电力电缆

6kV~35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆电缆结构图一、电缆结构任何电力电缆从它的结构上来分析，大致可分为三大部分，即导体、绝缘屏蔽层和保护层。导体即电缆线芯，采用多股圆铝线或铜线紧压绞合而成。其表面光滑，避免引起电场集中，防止挤塑内半导屏蔽层的半导电材料进入导体，极大地阻止了水分沿纵向进入导体内部的可能性。绝缘屏蔽层包括：内外屏蔽层、铜屏蔽层及主绝缘。由于在制造过程中，导体和绝缘体的表面不可能制造得足够光滑来均匀导体和绝缘体表面的电场强度，因此在导体和绝缘体表面都各有一层半导屏蔽层来实现这一目的，这是内外屏蔽层存在的原因。半导屏蔽层的存在减少了局部放电的可能性，也可有效抑制水电树枝的生长；半导屏蔽层的热阻可使线芯上的高温不能直接冲击绝缘层。另外，外屏蔽层与金属护套等电位，避免在绝缘层与护套之间发生局部放电。主绝缘所用材料是交联聚乙烯，电缆绝缘主要靠该层。铜屏蔽层的存在是因为没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层。铜屏蔽带在安装时两端接地，使电缆的外半导屏蔽层始终处于零电位，从而保证了电场分布为径向均匀分布；在正常运行时铜屏蔽层导通电缆的对地电容电流，当系统发生短路或接地时，作为短路或接地电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用，以阻止电缆轴向沿面放电。保护层包括：内衬层、钢铠、外护套。内衬层和外护套所用材料一般均是聚氯乙烯(PVC)，它们与钢铠配合能起到防止绝缘层受到外力损伤和水分的侵入。二、电缆中间接头制作电缆中间接头制作类型很多，下面以应用较普遍的热缩式电缆中间接头为例，进行简单描述。电力电缆中间接头与电缆一起构成电力输送网络。中间接头的制作过程实际上就是对电缆各结构层进行恢复的过程。电缆中间接头主要是依据电缆结构的特性，既能恢复电缆的性能，又保证电缆长度的延长。制作电缆中间接头的目的是通过恢复电缆各结构层来恢复电缆的基本性能。电缆中间头制作时用导体连接金具将电缆两端线芯连接使电缆线芯导通；在连接管表面缠绕半导带，并与两端内半导屏蔽层搭接，保证内半导屏蔽层的导通性，用填充胶填充该半导带层，厚度不小于3毫米以恢复主绝缘的绝缘特性。将复合管在两段应力管之间，由中间向两端加热固定，并在复合管两端台阶处包绕防水胶后在防水胶上包绕半导电带，两端分别与铜屏蔽层及复合管半导层搭接来恢复外半导屏蔽层。将铜丝网与接头两端铜屏蔽层绑扎焊牢使两端铜屏蔽层连通，并用地线旋绕扎紧芯线，两端在铠装上扎紧焊牢，并在两侧屏蔽层上焊牢以恢复电缆接地(如果要求将电缆屏蔽铜带与钢带分开接地，则地线在两侧屏蔽层上扎紧焊牢后再用内护套管将电缆内护套恢复，再用钢带跨接线将两端铠装连接，然后安装热缩外护套管或金属护套管)。金属护套及密封套管安装好后，电缆的保护层就得到恢复。三、电缆中间接头制作注意事项电缆绝缘是组合绝缘的一个典型实例，它是由多种不同介质组合而成的，在不同介质的交界处和层与层、带与带的交接等处容易留有细微的气隙，成为局部放电的发源地。电缆绝缘结构复杂，不仅要注意垂直于介质层的切线场强分量的配合，还应注意平行于介质层的切线场强分量的配合。电极边缘处的沿面放电往往比介质层的击穿更容易发生。所以现场电缆中间头制作过程中应重点注意以下几个问题。1、电缆剥切要注意剥切一结构层时不能伤及其它结构层，以免对日后安全运行造成隐患。剥切时要注意：剥内衬层时不可伤及铜屏蔽；剥铜屏蔽时不可伤及外半导屏蔽层，铜屏蔽不可松带，切断处不可翘起尖角；剥外半导屏蔽层时不可伤及主绝缘；剥主绝缘时不可伤及线芯。外半导屏蔽层要倒45度角，且用细砂纸打磨；主绝缘要削铅笔头并使内半导屏蔽层外露适当长度，以便线芯连接管两端内半导屏蔽层搭接。2、线芯连接中低压电缆中间接头的连接一般采用压接法。如果压接管内径与导线线芯配合不当，空隙过大会使接头电阻值过大，正常运行时产生高温高热易造成主绝缘老化击穿。连接管、线芯表面的棱角、毛刺若不打磨光滑易造成电场集中引起尖端放电击穿。资料显示，连接芯线的接触电阻必须小于或等于回路中同一长度线芯电阻的1.2倍，抗拉强度一般不低于线芯强度的70%。必须满足电缆在各种运行状态下安全运行。其绝缘强度要留有一定裕度，密封性好，水分及导电不能侵入接头内。3、清洁交联聚乙烯电缆头制作对清洁工作有严格要求。电缆头制作过程中往往是露天作业，空气中的有害尘埃极易沾染到热缩附件及电缆的半导体及绝缘层上。在焊接地线、剥切半导屏蔽层或使用喷灯时留下的积炭等，如果制作过程中不注意清洁工作，会造成尘埃和积炭与热缩件结合在一起，从而造成电缆附件界面爬行放电，导致纵向电缆绝缘击穿。因此制作时要尽量选用环境较好的场地，同时在制作过程中的每一道工序完成后都要用专用清洁剂清洁，尤其是在焊接地线后的三叉口处，更应认真地清洁余留的焊渣及使用喷灯后留下的积炭，另外也要注意操作，不要戴有杂质的不干净手套，如天热流汗更要注意，以免手及脸上的汗水沾染到电缆附件上，确保制作过程的每道工序都保持清洁。