電力電纜的結(jié)構(gòu)分析

電力電纜的結(jié)構(gòu)分析第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2011-11-10ChinaR&DCenter2第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2011-11-10ChinaR&DCenter3目前我國規(guī)定電壓在110kV及以上的電力網(wǎng)叫輸電系統(tǒng)（或高壓系統(tǒng)）。

電壓在35kV及以下的電力網(wǎng)叫配電系統(tǒng)。第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電力電纜的各個部分2011-11-10ChinaR&DCenter4各種電力電纜簡述與設(shè)計1、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)5、35kV及以下的電力電纜6、高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜2、電力電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料7、高壓充油電力電纜8、新型電力電纜簡述3、電力電纜屏蔽層的結(jié)構(gòu)和材料4、電力電纜護(hù)層的結(jié)構(gòu)和材料第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2011-5-10ChinaR&DCenter5導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)常用線芯材料銅鋁導(dǎo)電線芯種類實心導(dǎo)體非緊壓絞合圓形導(dǎo)體緊壓絞合圓形導(dǎo)體和絞合成型導(dǎo)體1、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)導(dǎo)體的絞合第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月61、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月銅鋁電導(dǎo)率（10e6S/m）5838電阻率（10e-6Ω·m）0.0172410.026電阻溫度系數(shù)（/℃）0.003930.00403其它性能1.銅導(dǎo)體必須純度高，不低于99.9%，有雜質(zhì)會使導(dǎo)電性能下降。2.銅內(nèi)氧會增加脆性，拉制中易拉斷，故目前使用含氧量不超過萬分之八的無氧銅。3.銅對于某些浸漬劑和硫化橡膠有促進(jìn)老化的作用，為此可在銅表面鍍錫，防止銅和絕緣其化學(xué)反應(yīng)，又使接頭易于焊接。鋁的比重小，資源豐富，鋁作為導(dǎo)體可更經(jīng)濟(jì)。71、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月81、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)絞合的分類規(guī)則絞合正常規(guī)則絞合簡單正規(guī)絞合復(fù)合正規(guī)絞合非正常規(guī)則絞合簡單非正規(guī)絞合復(fù)合非正常絞合不規(guī)則絞合（束絞）第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月91、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)絞合的作用1.導(dǎo)體的柔軟性和穩(wěn)定性大大提高。2.用單根導(dǎo)體做電纜的導(dǎo)體，容易受到材料不均勻性產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷的影響，會使單根導(dǎo)體的可靠性和機(jī)械強(qiáng)度下降。

3.當(dāng)絞線彎曲時，絞線不會塑性變形，彎曲較平滑地分配在一段線芯上，不容易損傷電纜的絕緣。第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月101、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)規(guī)則絞合不規(guī)則絞合（束絞）

導(dǎo)體有規(guī)則、同心且相鄰各層依不同方向的絞合稱為規(guī)則絞合。這種方法的線芯絞合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電力電纜大都采用這種絞合方法。所有組成導(dǎo)線都依同一方向的絞合。僅用于小截面的低壓電纜。第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月111、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)簡單正規(guī)絞合（最常見）1+6+12，2+8+14,3+9+15,4+10+16,5+11+17幾何關(guān)系簡明、穩(wěn)定性高，電力電纜通常采用這一結(jié)構(gòu)型式。復(fù)合正規(guī)絞合這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體外徑小，柔軟性高，填充系數(shù)大，常用于大截面移動式橡皮絕緣電纜。簡單非正規(guī)絞合層與層之間導(dǎo)體直徑不相同的規(guī)則絞合。電力電纜使用較少。復(fù)雜非正規(guī)絞合層與層之間導(dǎo)體直徑不相同的規(guī)則絞合。電力電纜使用較少。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月121、導(dǎo)電線芯的工藝參數(shù)和材料結(jié)構(gòu)單線繞線芯一周沿線芯中心線的長度。絞合節(jié)距h將通過某層單線中心所在圓的直徑記為D’，則節(jié)距h和D’之比為節(jié)距比。通常，內(nèi)層絞合節(jié)距比比外層絞合節(jié)距比大。節(jié)距比m又稱螺旋升角。絞合單線與絞合橫截面的夾角。節(jié)距比m愈小，絞合角α愈小，柔軟程度愈高。但絞入率k會愈大，所需單線愈長。絞合角α單線長度比線芯長度增長的百分比。

