電力電纜技術(shù)

電力電纜技術(shù)關(guān)于電力電纜電纜根本常識(shí)及開(kāi)展史電纜設(shè)計(jì)與制造電纜選型電纜附件電纜敷設(shè)及安裝電纜附件的安裝電纜實(shí)驗(yàn)規(guī)范及實(shí)驗(yàn)技術(shù)電纜缺點(diǎn)的測(cè)尋電纜運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)電纜技術(shù)管理電纜根本常識(shí)電纜的定義：〔構(gòu)成電纜的三要素〕1〕導(dǎo)體2〕絕緣3〕外護(hù)層1導(dǎo)體銅電阻系數(shù)為0.0184，比重8.9鋁電阻系數(shù)為0.031，比重2.703(銅的30%)(66kV及以上不用鋁芯)我國(guó)規(guī)定的線芯截面〔mm2〕規(guī)格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規(guī)格線芯數(shù)量與外形：?jiǎn)涡尽尚?、三芯、四芯、五芯等五種，并根據(jù)線芯的數(shù)量，將導(dǎo)線壓成圓形、半圓形、扇形等外形；小截面實(shí)芯〔即獨(dú)股〕，大截面多股絞合2絕緣1.油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,除500kV及以上超高壓充油電纜外，根本被交聯(lián)電纜所取代2.橡膠絕緣：乙丙橡膠電纜最高運(yùn)用電壓已達(dá)150kV。3.聚氯乙烯絕緣：介損大，含氯，運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低，普通只用于6kV及以下電壓等級(jí)，將被淘汰。4.聚乙烯絕緣:熔融溫度低(70℃),最高任務(wù)電壓達(dá)500kV5.交聯(lián)聚乙烯:經(jīng)過(guò)化學(xué)或物理方法將聚乙烯分子鏈間相互交聯(lián)。最高運(yùn)轉(zhuǎn)溫度可達(dá)90℃，短路時(shí)導(dǎo)電線芯允許的最高溫度可達(dá)250℃。極大地提高了電纜的安全載流量和短路容量。其最高任務(wù)電壓達(dá)500kV。從1kV到220kV的各種電力電纜中，交聯(lián)聚乙烯是當(dāng)前運(yùn)用最廣的一種絕緣資料，幾乎完全取代了紙絕緣。3維護(hù)層作用:維護(hù)電纜免受外界物質(zhì)的侵入和防止外力損傷。組成:內(nèi)襯層〔或內(nèi)護(hù)套〕、鎧裝層和外被層資料:與電纜的絕緣種類、運(yùn)轉(zhuǎn)電壓、運(yùn)用環(huán)境有關(guān).如：紙絕緣電纜須有密封的金屬護(hù)套，而中低壓的橡塑電纜就不需求；埋在地下的電纜需求鎧裝，敷設(shè)在海底的電纜需求鋼絲鎧裝，而敷設(shè)在隧道、排管、電纜溝內(nèi)的電纜又可以不要鎧裝；外被層〔或外護(hù)套〕是用來(lái)維護(hù)鎧裝層或內(nèi)護(hù)套的，普通采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需求防火的場(chǎng)所也可做成阻燃型。電纜分類1、紙絕緣電纜〔1880年〕1〕統(tǒng)包型2〕分相鉛包型3〕充油電纜2、聚氯乙烯電纜〔PVC〕〔1957年〕3、交聯(lián)聚乙烯電纜〔XLPE〕〔1960年〕4、特種電纜5超導(dǎo)電纜〔2000年〕統(tǒng)包型紙絕緣電纜統(tǒng)包型電纜在每相導(dǎo)電線芯上包纏稱為相絕緣紙的油浸紙絕緣帶，在各相線芯絞合成纜的同時(shí)，在各相線芯之間的空隙填以紙繩，外面再包纏稱為統(tǒng)包紙的油浸紙絕緣帶，在統(tǒng)包紙外擠壓上鉛包作防水密封根據(jù)安裝場(chǎng)地的需求在其外部再加上不同的維護(hù)層在15kV及以下電壓等級(jí)。分相鉛包型紙絕緣電纜分相鉛包型紙絕緣電纜每相有一個(gè)接地的鉛包，電力線完全垂直于絕緣紙?jiān)?0kV及35kV采用致命的缺陷——?dú)庀蹲ⅲ弘妷涸俑邥r(shí)用充油電纜電場(chǎng)分布自容式充油電纜及XLPE電纜充油電纜特點(diǎn)：在導(dǎo)電線芯中有一油管，利用單獨(dú)的帶有一定壓力的油箱向電纜充油并堅(jiān)持一定的壓力?？上埥^緣中的氣隙，提高任務(wù)電場(chǎng)強(qiáng)度。最高任務(wù)電壓已開(kāi)展到1100kV。XLPE電纜XLPE電纜半導(dǎo)電層的作用交聯(lián)電纜與紙絕緣電纜的比較交聯(lián)電纜油紙電纜介電常數(shù)20℃ 2.33.4介質(zhì)損耗tgδ20℃0.0005 0.003體積電阻Ω 1015 1013最高運(yùn)轉(zhuǎn)溫度℃ 90 65允許高差 無(wú) 有安裝工藝 簡(jiǎn)單 復(fù)雜制造工藝 簡(jiǎn)單 復(fù)雜金屬防水層中 低壓無(wú) 全有電纜額定電壓〔UO/U〕的選定中性點(diǎn)的接地方式1〕