制作过程中使用清洁工具对清洁工作也很重要。剥好的电缆头进行清洗时讲究一定的顺序，可沿主绝缘表面向半导屏蔽层方向进行清洗，连接管打磨后单独清洁；也可主绝缘、半导屏蔽层、连接管分别进行单独清洁，千万不能用接触过半导屏蔽层或连接管的清洁纸或白布去清洗主绝缘表面。剥除外半导屏蔽层后，应认真检查剥除刀口主绝缘层上有无粘连的黑色半导体，如有应用刀片或玻璃片清除，并打磨光滑。尘埃、杂质一般我们很难用肉眼直观的去评价需清洁部位的洁净程度。现场工作人员有时想当然的认为需清洁部位已很干净，无需再清洁或清洁不彻底。这种疏忽大意、不负责任的态度为日后安全运行留下极大隐患，是千万要不得的。4、应力处理电应力控制是中高压电缆附件设计中的极为重要的部分。电应力控制是对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制，也就是采取适当的措施，使得电场分布和电场强度处于最佳状态，从而提高电缆附件运行的可靠性和使用寿命。对于电缆中间接头，因为电缆外半导屏蔽层及电缆末端绝缘被切断所以引起电场畸变，若处理不好，电场分布不均匀，就极易造成电缆中间接头击穿。为了改善电缆绝缘屏蔽层切断处的电应力分布，现场中常用的方法是利用电缆附件中的应力管来缓解电场分布，从而降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了电缆的运行寿命。应力管使绝缘屏蔽层切断处的电场分布加以改善，电场强度分布相对均匀，避免了电场集中。交联电缆因内应力处理不良时在运行中会发生较大收缩，因而在安装附件时注意应力管与绝缘屏蔽搭盖不少于20毫米，以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。制作热缩型中间接头时，绝缘端部必须削成锥体，即制成反应力锥，同时必须将锥面用砂带抛光，这也是应力控制的措施。因为锥面的长度远大于绝缘端部直角边的长度，故而沿着锥面的切向场强远小于绝缘直角边的切向场强，沿锥面击穿的可能性大大降低，从而提高了接头的性能。5、台阶处理电缆剥切后，外半导屏蔽层与主绝缘表面会存在一台阶，要将外半导屏蔽层切断处倒45度角并用细砂纸打磨光滑，这是应力控制的重要措施之一。应力管与主绝缘表面的台阶处应用防水胶缠绕出一平滑过渡面，复合管两端台阶处亦要包绕防水胶使台阶成平滑过渡，这是密封防潮，防止局部放电等事故发生的有效措施。6、密封密封包括两层含义：一要防潮，二要尽量避免气隙的存在。(1)交联聚乙烯绝缘电缆含水是近几年来国际国内比较重视的一个课题。绝缘中含水会引发绝缘体中形成水树枝，造成绝缘破坏。水树枝是直径小于几个微米的许多微观充水空隙所组成的放电通路，电场和水的共同作用形成水树。所以电力电缆在安装、运行过程中，不允许在导体、绝缘层中存在水分、空气或其他杂质。这些杂质在高强度的电场作用下容易发生电离，带电粒子在交变电场的作用下，使得电缆绝缘层在运行过程中逐渐老化导致击穿，从而引发电缆故障,所以密封工作—定要做好。每相复合管两端及内、外护套管两端都要密封填充密封胶，达到有效防潮。热缩管件包敷密封金属部位如连接管、金属护套时，金属部位应予加热至60-70摄氏度，才能获得良好的密封效果。(2)为减少气隙的存在，我们可以做以下工作：①将绝缘端部削成锥体，以保证包绕的填充胶与绝缘端能很好的粘合；②在主绝缘表面均匀涂一层硅脂膏增强密封的作用；③复合管两端要包绕密封胶；④在安装内外护套前要回填填充物，将凹陷处填平，使整个接头呈现一个整齐的外观，用PVC胶带缠绕扎紧；⑤内外护套安装时要在两端缠绕密封胶。以上几个问题现场工作中都是相辅相成的，每道工序都是互相衔接、互相影响的，我们要把它们作为一个连续的整体来看待。10千伏交联聚乙烯电缆的基本结构是一定的，电缆中间头制作时参照安装说明，做到工艺规范并按照施工工艺施工，那么电缆中间接头的质量就能满足长期安全运行的要求。1、应根据地下电缆线路的电压等级，最终敷设电缆的根数、施工条件、一次投资、资金来源等因素，经技术经济比较后确定敷设方案；2、当同一路径电缆根数不多，且不宜超过6根时，在城市人行道下、公园绿地、建筑物的边沿地带或城市郊区等不易经常开挖的地段，宜采用直埋敷设方式。直埋电力电缆之间及直埋电力电缆与控制电缆、通信电缆、地下管沟、道路、建筑物、构筑物、树木等之间的安全距离，不应小于本规范附表D的规定；3、在地下水位较高的地方和不宜直埋且无机动荷载的人行道等处，当同路径敷设电缆根数不多时，可采用浅槽敷设方式；当电缆根数较多或需要分期敷设而开挖不便时，宜采用电缆沟敷设方式；4、地下电缆与公路、铁路、城市道路交叉处，或地下电缆需通过小型建筑物及广场区段，当电缆根数较多，且为6～20根时，宜采用排管敷设方式；5、同一路径地下电缆数量在30根以上，经技术经济比较合理时，可采用电缆隧道敷设方式。