電纜技術(shù)交流

電力電纜技術(shù)交流檢修班胡焮鐠電力電纜制作交流：一、電纜基礎(chǔ)知識二、電纜絕緣三、10kV電纜終端頭制作及注意事項四、電纜核相試驗方法介紹一、電纜基礎(chǔ)知識

電纜線路的基本結(jié)構(gòu):

電力電纜是指有外包絕緣的絞合導(dǎo)線，有的包有金屬外皮并加以接地。（一）電纜線路的優(yōu)點

1、占地少

2、供電可靠——減少自然人為的損害

3、觸電的可能性小帶電部分在絕緣層內(nèi)

4、有利于提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低線路損耗對地電容大，輸出的無功容量大

5、運行維護(hù)工作簡單方便

6、有利于美化城市，具有保密性（二）電纜線路的缺點——與架空線路相比

1、投資費用大（同樣的截面，電纜的輸送容量比架空線路?。?/p>

2、線路不易改變

3、不易分支

4、故障測尋、修復(fù)困難（直埋）

5、電纜接頭附件的制作工藝要求高（1）滿足絕緣要求較高（2）密封性要求較高

（三）電纜在電網(wǎng)中的作用

1、電力線路密集的發(fā)電廠和變電站。

2、現(xiàn)代大、中城市的繁華市區(qū)、高層建筑區(qū)和主要道路。

3、供電可靠性和安全運行要求較高、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的重要線路和重要負(fù)荷用戶。

4、建筑面積較大、負(fù)荷密度較高的住宅區(qū)和依據(jù)城市規(guī)劃不宜通過架空線路的街道或地區(qū)。（四）電纜的基本結(jié)構(gòu)

1、線芯導(dǎo)體

2、絕緣層：三相導(dǎo)體對地及相間絕緣

3、屏蔽層：防止高電場對外產(chǎn)生的輻射和干擾通信

4、保護(hù)層：內(nèi)護(hù)層——保護(hù)絕緣外護(hù)層——機(jī)械加強(qiáng)和防腐蝕內(nèi)襯、鎧裝、外被層、外護(hù)套線芯

1、作用：傳導(dǎo)電流，輸送電能

2、材料要求：導(dǎo)電性能機(jī)械性能（抗拉、有韌性）

T（不標(biāo)識）L

3、規(guī)格與結(jié)構(gòu)（1）截面：2.5，4，6，10，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，630，800、1000mm2共20種（2）芯數(shù)：——電纜線芯數(shù)單芯、雙芯、三芯、四芯五芯（3）形狀：圓形、橢圓、扇形（4）結(jié)構(gòu)：一般是多股絞合，增加柔韌性，同樣的截面下，股數(shù)越多越易彎曲絕緣層

1、作用：將線芯與大地或著不同線芯間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送。

2、材料要求：主要電氣性能：⑴絕緣強(qiáng)度⑵相對介電常數(shù)⑶介質(zhì)損耗角正切⑷體積電阻率

其它性能⑴耐電暈好（絕緣層氣泡或表面局部放電）⑵耐老化性能⑶絕緣等級——最高允許運行溫度

3、目前電纜中廣泛使用的絕緣材料交聯(lián)聚乙烯（XLPE）——耐壓強(qiáng)度高，介損低、不易老化、耐電暈、韌性好、耐熱好，額定負(fù)荷時允許溫度可到90度，允許過載溫度105—130度，短路時能承受250度的瞬時高溫，鋁芯電纜短路永許最高溫度為200度。

保護(hù)層（電纜護(hù)層）

1、電纜的護(hù)層的作用和結(jié)構(gòu)（1）作用——在電纜使用壽命期間保護(hù)絕緣層不受水分、潮氣及其它有害物質(zhì)的侵入，承受敷設(shè)條件下的機(jī)械外力，使電纜不受機(jī)械損傷和各種環(huán)境因素的影響，確保電纜絕緣的電氣性能長期穩(wěn)定。（2）結(jié)構(gòu)——內(nèi)護(hù)套和外護(hù)層外護(hù)層——內(nèi)襯層、鎧裝層和外護(hù)層是三個同心圓。內(nèi)護(hù)套——包覆在電纜絕緣上的保護(hù)覆蓋層，用以防止絕緣層受潮、機(jī)械損傷以及光和化學(xué)侵蝕性媒質(zhì)等的作用。