直接接地2〕

小電阻接地3〕

消弧線圈接地4〕

不接地結(jié)論：電纜額定電壓〔UO/U〕的選定是由系統(tǒng)的不同接地方式?jīng)Q議的。UO的劃分與電纜絕緣厚度電壓〔U/U0〔kV〕〕厚度〔mm〕0.6/1 0.7~3.0〔大截面厚〕1.8/3 2.0~3.03.6/6； 6/6 2.5~3.2；3.46/10； 8.7/10 3.4；4.521/35； 26/359.3；10.548/6614〔〕64/11016.5~18.6〔大截面薄〕127/22024.3〔留意：U0與實(shí)驗(yàn)電壓的選擇〕電纜附件定義：除電纜本體以外一切電纜安裝用的資料。如終端頭、中間接頭、電纜安裝用的金具、電纜卡子、絕緣資料等。本處僅指電纜終端頭和中間接頭。終端頭和中間接頭：電纜線路兩端與其它電氣設(shè)備相銜接的電纜附件稱為終端頭，用于戶外的稱戶外終端頭，用于戶內(nèi)的稱戶內(nèi)終端頭；兩根電纜相銜接的電纜附件稱中間接頭。

電纜附件技術(shù)條件1．導(dǎo)體銜接好：〔1〕接觸電阻要小且穩(wěn)定。應(yīng)能接受缺點(diǎn)電流的沖擊。接觸電阻應(yīng)不大于同長(zhǎng)度、同截面、同資料導(dǎo)體的電阻的1.2倍?！?〕有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。應(yīng)能接受一定的拉力。〔3〕耐腐蝕，滿足運(yùn)用環(huán)境的要求?！?〕價(jià)錢低廉、便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。2．絕緣性能高：〔1〕耐壓強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗低、化學(xué)性能穩(wěn)定。用于戶外時(shí)還應(yīng)能耐受紫外線照射和大氣污染?！?〕有合理的改善電場(chǎng)分布的措施和與電纜絕緣相匹配的絕緣余度。應(yīng)力錐或應(yīng)力控制管等被用來(lái)改善該處的電場(chǎng)分布。3．密封性能可靠：〔進(jìn)水是電纜附件發(fā)生缺點(diǎn)的主要緣由之一〕4．順應(yīng)運(yùn)用環(huán)境：諸如惡劣氣候條件、耐受紫外線照射及各種污染、水下長(zhǎng)期浸泡、機(jī)械拉力或壓力等等。5．構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝電纜附件的種類1．繞包型：手工與機(jī)械繞制2．澆注型：普通僅用于10kV及以下電壓等級(jí)的中間接頭3．熱收縮型：簡(jiǎn)單、安裝方便、價(jià)錢低廉、順應(yīng)性強(qiáng)，廣泛用于中、低壓等級(jí)。4．預(yù)制型：特點(diǎn)是集終端頭的內(nèi)外絕緣、密封和改善電場(chǎng)分布的應(yīng)力錐于一體，安裝工藝簡(jiǎn)單，絕緣性能好，安裝質(zhì)量易于控制但價(jià)錢為熱縮型附件的3-6倍。5．冷收縮型〔也稱常溫收縮型與預(yù)制型電纜附件完全一樣，原料也是有三元乙丙橡膠和硅橡膠兩種。

