送电线路基础知识技术讲座(四)__高压电力电缆

第四部分：高压电力电缆内容总述电力电缆的特点电力电缆的种类电力电缆的结构电缆附件的介绍电缆的敷设用于电力传输和分配的电缆，称为电力电缆。现在，电力电缆的应用越来越广泛。一般认为，电力电缆使用的普遍性，不仅反映了电力工业发展的速度和深度，而且也反映了城市建设的现代化程度。在市区，架空线路走廊在技术上难以解决时，在狭窄街道、繁华市区高层建筑地区及市容环境有特殊要求时，在重点风景旅游地区的某些地段和对架空线严重腐蚀的特殊地段，可采用电缆线路。此外，在发电厂及其它大型厂矿、交通枢纽、电网交叉以及过江跨海等特殊场合，也常常使用电力电缆。总述二、电缆输电线路的优缺点与架空送电线路相比，电缆线路的特点是：⑴埋设在地下管道或沟道中，不需大走廊，占地小。⑵不受气候和环境影响，输电性能稳定。⑶维护工作量小，安全性高。⑷可用于架空线难以通过的地段，如跨海峡输电。电力电缆的优缺点⑸输送容量受到限制。⑹造价贵，电压越高与架空线的差价越大。⑺发生故障时，故障排除时间长。电力电缆的特点三、电力电缆的结构导电线芯：是用来传导电流的。线芯材料通常是铜或铝。线芯截面形状有圆形、半圆形、扇形和椭圆形等。线芯数量有单芯、双芯、三芯、四芯和五芯。绝缘层：是用来保证线芯之间、线芯与外界的绝缘，使电流沿线芯传输。绝缘层包括分相绝缘和统包绝缘，统包绝缘在分相绝缘之外。绝缘层所用材料有油锓纸、橡皮、聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯等。保护层：电力电缆的保护层分内护层和外护层两部分。内护层主要是保护电缆统包绝缘不受潮湿和防止电缆浸渍剂外流以及轻度机械损伤；所用材料有铅包、铝包、橡套、聚氯乙烯套和聚乙烯套等。外护层是用来保护内护层的，防止内护层受机械损伤或化学腐蚀等，包括铠装层和外被层两部分。所用材料，一般铠装层为钢带或钢丝，外被层为纤维绕包、聚绿乙烯护套和聚乙烯护套。陆地电缆结构：1导体:400mm22半导电性包带23.6㎜3挤包半导体屏蔽层27.1㎜4绝缘层62.1㎜5挤包绝缘屏蔽层65.1㎜6半导电性防水层65.9㎜7皱纹铝护套74.2㎜8外护套层81.4㎜9电缆标称重量8.44kg/m海底电缆结构：1导体:300mm22半导电性包带22.8㎜3挤包半导体屏蔽层24.8㎜4绝缘层55.6㎜5挤包绝缘屏蔽层57.6㎜6半导电性防水层58.8㎜7护套：铅合金E68.8㎜8防蚀层(中密度PE)75.0㎜9单芯外径75.0㎜10成缆线芯162.1㎜11扎带162.3㎜12防蛀层162.7㎜13铠装衬垫168.2㎜14铠装钢丝82×Φ6180.2㎜15外护套190.2㎜16电缆标称重量在空气中75.0kg/m在水中45.0kg/m四、电力电缆的品种及型号在电力系统中，最常用的电缆有两大类，即电力电缆和控制电缆。电力电缆是用来输送和分配电能，和控制电缆是用于连接测量和控制二次回路。电缆型号中字母含义及排列次序表一类别绝缘种类线芯材料内护层其他特征外护层电力电缆（不表示）K-控制电缆P-信号电缆Y-移动式软电缆H-市内电话电缆Z-纸绝缘X-橡皮绝缘V-聚绿乙烯Y-聚乙烯YJ-交联聚乙烯T-铜（一般不表示）L-铝Q-铅包L-铝包H-橡套V-聚绿乙烯套Y-聚乙烯套F-氯丁橡皮护套D-不滴流F-分相护套P-屏蔽C-重型CY-冲油Z-直流2个数字（见表二）电缆外护层代号的含义表二第一个数字第二个数字代号铠装层类型代号外被层类型01234无——双钢带细圆钢丝粗圆钢丝01234无纤维绕包聚绿乙烯护套聚乙烯护套——电力电缆的种类繁多，按绝缘材料、电能传输形式、结构特征、安装敷设环境条件可分为不同种类。按绝缘材料分类：油纸绝缘型、塑料绝缘型和橡胶绝缘型。按传输电能形式分类：可分为交流电缆和直流电缆。按结构特征分类：统包型、分相型、钢管型、扁平型和自容型按敷设环境条件分类：有地下直埋、地下管道、空气中、水底过河、矿井、高海拔、盐雾、大高差、多移动、潮热区等。