k=(L-h)/h。絞入率k層數(shù)與單線根數(shù)的關(guān)系。絞入率k有一容許最大值，此時節(jié)距比為極限節(jié)距比。最小節(jié)距比絞合導(dǎo)電線芯的實際面積與外接圓輪廓面積之比。從提高填充系數(shù)和穩(wěn)定性考慮，中心為一根導(dǎo)線的規(guī)則絞合結(jié)構(gòu)最佳。線芯的填充系數(shù)第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月132、電力電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料結(jié)構(gòu)類型擠包應(yīng)用最廣泛的一種。它是用擠出設(shè)備將絕緣材料一次性擠包在導(dǎo)體四周，形成一個厚度均勻的密封套式的絕緣結(jié)構(gòu)。例如PVC絕緣、XLPE絕緣、EPR或HEPR絕緣等。繞包將帶狀薄膜材料以小間距、搭蓋式繞包在導(dǎo)體四周，一般還需與其它絕緣材料組合而成。例如耐火電纜繞包云母帶后還要擠包絕緣，共同組成絕緣層。矩形電磁線繞包聚四氟乙?guī)Ш?，再用聚酯薄膜燒結(jié)成一密封層。另外還有繞包浸油電纜。粉末填充固體粉末絕緣是將無機(jī)粉末狀材料(MgO等)機(jī)械地填充到導(dǎo)體和同軸狀金屬管護(hù)套之間的一種絕緣結(jié)構(gòu)。它不燃燒，防鼠咬，防水、環(huán)保、壽命長，連續(xù)工作溫度高，是具有廣闊應(yīng)用前景的一類電纜。第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月142、電力電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料絕緣層材料與性能聚氯乙烯（PVC）聚乙烯（PE）交聯(lián)聚乙烯（XLPE）以PVC樹脂為主料，配以增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、填充劑等混煉、造粒而成。最早應(yīng)用于電纜產(chǎn)品的塑料，其機(jī)械性能優(yōu)越，一般電性能良好(高壓和高頻電性能較差)，對大氣、酸、堿、有機(jī)溶劑較穩(wěn)定。缺點是極性材料，熱穩(wěn)定性不高，燃燒產(chǎn)生有害氣體，污染環(huán)境，中由于3.6/6kV及以下電壓等級。低密度聚乙烯硬度低、軟化點低、耐熱溫度低、機(jī)械性能差，主要用于通信電纜.高密度聚乙烯則硬度大，軟化溫度、機(jī)械性能、耐化學(xué)穩(wěn)定性提高，一般用作護(hù)套材料。交聯(lián)將線性結(jié)構(gòu)的聚乙烯變成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的XLPE，從而大大提高聚乙烯的機(jī)械性能和耐熱性能，增加了抗蠕變、耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性能，并能提高其耐電強(qiáng)度，改善耐環(huán)境應(yīng)力開裂和耐老化性能，同時保留了聚乙烯的優(yōu)點。廣泛用于低、中、高壓電力電纜的絕緣。橡皮絕緣材料第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月152、電力電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月162、電力電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)和材料橡皮絕緣材料的性能天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)。在6kV及以下的橡皮絕緣和護(hù)套電纜中應(yīng)用最多。三元乙丙橡膠(EPDM)。比XLPE電纜具有更好的柔軟性和防水性，常用于1~110kV低、中、高壓電力電纜、直流高壓軟電纜和高電性絕緣電纜，如礦用、船用、核電站用、風(fēng)能發(fā)電用電纜。氯磺化聚乙烯(CSPE)。是綜合性能最好的橡皮護(hù)套料之一，用于船用、礦用、機(jī)車車輛用和電焊機(jī)用電線電纜的護(hù)套，也可用于高壓電機(jī)和F級電機(jī)的引接線、飛機(jī)或汽車的點火線以及2kV以下的特種電線的絕緣。（一般不加護(hù)套）硅橡膠。主要用于船用控制電纜、航空導(dǎo)線，以及環(huán)境溫度高、工作溫度達(dá)150~200℃的電線的絕緣，也可用于無外力破壞的某些產(chǎn)品的護(hù)套。第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月173、電力電纜屏蔽層的結(jié)構(gòu)和材料第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電力電纜屏蔽層的結(jié)構(gòu)和材料第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月194、電力電纜護(hù)層的結(jié)構(gòu)和材料第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電力電纜護(hù)層的結(jié)構(gòu)和材料第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月214、電力電纜護(hù)層的結(jié)構(gòu)和材料第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月225、35kV