屏蔽，C－滤尘器用，Z－直流铠装层代号。0－无，2－双钢带（24－钢带、粗圆钢丝），3－细圆钢丝，4－粗圆钢丝（44－双粗圆钢丝）外被层代号。0－无，1－纤维层，2－聚氯乙烯护套，3－聚乙烯护套额定电压。以数字表示，kV《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆四、电力电缆的种类及特点（1）按电压等级分（2）按电缆导电线芯截面分（3）按电缆芯数分低压电缆（1kV及以下）；中压电缆（3、6、l0、35kV）；高压电缆（60kV及以上）。2.5，4，6，110，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，625，800mm2。单芯、双芯、三芯、四芯。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆（4）按传输电能的形式分（5）按特殊需求分（6）按电缆绝缘材料和结构分油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆（简称塑力电缆）、交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）、橡皮绝缘电缆、高压充油电缆等。直流电缆和交流电缆。输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和光纤复合电缆等。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆四、电力电缆的种类及特点1.油浸纸绝缘电缆2.聚氯乙烯电力电缆3.交联聚氯乙烯电力电缆4.橡胶绝缘电力电缆5.高压充油电力电缆6.SF6气体绝缘电缆主绝缘用经过处理的纸浸透电缆油制成，适用于35kV及以下的输配电线路。优点：绝缘性能好、耐热能力强、承受电压高、使用寿命长黏性浸渍电缆：将电缆以松香和矿物油组成的黏性浸渍剂充分浸渍，其额定电压为1～35kV。不滴流电缆：采用与黏性浸渍电缆完全相同的结构尺寸，以不滴流浸渍剂的方法制造，敷设时不受高差限制。主绝缘采用聚氯乙烯，内护套大多也是采用聚氯乙烯。主要用于6kV及以下电压等级的线路。优点：电气性能好、耐水、耐酸碱盐、防腐蚀、机械强度较好、敷设不受高差限制，可垂直敷设。缺点：塑料易老化，绝缘强度低，介质损耗大，耐热性能差，并且燃烧时会释放氯气，对人体有害，对设备有严重腐蚀作用。1－线芯；2－聚氯乙烯绝缘；3－聚氯乙烯内护套4－铠装层；5－填料；6－聚氯乙烯外护套1－线芯；2－线芯屏蔽；3－交联聚乙烯绝缘；4－绝缘屏蔽；5－保护带；6－铜丝屏蔽；7－螺旋铜带；8－塑料带；9－中心填芯；10－填料；11－内护套；12－铠装层；13－外护层主要绝缘材料为交联聚乙烯，用于1～110kV线路。在35kV及以下电压等级，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油浸绝缘电缆。优点：结构简单、外径小、质量小、耐热性能好、线芯允许工作温度高（长期90℃，短路时250℃）、比相同截面的油浸纸绝缘电缆允许载流量大、可制成较高电压级、机械性能好、敷设不受高差限制、安装工艺较为简便。缺点：抗电晕和游离放电性能差。1－线芯；2－线芯屏蔽层；3－橡皮绝缘层；4－半导电屏蔽层；5－铜带屏蔽层；6－填料；7－橡皮布带；8－聚氯乙烯外护套绝缘材料为橡皮，主要用于35kV及以下电力线路。优点：柔软性好，弯曲方便，防水及防潮性能好，具有较好的耐寒性能、电气性能、机械性能、化学稳定性。缺点：耐压强度不高，耐热、耐油性能差且绝缘易老化，易受机械损伤。特点：铅套内部有油道。油道由缆芯导线或扁铜线绕制成的螺旋管构成。在单芯电缆中，油道就直接放在线芯的中央；在三芯电缆中，油道则放在芯与芯之问的填充物处。额定电压等级为110～330kV的单芯充油电缆最具有代表性。充油电缆的纸绝缘是用黏度很低的变压器油浸渍的，电缆的铅包内部有油道，里面也充满粘度很低的变压器油。在连接盒和终端盒处装有压力油箱，补偿电缆中油体积因温度变化而引起的变动，以保证油道始终充满油，并保持恒定的油压。主绝缘为SF6气体，即将单相或三相导体封在充有SF6气体的金属圆筒中，带电部分与接地的金属圆筒间的绝缘由SF6气体来承担。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆四、电力电缆的种类及特点（1）刚性外壳（2）绕性外壳单芯电缆外壳材料一般采用非磁性铝合金，结构设计成同轴型。三芯电缆外壳采用钢管，三芯结构又可分为三芯均置和三芯偏置两种，均置结构用于输电管路中，外壳尺寸可以缩小；三芯偏置结构用于全封闭组合电器的母线筒中，出线比较方便。电缆导体采用铝管，长度一般为12～18米，相互连接采用插入式结构，每隔一定距离用环氧树脂浇绝缘子支撑，绝缘子间距3～6m。外壳采用波纹状铝合金管，导体采用波纹状铝管，长度可达80米，采用盘形环氧树脂浇绝缘子支撑，间距仅0.6m。SF6气体绝缘电缆在工厂中通常制成每段长10～18m（取决于运输条件），然后运输到现场后再将各段连接起来。所有的SF6气体绝缘电缆的外壳都在电缆的两端（有可能还应在中间部分）使之接地。