一般环境因素对护层的结构影响较大。其它：按电压等级可分为高压电缆和低压电缆；按芯数可分为单芯电缆和多芯电缆等。电力电缆的种类电缆的基本结构主要包括导体、绝缘层和保护层3个部分。导体导体种类繁多，按材料分，有铜芯和铝芯两种；按缆芯的数目分，有单芯、双芯、三芯和四芯4种；按导体的形状分，有圆形、椭圆形和扇形3种；按电缆导体的填充系数大小分，有紧压和非紧压2种。电力电缆的结构绝缘层绝缘层的作用是将导体与邻相导体以及保护层隔离。它必须绝缘性能良好，经久耐用，有一定的耐热性能。常用的绝缘材料是油浸纸、交联聚乙烯、聚乙稀、橡皮等。保护层保护层又可分为内护层和外护层两部分，它用来保护绝缘层，使电缆在运输、贮存、敷设和运行中绝缘层不受外力的损伤和防止水分的侵入，要求具有一定的机械强度。在浸渍纸绝缘电缆中，保护层还具有防止绝缘油外流的作用。电力电缆的结构电缆线路中，除了电缆本身以外的其他各种部件，统称为“电缆附件”。电缆附件主要包括电缆终端头和中间接头、供油装置、护层保护器和信号装置等。电缆附件的介绍电缆终端头和中间接头电缆终端头和中间接头是电缆路中的重要附件。终端头是电缆与其他电气设备（如加空线、变压器、断路器等）相连接的部件。它的结构型式依据电缆的型式、电压等级以及用途的不同而有差异。终端头的主要组成部分是内绝缘、外绝缘（瓷套管）、密封结构、出线杆与屏蔽罩等。终端头的型式一般可分为户外式、户内式和封闭式3种。电缆终端头和中间接头，一般说来，是整个电缆线路的薄弱环节。确保电缆接头的质量，对电缆线路的安全运意义很大。电缆附件的介绍供油装置（充油电缆）充油电缆借助于供油装置的油压来消除由于温度变化而可能形成的气隙，从而使油纸绝缘的工作电场强度有很大提高。自容式充油电缆的供油装置主要是供油箱。供油箱有重力供油箱和压力供油箱两种。电缆附件的介绍护层保护器护层过电压保护器的主要元件是非线性电阻阀片（如氧化锌阀片），在正常工作条件下，阀片呈现较高的电阻，而当出现过电压时，它又呈现较小的电阻，使过电压电流通过它流入大地，从而使护层得到保护。护层保护器按其构造分单相式与三相式两种。电缆附件的介绍信号装置在电缆线路上，尤其是在110KV及以上的高压电缆线路上，为了对电缆的运行状态进行自动监视，应根据不同线路的要求，装设必要的指示仪表、传感元件、继电器以及控制电缆等信号装置。常用的有以下几种：⑴油压信号装置⑵护层绝缘监视装置⑶温度信号装置电缆附件的介绍路径选择与电缆选型一、电缆线路选择需考虑电缆安装方式、电缆的类型和路径的道路结构。电缆的类型：可归纳为硬管型（如钢管电缆）、软管型（如油浸纸绝缘电缆、固体挤压聚合电缆）及悬挂型（如架空电缆）三类。由于电缆钢性的差异，对路径有不同的要求。道路结构与路径：电缆线路的路径选择常决定于道路的结构，如路面和路基的种类。此外城市中的各种地下管线较多，如水管、煤气管、电话电缆等，要考虑彼此间的相互关系。路径选择与电缆选型二、电缆选型（一）导体材料和截面的选择110kV及以上电压等级的电力电缆，励磁回路、高温或易爆场所以及发电厂厂用电回路的电力电缆，要求采用铜导体。其他场合所用电缆视具体情况选用铝或铜导体。1、为使电缆在运行时，导体的温度不超过允许工作温度和短路温度，要求根据电缆线路的负荷电流和短路电流在电缆的标称截面系列中选择合适的截面。2、对输电电缆线路，主要按负荷电流和电缆导体的长期允许温度选择截面。3、对长电缆线路，除了按负荷电流选择截面外，还要校核该负荷电流产生的电压降是否在允许范围内，如超出允许范围，则选择高一档的截面。路径选择与电缆选型4、在发电厂内使用的电缆，负荷电流不大时，其截面大小将取决于短路容量。（二）绝缘种类的选择1、380V线路用电缆：在一般场所多选用聚氯乙烯电缆。2、10～35kV电缆：在中国大多选用不滴流电缆或交联聚乙烯电缆，适宜在矿井、水下、核电站内使用。其缺点是价格贵和介质损耗因数较大。3、对110kV及以上线路，可根据具体情况选用自容式充油电缆或交联聚乙烯电缆。