電纜各層的作用.doc

1、1.高壓電纜的半導體層是起什么作用的?在電纜結(jié)構(gòu)上的所謂“屏蔽”，實質(zhì)上是一種改善電場分布的措施。電纜導體由多根導線絞合而成，它與絕緣層之間易形成氣隙，導體表面不光滑，會造成電場集中。在導體表面加一層半導電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的導體等電位并與絕緣層良好接觸，從而避免在導體與絕緣層之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為內(nèi)屏蔽層；同樣在絕緣表面和護套接觸處也可能存在間隙，是引起局部放電的因素，故在絕緣層表面加一層半導電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸，與金屬護套等電位，從而避免在絕緣層與護套之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為外屏蔽層；沒有金屬護套的擠包絕緣電纜，除半導電屏蔽層外，還要增加用銅帶或

2、銅絲繞包的金屬屏蔽層，這個金屬屏蔽層的作用，在正常運行時通過電容電流；當系統(tǒng)發(fā)生短路時，作為短路電流的通道，同時也起到屏蔽電場的作用。可見，如果電纜中這層外半導體層和銅屏蔽不存在，三芯電纜中芯與芯之間發(fā)生絕緣擊穿的可能性非常大2.電力電纜的金屬護套與金屬屏蔽是同一個東西嗎？如不是，它們又如何接地？不是，金屬屏蔽是在半導體的外面是銅皮材料，保護套是在電纜外是鐵制材料。 導體、主絕緣、半導體層、屏蔽層、絕緣填充物、鎧甲護套、外層塑料保護層。 接地時銅屏蔽層和鎧甲同時引出接地線可靠接地3.高壓電纜的半導體用途高壓電纜的結(jié)構(gòu)相對普通布電線要復雜，質(zhì)量要求很嚴格，價格要昂貴。 一般的電力電纜結(jié)構(gòu)有導體芯

3、線、絕緣層、金屬屏蔽層、外護層等基本結(jié)構(gòu)。高壓電纜的結(jié)構(gòu)在金屬屏蔽層內(nèi)外還要增加內(nèi)半導電層和外半導電層，護套層也由金屬護套、絕緣護套、石墨層組成。 電力電纜設計是不承受外力力，要求有托架、支架、管道等支承電纜。 導體芯線做成多股絞線的原因主要有兩個。 一是增加導體的柔軟性，便于電纜的隨意敷設。導體的金屬是銅和鋁，當導線直徑稍大的時候就比較硬，好象是金屬棒很難彎曲，不便于電纜的敷設，還常常因為導線損傷而出現(xiàn)電纜斷線故障或者似斷非斷故障。 二是電流具有趨膚效應。同樣數(shù)量的金屬導體，多股絞線比單根導線流過電流的能力大大提高，這是多股絞線的表面積比單股的表面積要大得多的原因。 所以為了使電纜柔軟，為了

4、使電纜通過電流的能力更大，所以電纜的導體芯線就必須做成多股絞線。4.先說電力電纜吧,最外層一般為橡膠或橡膠合成套,這一層的作用一是絕緣,同時也起保護電纜不受傷害的作用. 然后又分高壓還是低壓電纜,如果是高壓的,里面還會有一層類似樹脂的填充物,這是起絕緣作用的,在高壓電纜中,這層是絕緣的最重要部分.低壓的沒有這層東西.然后里面還會纏一些類似絲帶一樣的東西,這是為了固定住電纜每一芯,把中間的空隙填滿. 至于屏蔽層,分兩種情況,電力電纜的屏蔽層的作用有2,1是因為電力電纜通過的電流比較大,電流周圍會產(chǎn)生磁場,為了不影響別的元件,所以加屏蔽層可以把這種電磁場屏蔽在電纜內(nèi).2是可以起到一定的接地保護作用

5、,如果電纜芯線內(nèi)發(fā)生破損,泄露出來的電流可以順屏蔽層流如接地網(wǎng),起到安全保護的作用. 為什么高壓單芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜要采用特殊的接地方式？ 電力安全規(guī)程規(guī)定：電氣設備非帶電的金屬外殼都要接地，因此電纜的鋁包或金屬屏蔽層都要接地。通常35kV及以下電壓等級的電纜都采用兩端接地方式，這是因為這些電纜大多數(shù)是三芯電纜，在正常運行中，流過三個線芯的電流總和為零，在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈，這樣，在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電壓，所以兩端接地后不會有感應電流流過鋁包或金屬屏蔽層。但是當電壓超過35kV時，大多數(shù)采用單芯電纜，單芯電纜的線芯與金屬屏蔽的關系，可看作一個變壓器的初級繞