3、外護(hù)層——包覆在電纜護(hù)套外面的保護(hù)覆蓋層，保護(hù)電纜免受機(jī)械損傷和腐蝕。屏蔽層

1、作用（1）內(nèi)屏蔽——導(dǎo)體屏蔽層作用：⑴可以均勻線芯表面的不均勻電場，減小因?qū)Ыz效應(yīng)所引起的表面最大場強(qiáng)。⑵提高了電纜局部放電的起始放電電壓，減小局部放電的可能性。由于三層共擠結(jié)構(gòu)使高低壓電極緊密結(jié)合在絕緣表面，不易產(chǎn)生局部放電。⑶防止導(dǎo)體表面金屬毛刺直接刺入絕緣層引起尖端產(chǎn)生的高電場所形成的電樹枝或線芯進(jìn)水形成的水樹枝（在半導(dǎo)電屏蔽料中加入能捕捉水分的物質(zhì)）⑷熱屏障作用，防止線芯瞬時溫度升高直接沖擊到絕緣層?？傊耗芟龑?dǎo)體表面的不光滑所引起導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度的增加，避免導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電。（2）外屏蔽——絕緣屏蔽層絕緣屏蔽層：可剝離屏蔽和粘接型屏蔽（110KV以上為粘接型屏蔽）作用是使絕緣層表面和金屬屏蔽層或內(nèi)護(hù)套結(jié)合緊密，防止電纜受彎曲應(yīng)力時絕緣表面受到張力而伸長，從而引起的局部放電或開裂的不良反應(yīng)。一般3KV以上交聯(lián)聚乙烯電纜應(yīng)該有內(nèi)外屏蔽層。

（3）屏蔽銅帶或銅絲（防干擾或保護(hù)絕緣層）將電場限制在電纜內(nèi)部和保護(hù)電纜免受外界電氣干擾的外包接地屏蔽層。作用：⑴使電場方向和絕緣半徑方向相同⑵正常情況下流過電容電流，短路情況下流過短路故障電流⑶防止軸向表面放電。交聯(lián)聚乙烯電纜金屬屏蔽層截面系統(tǒng)額定電壓U（KV）金屬屏蔽層截面mm26-10253535665011075220952、構(gòu)造：半導(dǎo)電材料，在絕緣體中摻雜導(dǎo)電材料。（交聯(lián)聚乙烯）電纜的構(gòu)造如下：

電纜絕緣（一）、電磁場電磁場的損耗和效應(yīng)

1、磁滯損耗鐵磁材料在交變電流下反復(fù)磁化過程中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場強(qiáng)度變化引起的能量損耗稱為磁滯損耗。

2、渦流損耗磁性材料在交變電場作用下，由于電磁感應(yīng)在導(dǎo)電媒質(zhì)中引起的環(huán)形電流稱為渦流，因渦流引起的損耗稱為渦流損耗。

3、集膚效應(yīng)電流趨于導(dǎo)體表面分布稱為集膚效應(yīng)

4、鄰近效應(yīng)導(dǎo)體之間電磁場相互影響導(dǎo)體中電流分布的現(xiàn)象稱為鄰近效應(yīng)。（二）、電纜絕緣層中的電場分布

1．單芯電纜絕緣層中電場的分布任何導(dǎo)體在電壓的作用下，均會在其周圍產(chǎn)生一定的電場，其強(qiáng)度與電壓的大小和電極的形式等因素有關(guān)。電纜的長度一般比它的直徑大得多。在大多數(shù)情況下，線芯和絕緣層表面具有均勻電場分布的屏蔽層。因此，單芯或分相屏蔽型圓形線芯電纜的電場均可看作同心圓柱體場。電場的電力線全是徑向的，如圖所示。單芯電纜絕緣層中的最大電場強(qiáng)度位于線芯表面上，最小電場強(qiáng)度位于絕緣層外表面上。絕緣層中的平均電場強(qiáng)度與最大電場強(qiáng)度之比稱為該絕緣層的利用系數(shù)。利用系數(shù)愈大，說明電場分布愈均勻，也就是說絕緣材料利用的愈充分。對于均勻電場分布的絕緣結(jié)構(gòu)，如平行電容極板間電場，其絕緣材料利用最充分，它的利用系數(shù)等于1，電纜絕緣層的利用系數(shù)均小于1，絕緣層愈厚，利用系數(shù)愈小。根據(jù)上圖可以總結(jié)如下：

（1）、絕緣層中電場分布與絕緣半徑成反比。（2）、導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度最大。（3）、絕緣外表面電場強(qiáng)度最小。（三）、終端頭電應(yīng)力的控制

