電力電纜的結構和種類

電力內外線·項目二課題一電力電纜的結構和種類電力電纜的結構和種類項目二課題一每一個大目標都是從多個小目標拆解而來正視它并消滅它

電力電纜與架空電力線路的敷設方法不同，一般敷設在地面以下或建筑物的專用夾層中。由于它不易受雷雨、風、鳥等外界傷害，所以它的供電可靠性高，如果埋入地下，對市容影響小并不易危及人身安全。但它有成本高排除故障困難和電纜接頭工藝復雜等缺點，因此，在選用中，要權衡利弊。

電力電纜是將一根或數(shù)根導線絞合而成的線芯，裹以相應的絕緣層后，外面包上密閉包皮（鋁、鉛或塑料），這種導線稱為電纜。

電力電纜是用于電力輸配、電能傳送、聲音、文字、圖像等信息傳播及照明領域的一大類電工產(chǎn)品，是制造各種電機、電器、儀表必不可缺的基礎器材，是我國電力基礎設施建設、新型智能電網(wǎng)、新能源產(chǎn)業(yè)中必要的基礎產(chǎn)品。電線電纜行業(yè)占據(jù)著國內電工行業(yè)1/4的產(chǎn)值，是我國僅次于汽車行業(yè)的第二大行業(yè)，我國的電線電纜產(chǎn)值已經(jīng)超過美國，稱為全球第一大電線電纜生產(chǎn)國。

在我國，110KV以下的電壓被稱為配電電壓，完成對電能進行降壓處理并按一定方式分配至電能用戶的功能；110~1000KV之間的電壓被稱為輸電電壓，完成電能的遠距離傳輸功能。輸電電壓中，110~220KV之間的電壓為高壓；330~750KV等級的輸電電壓為超高壓；1000KV交流及直流正負660KV以上等級的電壓被稱為特高壓。電力電纜同架空線路一樣，主要用傳輸和分配電能。一、電纜線路的特點占地面積和空間少；受外界因素（如氣候、環(huán)境）影響??；供電可靠性高；安全性高；工程隱蔽，運行簡單方便；維護費用低；對市容環(huán)境影響較小，整齊美觀；發(fā)生事故不易影響人身安全等。優(yōu)點：成本高故障點查找處理困難接頭處理工藝復雜等。主要缺點：在交通樞紐區(qū)或車輛往來頻繁而架空線路影響交通的地方。在城市房屋密集，用電單位繁多，居民稠密的地方。在高層建筑內及工廠廠區(qū)內部或其他一些特殊場所。在通信線路和其他電力線路較多地帶，無法建設架空線路時。一般在下列情況采用電力電纜：二、電力電纜的結構1、纜芯（導電線芯）用于傳輸電能2、絕緣層使導電體與外界隔離3、保護層起保護密閉的作用，使絕緣層不受外界損傷，不受外界潮氣侵入。1、纜芯（1）線芯材料線芯的作用是傳送電流，線芯的損耗主要由導體截面和材料的電導系數(shù)來決定。為了減小電纜線芯的損耗，電纜線芯一般由導電性好、有一定韌性、一定強度的高純度銅或鋁制成。1、纜芯（2）線芯結構方式為了增加電纜的柔軟性或可曲度，較大截面的電纜線芯由多根較小直徑的導線絞合而成。因為單根金屬導體沿半徑彎曲時，其中心線圓外部必然伸長，而其圓內部分縮短。多根導體時導線之間可滑動，同時絞合圓線芯中心線內外兩部分可以互相移動補償，彎曲時不會引起導線的塑性變形，使線芯的柔軟性和穩(wěn)定性大大提高。絞線愈多，彎曲愈易。

常見圓形線芯排列方式：

交聯(lián)聚乙烯電纜采用多芯圓絞線。多芯圓絞線的優(yōu)點：（1）

電場較扇形導體電場均勻，對電纜提高電壓等級有利；（2）

增加導體的柔軟性或可曲度，由多根導線絞合的線芯柔性好，可曲度較大。

交聯(lián)聚乙烯電纜所用線芯除特殊要求外，大多采用緊壓型線芯。

線芯緊壓后的作用：（1)使外表面光滑，防止導絲效應，避免引起電場集中；（2)防止擠塑半導電屏蔽層時半導電料進入線芯；（3)可有效地防止水分順線芯進入和擴散，導體內水分是造成電纜水樹和擊穿的根源之一，并將嚴重影響電纜的壽命，