6、組。當單芯電纜線芯通過電流時就會有磁力線交鏈鋁包或金屬屏蔽層，使它的兩端出現(xiàn)感應電壓。感應電壓的大小與電纜線路的長度和流過導體的電流成正比，電纜很長時，護套上的感應電壓疊加起來可達到危及人身安全的程度，在線路發(fā)生短路故障、遭受操作過電壓或雷電沖擊時，屏蔽上會形成很高的感應電壓，甚至可能擊穿護套絕緣。此時，如果仍將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地，則鋁包或金屬屏蔽層將會出現(xiàn)很大的環(huán)流，其值可達線芯電流的50%-95%，形成損耗，使鋁包或金屬屏蔽層發(fā)熱，這不僅浪費了大量電能，而且降低了電纜的載流量，并加速了電纜絕緣老化，因此單芯電纜不應兩端接地。個別情況（如短電纜或輕載運行時）方可將鋁包或金屬屏蔽

7、層兩端三相互聯(lián)接地。 然而，當鋁包或金屬屏蔽層有一端不接地后，接著帶來了下列問題：當雷電流或過電壓波沿線芯流動時，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端會出現(xiàn)很高的沖擊電壓；在系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流流經(jīng)線芯時，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端也會出現(xiàn)較高的工頻感應電壓，在電纜外護層絕緣不能承受這種過電壓的作用而損壞時，將導致出現(xiàn)多點接地，形成環(huán)流。因此，在采用一端互聯(lián)接地時，必須采取措施限制護層上的過電壓，安裝時應根據(jù)線路的不同情況，按照經(jīng)濟合理的原則在鋁包或金屬屏蔽層的一定位置采用特殊的連接和接地方式，并同時裝設護層保護器，以防止電纜護層絕緣被擊穿。 據(jù)此，高壓電纜線路安裝時，應該按照GB50217-1

8、994電力工程電纜設計規(guī)程的要求，單芯電纜線路的金屬護套只有一點接地時，金屬護套任一點的感應電壓不應超過50-100V(未采取不能任意接觸金屬護套的安全措施時不大于50V；如采取了有效措施時，不得大于100V),并應對地絕緣。如果大于此規(guī)定電壓時，應采取金屬護套分段絕緣或絕緣后連接成交*互聯(lián)的接線。為了減小單芯電纜線路對鄰近輔助電纜及通信電纜的感應電壓，應盡量采用交*互聯(lián)接線。對于電纜長度不長的情況下，可采用單點接地的方式。為保護電纜護層絕緣，在不接地的一端應加裝護層保護器。 由此可見，高壓電纜線路的接地方式有下列幾種： 1.護層一端直接接地，另一端通過護層保護接地-可采用方式； 2.護層中點

9、直接接地，兩端屏蔽通過護層保護接地-常用方式； 3.護層交*互聯(lián)-常用方式； 4.電纜換位，金屬護套交*互聯(lián)-效果最好的接地方式； 5.護套兩端接地-不常用，僅適用于極短電纜和小負載電纜線路。 中低壓電纜附件產(chǎn)品有哪些主要種類？ 中低壓電纜附件目前使用得比較多的產(chǎn)品種類主要有熱收縮附件、預制式附件、冷縮式附件。它們分別有以下特點： （1) 熱收縮附件 所用材料一般為以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯（EVA）及乙丙橡膠等多種材料組分的共混物組成。 該類產(chǎn)品主要采用應力管處理電應力集中問題。亦即采用參數(shù)控制法緩解電場應力集中。 主要優(yōu)點是輕便、安裝容易、性能尚好。價格便宜。 應力管是一種體積電阻率適中（1

10、010-1012cm），介電常數(shù)較大（20-25）的特殊電性參數(shù)的熱收縮管，利用電氣參數(shù)強迫電纜絕緣屏蔽斷口處的應力疏散成沿應力管較均勻的分布。這一技術只能用于35kV及以下電纜附件中。因為電壓等級高時應力管將發(fā)熱而不能可*工作。 其使用中關鍵技術問題是： 要保證應力管的電性參數(shù)必須達到上述標準規(guī)定值方能可*工作。 另外要注意用硅脂填充電纜絕緣半導電層斷口出的氣隙以排除氣體，達到減小局部放電的目的。 交聯(lián)電纜因內(nèi)應力處理不良時在運行中會發(fā)生較大收縮，因而在安裝附件時注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm，以防收縮時應力管與絕緣屏蔽脫離。 熱收縮附件因彈性較小，運行中熱脹冷縮時可能使界面產(chǎn)生氣隙