路径选择与电缆选型（三）护层种类的选择1、对明敷的油纸绝缘电缆要选用裸钢带铠装；2、在易受腐蚀的环境中或在地下直埋敷设时要选用钢带外有护套的电缆；3、在水下敷设或电缆受到较大拉力时要选用钢丝铠装电缆；4、有金属套的电缆敷设在易受振动的场所时要选用铝套电缆；5、交联聚乙烯电缆敷设在水下，或者电压等级在63kV及以上时，要选用有防水金属套的电缆；在水下敷设或受到较大拉力时也要选用钢丝铠装电缆，在其它场合不一定都要求铠装。电缆的敷设方式电缆敷设的方式有：直接埋在地下、安装在电缆沟内、安装在地下隧道内、安装在建筑物内部、安装在桥梁构架上、敷设在排管内、敷设在水底等。电缆的敷设直埋电缆将电缆直接埋在地下，是最经济也是采用最多的敷设方式，适用于郊区和车辆通行不太频繁的地方。安装于电缆沟、电缆隧道和建筑物内电缆沟一般由砖彻成，或由混凝土浇灌成，置于地面之下，沟的顶部与地面齐平的地方，可采用钢筋混凝土盖板等盖住。电缆在沟里可以放在沟底或同支架承托。为保持沟内干燥，应采取防止地下水流入沟内的措施。电缆的敷设电缆隧道一般是同钢筋混凝土筑成的地道，内部装有电缆支架，可以架设很多电缆。隧道的壁厚应能承受各种情况下的机械应力，隧道内应有照明及防止积水的措施。在电缆隧道和沟内，应装有贯穿全长度的连续的接地红，接线的两端和接地极连通。电缆水平装置于建筑物上时，应加支撑。垂直装置时应予以固定。电缆穿过主墙，引入房屋或隧道等，应将其放在导管里，并做好防止地下水渗入屋内或隧道内的措施。电缆的敷设安装在桥梁构架上在土质具有较强腐蚀性的地方敷设电缆而又无防腐等级较高的电缆时，可采取在地面上建造电缆构架等方法敷设。若电缆条数较多而采用电缆栈桥时，可将电缆敷设于栈桥的支架上。这种露天敷设的电缆应尽量避免太阳直接照射，必要时可加装遮阳罩，以减少太阳的照射发热而影响电缆的载流能力，也可避免电缆护层的加速老化。架设于桥梁上的电缆，发经常受到震动，应加垫弹性材料制成的衬垫。架设于木桥的电缆应穿在铁管中。电缆的敷设敷设在排管内排管是将预先制好的管子按需要的孔数排成一定的型式，用水泥浇成的整体。管子应使用对电缆金属护套不起化学作用的材料制成，为了在敷设时不损伤电缆护套，要求管子内壁光滑。此外，敷设在排管里的电缆，一般采用加强铅包，以便在检查和敷设时，放入后拔出电缆时的拉力不超过电缆的允许应力。电缆的敷设敷设于水底根据各种不同的条件，水底电缆可采取深埋式或沿河底敷设两种方式。深埋对电缆外护层的防腐和减少外力损坏都有很大的好处，埋入泥中电缆的护层比外露在河床上的记层使用寿命长得多。水底电缆在河滩部分位于枯水位以下部分由潜水员冲沟埋深，并盖瓦形混凝土板保护。水底电缆上岸后，在陆上需装适当的锚定装置。水底电缆线路的两岸，应设立标志。电缆的敷设敷设方式的比较敷设方式优点缺点直埋1、散热良好；2、转弯敷设方便；3、建设费用低廉。1、容易遭受外力破坏；2、巡视、寻找漏油故障点不便；3、增设、拆除、故障修复都要开挖路面影响市容和交通；4、土壤中含酸硷物或有电流时不宜采用。排管1、扩建拆除更换方便；2、不易受外伤；3、维修及漏油检查方便。1、费用较大；2、根数多时输送容量受限制，散热条件差；3、伸缩、振动会引起电缆金属外套疲劳；4、在陡斜面上电缆会移动，需设防滑措施；5、弯道弯曲受限制。暗沟1、散热良好；2、敷设电缆方便；3、有效地防止外力破坏；4、寻找漏油故障点，修复、恢复送电快；5、增设、拆除、更换电缆十分方便。1、工期长，费用大；2、附属设施多。电缆的连接与试验电缆接头安装终端头的安装中间接头的安装电缆试验电缆的连接与试验1、终端头的安装电缆终端头的安装制作工作，通常包括以下几个步骤：a、准备工作（材料验收检查、接头工器具准备、搭脚手架、终端头预组装，并检验其密封性能）；b、剖塑料护套，锯钢带；c、弯电缆芯，剖铅（铝）包；d、套进尾管法兰，切绝缘纸，压接导电杆；e、绕包应力锥及装配环氧锥，完成接地屏蔽；f、吊装套管及组装固定，扳紧上、下法兰螺丝；g、封铅、抽