導體結構：

導體也是電纜工作時的高壓電極，而且其表面電場強度最大，如果局部有毛刺則該處的電場強度會更大。因此，設計和生產(chǎn)中以及使用部門在制作接頭的導體連接時，要解決的主要技術問題之一就是力圖使導體表面盡量做到光滑圓整無毛刺，以改善導體表面電場分布。

（3）線芯幾何結構電力電纜的線芯按其外形可分為：

◆圓形線芯；

◆中空圓形線芯;◆扇形線芯;◆弓形線芯等幾種。圓形線芯：

中空圓形線芯：

扇形線芯：

弓形線芯：

2、絕緣層

絕緣層用來隔離導電線芯，使線芯與線芯、線芯與鋁（鉛）包之間有可靠的絕緣，并保證一定的電氣耐壓強度，它應有一定的耐熱性能和穩(wěn)定的絕緣質量。纏繞在電纜導電線芯上的，這叫分相絕緣。除每相線芯分別包有絕緣層外，在它們絞合后外面再用紙絕緣包上，這部分的絕緣稱統(tǒng)包絕緣。2、絕緣層

（１）電力電纜的絕緣層材料應具備的主要性能：

1）高的擊穿場強（包括脈沖、工頻、操作波等）。

2）低的介質損失角正切（tgδ）。

3）相當高的絕緣電阻.4）優(yōu)良的耐樹枝放電、耐局部放電性能。

5）具有一定的柔軟性和機械強度。

6）絕緣性能長期穩(wěn)定。2、絕緣層

（２）絕緣層厚度絕緣層厚度與工作電壓有關。一般來說，電壓越高，絕緣層的厚度也越厚，但并不成比例。因為從電場強度方面考慮，同樣電壓等級的電纜當導體截面積大時，絕緣層的厚度可以薄些。對于電壓較低的電纜，為保證電纜彎曲時，絕緣層具有一定的機械強度，絕緣層的厚度則隨導體截面的增大而加厚。2、絕緣層

（３）絕緣層的材料主要有：

◆油浸電纜紙；

◆塑料；

◆橡膠。2、絕緣層

１）塑料絕緣材料主要有：

◆聚氯乙烯絕緣；

◆聚乙烯絕緣；

◆交聯(lián)聚乙烯絕緣。塑料絕緣電氣性能及耐水性能良好，能抗酸、堿，防腐蝕，它還具有允許工作溫度高、機械性能好、可制造高電壓電纜等優(yōu)點。2、絕緣層

聚氯乙烯絕緣是一種熱塑性材料，電纜最高運行溫度只有70℃，常用于低壓電纜。交聯(lián)聚乙烯絕緣是一種熱固性材料，電纜最高運行溫度達90℃，高低壓電纜均適用。

交聯(lián)聚乙烯：為了利用聚乙烯良好的絕緣特性，克服其熔點低的缺點，采用高能輻照或化學的方法對聚乙烯進行交聯(lián)，使它的分子由原來的線型結構變成網(wǎng)狀結構，即由熱塑性變?yōu)闊峁绦?，從而提高了聚乙烯的耐熱性和熱穩(wěn)定性，這就是交聯(lián)聚乙烯。2、絕緣層

２）橡膠絕緣橡膠是最早用來作電線、電纜的絕緣材料。橡膠絕緣電纜的絕緣層為丁苯橡膠或人工合成橡膠(乙丙橡膠、丁基橡膠)。優(yōu)點是：柔軟，可撓性好，特別適用于移動性的用電和供電的裝置。缺點是：橡膠絕緣遇到油類時會很快損壞；在高電壓作用下，容易受電暈作用產(chǎn)生龜裂。

3.保護層

為了使電纜適應各種使用環(huán)境的要求，在電纜絕緣層外面所施加的保護覆蓋層，叫做電纜護層。分內護層和外護層。電纜護層的主要作用是保護電纜絕緣層在敷設和運行過程中，免遭機械損傷和各種環(huán)境因素的破壞，如水、日光、生物、火災等，以保持長期穩(wěn)定的電氣性能。電纜護層的質量直接關系到電纜的使用壽命。

⑴內護層（金屬護套）在統(tǒng)包絕緣層外面包上一定厚度的鋁包或鉛包；是包覆在電纜絕緣上的保護覆蓋層，用以防止絕緣受潮、機械損傷、以及光和化學侵蝕性媒質等的作用，同時還可以流過短路電流。常用內護層有鉛包、鋁包、聚氯乙烯包、橡膠包等。非金屬的聚乙烯護套、聚氯乙烯護套、金屬皺紋鋁護套等。