11、，因此密封技術很重要，以防止潮氣浸入。 （2) 預制式附件 所用材料一般為硅橡膠或乙丙橡膠。 主要采用幾何結(jié)構(gòu)法即應力錐來處理應力集中問題。 其主要優(yōu)點是材料性能優(yōu)良，安裝更簡便快捷，無需加熱即可安裝，彈性好，使得界面性能得到較大改善。是近年來中低壓以及高壓電纜采用的主要形式。 存在的不足在于對電纜的絕緣層外徑尺寸要求高，通常的過盈量在2-5mm（即電纜絕緣外徑要大于電纜附件的內(nèi)孔直徑2-5mm），過盈量過小，電纜附件將出現(xiàn)故障；過盈量過大，電纜附件安裝非常困難。特別在中間接頭上問題突出，安裝既不方便，又常常成為故障點。 此外價格較貴。 其使用中關鍵技術問題是： 附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸

12、配合要符合規(guī)定的要求。 另外也需采用硅脂潤滑界面，以便于安裝,同時填充界面的氣隙。 預制附件一般*自身橡膠彈力可以具有一定密封作用，有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。 3) 冷縮式附件 所用材料一般為硅橡膠或乙丙橡膠。 冷縮式附件一般采用幾何結(jié)構(gòu)法與參數(shù)控制法來處理電應力集中問題。幾何結(jié)構(gòu)法即采用應力錐緩解電場集中分布的方式要優(yōu)于參數(shù)控制法的產(chǎn)品. 與預制式附件一樣，材料性能優(yōu)良、無需加熱即可安裝、彈性好，使得界面性能得到較大改善，與預制式附件相比，它的優(yōu)勢在如安裝更為方便，只需在正確位置上抽出電纜附件內(nèi)襯芯管即可安裝完工。所使用的材料從機械強度上說比預制式附件更好，對電纜的絕緣層外徑尺寸要

13、求也不是很高，只要電纜附件的內(nèi)徑小于電纜絕緣外徑2mm就完全能夠滿足要求。因此冷縮式附件已成為中低壓以及高壓電纜采用的主要形式。 其最大特點是安裝工藝更方便快捷，安裝到位后，其工作性能與預制式附件一樣。 價格與預制式附件相當，比熱收縮附件略高，是性價比最合理的產(chǎn)品。 其使用中關鍵技術問題與預制式附件相同 另外，冷縮式附件產(chǎn)品從擴張狀況還可分為工廠擴張式和現(xiàn)場擴張式兩種，一般35kV及以下電壓等級的冷縮式附件多采用工廠擴張式，其有效安裝期在6個月內(nèi)，最長安裝期限不得超過兩年，否則電纜附件的使用壽命將受到影響。66kV及以上電壓等級的冷縮式附件則多為現(xiàn)場擴張式，安裝期限不受限制，但需采用專用工具進

14、行安裝，專用工具一般附件制造廠均能提供，安裝十分方便，安裝質(zhì)量可*。 在制作10KV電纜頭（端頭和接頭）時，為什么在電纜端部將主絕緣層削“鉛筆頭”形狀？不削會有什么害處？-鎮(zhèn)海鮑先生問 答：在制作終端頭時，可以不削鉛筆頭。但是，如電纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時，為保證密封效果，通常將絕緣端部削成錐體，以保證包繞的密封帶與絕緣能很好的粘合。 在制作中間接頭時，如果所裝接頭為預制型結(jié)構(gòu)（含預制接頭、冷縮接頭），絕緣端部不要削成錐體，因為這種類型的接頭，在接頭內(nèi)部中間部分都有一根屏蔽管，該屏蔽管的長度只比銅或鋁連接管稍長，如電纜絕緣削成錐體，錐體的根部將離開屏蔽管，連接管部分的空隙將不會被屏蔽，從而影響到接頭的性能，造成接頭在中部擊穿。如果所裝接頭為熱縮型或繞包型結(jié)構(gòu)時，絕緣端部必須削成錐體，即制成反應力錐，同時必須將錐面用砂帶拋光，因為錐面的長度遠大于絕緣端部直角邊的長度，故而沿著錐面的