制作電纜終端頭必須將電纜的內(nèi)護(hù)套、絕緣層以及半導(dǎo)電屏蔽層切斷，這就破壞了原電纜絕緣層內(nèi)部的電場分布，使電場發(fā)生畸變。圖中是只剝?nèi)テ帘魏蛣內(nèi)テ帘闻c絕緣層電纜終端處的電場分布圖。圖中左邊只剝?nèi)ル娎|的屏蔽，右邊同時剝?nèi)チ穗娎|的屏蔽和絕緣層。由圖可見，電纜終端處電場分布比電纜本體復(fù)雜得多，電場不僅有垂直于絕緣層方向徑向分量，還產(chǎn)生了沿絕緣層方向的軸向分量。沿電纜長度方向電場分布也不均勻，比較集中在線芯、金屬套端緣，在靠金屬套邊緣處電場強(qiáng)度最大，軸向電場特別強(qiáng)。對于電纜絕緣來說，沿表面的擊穿強(qiáng)度比徑向場強(qiáng)小的多，因此，軸向電場分量的出現(xiàn)對電纜絕緣是很不利的。

電應(yīng)力控制就是指對電場分布及電場強(qiáng)度的控制，也就是采取適當(dāng)?shù)拇胧闺妶龇植己碗妶鰪?qiáng)度處于最佳狀態(tài)，從而提高運行的可靠性。早期人們認(rèn)為用延長電纜末端裸露的絕緣長度來解決，實際上這是不奏效的，增加絕緣長度只不過增加了電場強(qiáng)度為零的長度。電纜終端處電場分布不均勻性可通過實驗方法觀察到。在剝?nèi)ヒ欢ㄩL度屏蔽的電纜線芯上加一逐漸上升的電壓，首先在屏蔽邊緣發(fā)生紫色光環(huán)及絲絲聲（電暈），然后出現(xiàn)平行的紅色刷形放電。當(dāng)電壓達(dá)到一定值，突然出現(xiàn)很長的白色更亮的樹枝狀滑動光線，并有噼啪聲（滑閃放電），電壓再增加，則滑閃放電長度增長，到一定電壓，表面空氣發(fā)生擊穿（閃絡(luò)）。這是典型不均勻電場放電的四個過程。為保證電纜頭具有與電纜相應(yīng)的電場強(qiáng)度，必須采取措施，改善電場的分布。對于35kV及以下的電纜，一般采用套應(yīng)力管和進(jìn)行半導(dǎo)電層倒角方法來解決外屏蔽切斷處電場集中的問題。

（四）、影響電纜絕緣的主要因素

1、溫度對絕緣性能的影響

2、電纜運行溫度必須控制在絕緣材料所允許的最高工作溫度以下。

3、水分對絕緣性能的影響

（五）、電纜絕緣的老化和壽命

1、絕緣老化絕緣材料的絕緣性能隨時間不可逆下降的現(xiàn)象稱為絕緣的老化。具體指絕緣不能承受電網(wǎng)電壓（過電壓）這一過程需要的時間稱為絕緣的壽命。交聯(lián)聚乙烯：30年以上表現(xiàn)形式：擊穿強(qiáng)度降低，介質(zhì)損耗增大，機(jī)械強(qiáng)度增大，絕緣電阻下降等。

2、老化的原因（1）、局部放電高溫——絕緣分解——產(chǎn)生氣體——形成電樹枝——擊穿（2）、溫度溫度與很多因素有關(guān)（3）、水分在絕緣中也把老化分為4類：電老化、熱老化、環(huán)境老化、機(jī)械老化。

10kV電纜終端頭制作及注意事項附件安裝注意事項1、電纜絕緣半導(dǎo)體的剝切，下刀深度，半導(dǎo)體撕裂方向，倒角2、應(yīng)力錐或應(yīng)力管的連接位置，對高壓電纜附件還應(yīng)考慮連接電阻3、絕緣表面的處理4、接地線的安裝5、各個密封點的處理電纜終端制作步驟

（八）電纜核相試驗方法介紹

核相的意義

1、聯(lián)絡(luò)兩個電源的電纜線路，或者雙并、多并電纜中有一條相位接錯，送電時將導(dǎo)致相間短路。（不能合閘）

2、用戶進(jìn)線電纜線路，當(dāng)兩相接錯時會導(dǎo)致用戶電動機(jī)倒轉(zhuǎn)；若三相都接錯，雖不至于造成電動機(jī)倒轉(zhuǎn)，但該電纜進(jìn)線不能與用戶第二電源并用。

3、送電到電網(wǎng)變壓器的中壓電纜線路，如果相位接錯，則該變壓器低壓出線無法并網(wǎng)運行。如果把低壓電纜的相線和中線接反，送電后會導(dǎo)致燒壞電網(wǎng)居民家用電器的故障。