⑵外護層是包覆在電纜內護層外面的保護覆蓋層，主要起機械加強和防腐蝕作用。常用外護層有瀝青麻護層、鋼帶鎧裝護層、鋼絲鎧裝護層等。金屬帶鎧裝或金屬絲鎧裝再加聚氯乙烯或聚乙烯護套組成。外護層一般由內襯層、鎧裝層和外被層三部分組成。Ⅰ.內襯層位于鎧裝層和金屬護套之間的同心層稱內村層。它起鎧裝襯墊和金屬護套防腐作用。用于內襯層的材料有絕緣瀝青、浸潰皺紋紙帶、聚氯乙烯塑料帶，以及聚氯乙烯和聚乙烯等。外護層一般由內襯層、鎧裝層和外被層三部分組成。Ⅱ.鎧裝層在內襯層和外被層之間的同心層稱為鎧裝層。它主要起抗壓或抗張的機械保護作用。用于電纜鎧裝層的材料通常是鋼帶或鍍鋅鋼絲。鋼帶鎧裝層的主要作用是抗壓，這種電纜適于地下埋設的場合使用。鋼絲鎧裝層的主要作用是抗拉，這種電纜主要用于水下或垂直敷設的場合使用。外護層一般由內襯層、鎧裝層和外被層三部分組成。Ⅲ.外被層在鎧裝層外面的同心層稱為外被層。它主要是對鎧裝層起防腐蝕保護作用。用于外被層偽材料有絕緣瀝青、聚氯乙烯塑料帶、浸漬黃麻、玻璃毛紗、聚氯乙烯或聚乙烯護套等。三、電力電纜的典型結構

（一）塑料絕緣電力電纜用塑料作絕緣層材料的電力電纜稱為塑料絕緣電力電纜。塑料絕緣電力電纜制造工藝簡單，重量輕，終端頭和中間接頭制作容易，彎曲半徑小，敷設簡單，接續(xù)、維護方便，并具有耐化學腐蝕和一定耐水性能，適用于高落差和垂直敷設，具有耐化學腐蝕性等優(yōu)點。三、電力電纜的典型結構

塑料絕緣電力電纜的絕緣材料有：

▲聚氯乙烯（PVC）；

▲聚乙烯（PE）；

▲交聯(lián)聚乙烯（XLPE）。三、電力電纜的典型結構聚氯乙烯絕緣電力電纜三、電力電纜的典型結構聚氯乙烯電纜結構三、電力電纜的典型結構35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電纜結構

為了使絕緣層和電纜導體有較好接觸，消除因導體表面的不光滑而引起的導體表面電場強度的增加，在導體表面包一層金屬化紙或半導體金屬化紙做內屏蔽。為了使絕緣層與金屬護套有較好的接觸，在絕緣層外表面也包一層金屬化紙作外屏蔽。三、電力電纜的典型結構交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜三、電力電纜的典型結構橡膠絕緣電纜結構三、電力電纜的典型結構

（三）阻燃電力電纜普通電纜的絕緣材料有一個共同的缺點，就是具有可燃性。當線路中或接頭處發(fā)生故障時，電纜可能因局部過熱而燃燒，并導致擴大事故。阻燃電纜是在電纜絕緣或護層中添加阻燃劑，即使在明火燒烤下，電纜也不會燃燒。阻燃電力電纜的結構與相應的普通聚氯乙烯絕緣電力電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結構基本上相同，而用料有所不同。三、電力電纜的典型結構

阻燃的原因：填充物(或填充繩)、繞包層內襯層及外護套等，均在原用材料中加入阻燃劑，以阻止火災延燃；為了降低電纜火災的毒性，電纜的外護套不用阻燃型聚氯乙烯，而用阻燃型聚烯烴材料。采用低煙、低鹵的聚氯乙烯料作絕緣，而繞包層和內襯層均用無鹵阻燃料，外護套用阻燃型聚烯烴材料等。三、電力電纜的典型結構