電纜實(shí)驗(yàn)的分類1例行實(shí)驗(yàn)〔出廠實(shí)驗(yàn)〕2抽樣實(shí)驗(yàn)3型式實(shí)驗(yàn)4交接實(shí)驗(yàn)5預(yù)防性實(shí)驗(yàn)注釋：上述第一、二項(xiàng)由制造廠完成；第三項(xiàng)由制造廠委托權(quán)威實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)完成；第四、五項(xiàng)由運(yùn)用單位或受運(yùn)用單位委托的實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)完成。型式實(shí)驗(yàn)對(duì)任一種新型電纜，制造廠在投入批量消費(fèi)之前，為了檢驗(yàn)其性能所進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)。對(duì)同一種類型電纜，型式實(shí)驗(yàn)無(wú)須反復(fù)。例行實(shí)驗(yàn)〔出廠實(shí)驗(yàn)〕證明制造廠所消費(fèi)的電纜符合根本技術(shù)條件及時(shí)發(fā)現(xiàn)有制造缺陷的電纜。一切出廠電纜均應(yīng)進(jìn)展抽樣實(shí)驗(yàn)證明制造廠所消費(fèi)的電纜符合技術(shù)條件對(duì)部分出廠電纜進(jìn)展，每批按一定比例抽取交接實(shí)驗(yàn)檢查電纜及附件的安裝質(zhì)量，并據(jù)此決議電纜能否投入運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)防性實(shí)驗(yàn)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)電纜定期進(jìn)展發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)電纜中尚未引發(fā)事故或會(huì)影響其正常使壽命的隱患常用實(shí)驗(yàn)規(guī)范〔國(guó)際〕IEC60840AMD2(1993)額定電壓30kV(Um=36kV)以上至150kV(Um=170kV)的擠壓絕緣電力電纜的實(shí)驗(yàn)第2號(hào)修訂〔高電壓等級(jí)電纜參照運(yùn)用〕IEC60502-1〔1kV~3kV〕具有擠壓成型絕緣的電力電纜及其附件IEC60502-2〔6kV~30kV〕具有擠壓成型絕緣的電力電纜及其附件相關(guān)制造規(guī)范常用實(shí)驗(yàn)規(guī)范〔國(guó)內(nèi)〕GB50150-91<<電氣安裝安裝工程電器設(shè)備交接實(shí)驗(yàn)>>DL/T596-1996<<電力設(shè)備預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程>>(原電力部部頒規(guī)范)<<電力設(shè)備交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程>>(華北電力集團(tuán)公司公布)(2002)<<電力設(shè)備交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程補(bǔ)充規(guī)定>>(天津市電力公司公布)(2001)相關(guān)制造規(guī)范紙絕緣電纜預(yù)防性實(shí)驗(yàn)工程絕阻直流耐壓電纜主絕緣的絕緣電阻值丈量方法電纜交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)中主絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)問(wèn)題電纜容性電流很大絕緣電壓(kV)截面(mm**2)電容(uf/km)電流Ic(A/km)XLPE8.7/102400.340.61XLPE26/352400.181.14絕緣紙8.7/102400.581.05絕緣紙26/351850.271.7結(jié)論：現(xiàn)場(chǎng)難以進(jìn)展電纜的工頻耐壓實(shí)驗(yàn)直流耐壓實(shí)驗(yàn)電路圖電纜直流耐壓實(shí)驗(yàn)1〕平安措施〔留意另一端的平安〕2〕留意雜散泄露電流的屏蔽3〕留意與歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)4〕電纜本體溫度對(duì)泄露電流的數(shù)值影響很大〔季節(jié)差、實(shí)驗(yàn)前電纜負(fù)荷情況、電纜埋設(shè)環(huán)境等〕XLPE電纜例行實(shí)驗(yàn)工程導(dǎo)體直流電阻測(cè)定交流耐壓實(shí)驗(yàn)部分放電實(shí)驗(yàn)外護(hù)層耐壓實(shí)驗(yàn)〔對(duì)護(hù)層絕緣有要求的電纜〕XLPE電纜交接實(shí)驗(yàn)工程五阻值丈量：〔主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻〕〔后四項(xiàng)僅對(duì)10kV~35kV等級(jí)電纜〕主絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)〔0.1Hz、1~300Hz變頻諧振〕交叉互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)相位檢查外護(hù)層耐壓實(shí)驗(yàn)(66kV及以上〕XLPE電纜預(yù)防性實(shí)驗(yàn)主絕緣電阻值、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻的丈量(注：發(fā)現(xiàn)外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻有問(wèn)題時(shí)，進(jìn)展銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻的丈量〕交叉互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)〔66kV及以上〕主絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)〔0.1Hz、1~300Hz變頻諧振〕XLPE電纜主絕緣絕緣電阻值的丈量留意:1.0.6/1kV電纜運(yùn)用1kV兆歐表 2.0.6/1kV以上電纜運(yùn)用2.5kV或5kV兆歐表XLPE電纜交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)不宜作直流耐壓實(shí)驗(yàn)因直流耐壓實(shí)驗(yàn)而在XLPE電纜主絕緣中產(chǎn)生的積累效應(yīng)會(huì)縮短電纜的運(yùn)用壽命〔空間電荷效應(yīng)〕直流耐壓實(shí)驗(yàn)不能有效的發(fā)現(xiàn)危及XLPE電纜平安運(yùn)轉(zhuǎn)的缺陷〔阻性分布與容性分布〕結(jié)論:變頻諧振耐壓實(shí)驗(yàn)方法最為適宜(CIGRE1997)XLPE電纜交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)主絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)方法1〕直流耐壓實(shí)驗(yàn)〔2003年7月1日后停用〕2〕VLF0.1Hz〔國(guó)外用于30kV及以下〕a.余弦方波電壓法;b.正弦方波電壓法〔余弦方波電壓法比正弦方波電壓法更有效〕3〕