对于单芯结构的电缆，每隔一定长度还应把三相的三个外壳连接在一起。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆四、电力电缆的种类及特点优点：（1）适宜于远距离输送。（2）额定电流大。（3）增高气体压力提高SF6气体绝缘的性能和额定电压。（4）SF6气体绝缘电缆的波阻抗大，与架空线连接时对行波的反射减少。（5）SF6气体绝缘电缆解决高落差地区的电缆输电问题。（6）无着火危险。适用场所：（1）超高压大容量的功率传输，目前额定电压可达500kV，额定电流为3000～5000A。（2）用于大城市中大容量的供电。（3）用于SF6全封闭组合电器与架空线之间的连接（4）用于高落差地区油纸绝缘电缆无法使用的场所《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆五、电力电缆的连接附件1.电缆终端2.电缆中间接头3.电缆接头的材料类型4.电缆接头的的技术要求具有一定绝缘和密封性能，安装在电缆线路末端，将电缆与其他电气设备相连接。作用：电缆终端绝缘、导体连接、密封和保护。分类：(1)按使用场所分：户内终端、户外终端、设备终端、GIS终端；(2)按所用材料分：热缩型、冷缩型、橡胶预制型、绕包型、瓷套型、浇铸（树脂）型；(3)按外形结构分：鼎足式、扇形、倒挂式等。安装在电缆与电缆之间，将一段电缆与另一段电缆连接起来，起连接导体、绝缘和密封保护的作用。按功能为：普通接头（直线接头）、绝缘接头、塞止接头、分支接头、过渡接头、转换接头、软接头等按材料分：热缩型、冷缩型、绕包型（带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、预制件装配型、浇铸(树脂)型、注塑型等（1）绕包型：用自粘性橡胶带绕包制作；（2）热缩型：各种热收缩管材料、热收缩分支套、雨裙等和配套用胶在现场加热收缩组合成；（3）预制型：应力锥、套管、雨罩等，现场套装在电缆末端构成；（4）模塑型：用辐照交联热缩膜绕包后用模具加热使其熔融成整体作为加强绝缘而构成；（5）弹性树脂浇注型：用热塑性弹性体树脂现场成型。(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《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆六、电力电缆的安装和维护1.电力电缆的敷设（1）电缆敷设方法（2）电缆的敷设要求1）电缆隧道：适用于敷有大量电缆的，诸如汽机厂房、锅炉厂房、主控制楼到主厂房、开关室及馈线电缆数量较多的配电装置等地区。2）电缆沟道：适用于电缆较少而不经常交换的地区、辅助车间及架空出线的配电装置。3）排管式电缆：一般适用于与其他建筑物、铁路或公路互相交叉的地带。4）直埋式电缆：一般适用于汽机厂房、输煤栈桥、锅炉厂房运转层等。5）电缆桥架敷设：特别适用于架空敷设全塑电缆。1）敷设顺序：先电力电缆，再控制电缆；先集中电缆，再较分散电缆；先较长电缆，再较短电缆。2）排列布局：电力电缆和控制电缆应分开排列，同一侧的支架上应尽量将控制电缆放在电力电缆的下面，对于高压冲油电缆不宜放置过高。3）一般工艺要求：横看成线、纵看成片，引出方向、弯度、余度相互间距、挂牌位置一致，避免交叉压叠，整齐美观。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆六、电力电缆的安装和维护2.电力电缆的维护（1）挖掘时必须有电缆专业人员在现场监护，交待施工人员有关注意事项，以防止在电缆线路上面挖掘损伤电缆。（2）清扫户内外电缆、瓷套管和终端头，检查终端头内有无水分，引出线接触是否良好，接触不良者应予以处理。（3）保证沟内清洁，不积水。（4）当电缆线路上的局部土壤含有损害电缆铅包的化学物质时，应将该段电缆装于管子中，并用中性土壤作电缆的衬垫及覆盖，在电缆上涂以沥青等，以防止电缆被腐蚀。（5）电缆线路发生故障后，必须立即进行修理，以免拖延时间太长使水分大量浸入，而扩大损坏的范围。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆六、电力电缆的安装和维护3.电缆的故障测试一般包括故障测距和精确定点。电桥法：利用电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积相等，而电缆的长度和电阻成正比的原理进行测试。脉冲法：应用脉冲信号进行电缆故障测距。（1）低压脉冲法：向故障电缆的导体输入一个脉冲信号，通过观察故障点发射脉冲与反射脉冲的时间差进行测距。（2）脉冲电压法：对故障电缆加上直流高压或冲击高电压，使电缆故障点在高压下发生击穿放电，然后通过仪器观察放电电压脉冲在测试端到放电点之间往返一次的时间进行测距。（3）脉冲电流法与脉冲电压法相似，区别在于前者通过一线性电流耦合器测量电缆击穿时的电流脉冲信号，使测试接线更简单，电流耦合器输出的脉冲电流波形更容易分辨。《发电厂变电站电气设备》第八章母线、电力电缆及绝缘子第二节电力电缆思考练习思考练习1.电缆的作用是什么？其基本结构和各组成部分的作用是什么？2.电缆附件有几种？各有何作用