（四）耐火電力電纜耐火電力電纜是在導體外增加有耐火層，多芯電纜相間用耐火材料填充。特點是可在發(fā)生火災以后的火焰燃燒條件下，保持一定時間的供電，為消防救火和人員撤離提供電能和控制信號，從而大大減少火災損失。耐火電力電纜主要用于lkV電纜線路中，適用于對防火有特殊要求的場合。三、電力電纜的典型結構四、電力電纜的種類㈠按電壓等級分類電纜都是按一定電壓等級制造的，國內常用電壓等級為0.5、1、3、6、10、20、35、60、110、220、330、500kV。一般將電壓等級1kV及以下的稱為低壓、3-35kV稱為中壓、60-330kV稱為高壓。㈡按導電線芯標稱截面分類目前國內電纜常用線芯標稱截面系列為2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、184、240、300、400、500、630、800直至2500。四、電力電纜的種類㈢按導電芯數(shù)分類電力電纜常用芯數(shù)有單芯、二芯、三芯、四芯、五芯。

單芯電纜常用來傳送單相交流電、直流電及其它一些有特殊要求的地方（如高壓電機引出線、大截面電纜等）。

二芯電纜多用于傳送單相交流電與直流電。

三芯電纜主要用戶三相交流電網(wǎng)中，在35KV及以下各種電纜線路中得到廣泛的應用。

四芯電纜多用于低壓配電線路、中性點接地的三相四線制系統(tǒng)。

五芯電纜用于三相五線制的低壓配電系統(tǒng)中，三條主線芯分別接三相線，第四芯接工作零線（N），第五芯接保護接地線（PE）。五、電力電纜的型號

電纜的型號內容包含其用途類型、絕緣材料、導體材料、鎧裝保護層等。在電纜型號后面還注有線芯根數(shù)、截面、工作電壓和長度。電纜外護層則以阿拉伯數(shù)字編號（兩位數(shù)）來代表，沒有外護層的電纜可不作表示，十位表示鎧裝層，個位表示外護套。五、電力電纜的型號㈠用漢語拼音第一個字母的大寫表示導體材料、絕緣種類、內護層材料和結構特點。

導體材料：銅-T（一般省略）鋁-L

絕緣材料：聚氯乙烯-V聚乙烯-Y

交聯(lián)聚乙烯-YJ橡膠-X

例如：YJV表示-交聯(lián)聚乙烯絕緣(YJ)，聚氯乙烯護套(V)，銅芯電纜(T銅芯省略)

YJLV表示-交聯(lián)聚乙烯絕緣(YJ)，聚氯乙烯護套(V)，鋁芯電纜(L鋁芯)

五、電力電纜的型號㈡用數(shù)字表示外護層，有兩位數(shù)字。第一位表示鎧裝材料，第二位表示外護層材料。第一位數(shù)字-鋼帶鎧裝（2），鋼絲鎧裝（3）。第二位數(shù)字-聚氯乙烯（2），聚乙烯（3）。例如：YJLV22表示-交聯(lián)聚乙烯絕緣(YJ)，聚氯乙烯護套(V)，鋼帶鎧裝（2）鋁芯電纜(L)。五、電力電纜的型號㈢電纜型號按電纜結構的排列一般按下列順序：

絕緣材料、導體材料、內護層、外護層。㈣一般電纜產(chǎn)品用型號、額定電壓、規(guī)格完整地表示出來。

YJV32-0.6/1kV-3*150+70表示銅芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、細鋼絲鎧裝、聚氯乙烯護套、額定電壓1kV、標稱截面為3*150+70的4芯電力電纜。五、電力電纜的型號絕緣種類導體內護層特征外護層十位個位Z—紙X—橡皮V—聚氯乙烯Y—聚乙烯YJ—交聯(lián)聚乙烯L—鋁銅芯不標注V—聚氯乙烯內護套Y—聚乙烯內護套H—普通橡套F—氯丁橡套L—鋁護套Q—鉛護套LW-皺紋鋁護套A-鋁帶聚乙烯組合護套E-聚烯烴護套

D—不滴流F—分相護套P—貧乏浸漬

Z—直流CY-充油

0—無鎧1—連鎖鋼帶2—雙層鋼帶鎧裝3—細鋼絲鎧裝4—粗鋼絲鎧裝5—皺紋鋼帶0—無外被套1—纖維外被套2—聚氯乙烯外護套3—聚乙烯外護套五、電力電纜的型號

有些特殊性能和結構特征用漢語拼音的第一個字母大寫表示。例如：在絕緣材料前用短線隔開的ZR、D、ｗ、NH等表示阻燃、低鹵、無鹵、耐火等特性。電纜外護層則以