變頻諧振耐壓實(shí)驗(yàn)〔1Hz~300Hz〕(耐壓時(shí)間的選定)4〕

振蕩波耐壓實(shí)驗(yàn)a.初始電壓震蕩幅值4Uo;b.沖擊次數(shù)5~20次(間隔為2秒)注：目前各類規(guī)范尚處于探求階段，有待于進(jìn)一步完善。變頻諧振耐壓實(shí)驗(yàn)注：1.任務(wù)電流僅為諧振前的1/20~1/502.諧振點(diǎn)接近工頻時(shí)最為有效3.結(jié)合局放丈量更為理想XLPE電纜受潮五阻值丈量五阻值丈量：主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻電纜缺點(diǎn)的測(cè)尋缺點(diǎn)性質(zhì)的判別缺點(diǎn)測(cè)尋方法缺點(diǎn)性質(zhì)的判別1、接地缺點(diǎn)2、短路缺點(diǎn)3、斷線缺點(diǎn)4、閃絡(luò)性缺點(diǎn)5、混合型缺點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)尋方法1、初測(cè)①電橋法②脈沖法

2〕定點(diǎn)①聲測(cè)法②感應(yīng)法③跨步電壓法Lx=2LRx

電橋法原理QF1-A面板圖脈沖法原理Lx=VTx/2

V=160m/s(紙纜);V=170m/s(XLPE)

脈沖法原理(接地缺點(diǎn)波形)脈沖法原理(接地缺點(diǎn)波形)Lx=VTx/2

V=160m/s(紙纜);V=170m/s(XLPE)

脈沖法原理(斷線缺點(diǎn)波形〕脈沖法原理(斷線缺