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电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路
作者:行业资讯     点击:104     添加时间:2021-07-29 08:54:00

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电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

01 前言

在城镇居民密集的地方,在高层建筑内及工厂厂区内部,或在其他有腐蚀性气体和易燃、易爆的场所,考虑到安全和市容美观的问题以及受地理位置的限制,不宜架设甚至有些场所规定不准架设架空线路时,就需要使用电力电缆线路。

电缆线路 指由 电缆 附件 附属设备  附属设施 所组成的整个系统

电缆系统 指由电缆和安装在电缆上的附件构成的系统。

电缆附件 是连接电缆与输配电线路及相关配电装置的产品,一般指电缆线路中各种电缆的中间连接及终端连接的中间接头终端头

附属设备 指与电缆系统起形成完整电缆线路的附属装置与部件,包括 油路系统交叉互联系统接地系统监控系统 等。

附属设施 指与电缆系统一起形成完整电缆线路的土建设施,主要包括电缆隧道电缆竖井排管工井电缆沟电缆桥电缆终端站 等。

下面根据以上将分为电缆系统(分为电缆 附件)、附属设备附属设施进行分期专题介绍(本次所阐述的为陆地电力电缆)。

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 电缆线路

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02 电缆分类

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆,电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。

电力电缆按电压等级可分为低压电力电缆(3千伏及以下)、中压电力电缆(35千伏及以下)、高压电缆(110千伏以上)、超高压电缆(330~500千伏)。

按绝缘材料性质分为油纸绝缘电缆(黏性浸渍纸绝缘型、不滴流浸渍纸绝缘型、有油压、 油浸渍纸绝缘型)、塑料绝缘电缆(聚氯乙烯绝缘型、聚乙烯绝缘型、交联聚乙烯绝缘型)和橡胶绝缘电缆(天然橡胶绝缘型、乙丙橡胶绝缘型)。

按结构特征分为统包型电缆、分相型电缆和扁平型电缆。

按电流性质分为交流电缆和直流电缆。

按敷设环境分为陆地电缆和海底电缆。

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 三芯电缆

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▲图 单芯钢丝铠装

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▲图 单芯无凯铝护套

电力电缆按绝缘材料分 油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆 、橡皮绝缘电力电缆。常用的聚氯乙烯聚乙烯交联聚乙烯的电缆就属于塑料绝缘电力电缆 。

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 35kV 单芯电缆

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▲图 35kV 三芯电缆

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 110kV及以上单芯电缆

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电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

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03 结构

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 110kV及以上单芯电缆结构

3.1 导体

导体是提供负荷电流的通路。现在高压电缆导体主要采用高电导系数的金属铜导体。铜的电导率大,机械强度高,易于进行压延、拉丝和焊接等加工。铜是电缆导体最常用的材料。

一般35kV及以下,110千伏敷设于湖、海水下且电缆截面不大时采用三芯电缆。

110kV以上三相供电回路采用单芯电缆。

常用截面(mm2):240、300、400、500、630、800、1000、1200、1600、2000、2500。

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 电缆导体

导体截面主要与电缆的载流量相关,线路载流量可以参考下列规范进行计算:

1)JB /T 10181.11-2014 电缆载流量计算 第11部分:载流量公式(100%负荷因数)和损耗计算 一般规定。

2)JB/ T 10181.12-2014 电缆载流量计算 第12部分:载流量公式(100%负荷因数)和损耗计算 双回路平面排列电缆金属套涡流损耗因数

3)JB/ T 10181.21-2014 电缆载流量计算 第21部分:热阻 热阻的计算

4)JB /T 10181.22-2014 电缆载流量计算 第22部分:热阻 自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算

5)JB /T 10181.31-2014 电缆载流量计算 第31部分:运行条件相关 基准运行条件和电缆选型

6)JB/ T 10181.31-2014 电缆载流量计算 第31部分:运行条件相关 基准运行条件和电缆选型。

电缆的载流量公式如下:

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 电缆载流量影响部分因素

3.2屏蔽

在电缆结构上的所谓“屏蔽”,实质上是一种改善电场分布的措施

※ 导体屏蔽

电缆导体由多根导线绞合而成,它与绝缘层之间易形成气隙,导体表面不光滑,会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层,它与被屏蔽的导体等电位,并与绝缘层良好接触,从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽,又称为内屏蔽层


※ 绝缘屏蔽

在绝缘表面和护套接触处,也可能存在间隙,电缆弯曲时,油纸电缆绝缘表面易造成裂纹,这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层,它与被屏蔽的绝缘层有良好接触,与金属护套等电位,从而避免绝缘层与护套之间发生局部放电。这一层屏蔽,又称为外屏蔽层


3.3 绝缘

绝缘是将高压电极与地电极可靠隔离的关键结构。根据《电力工程电缆设计标准》(GB 50217-2018 )3.3.2 条 电力电缆绝缘类型 提出“高压交流电缆宜选用交联聚乙烯绝缘类型,也可选用自容式充油电缆。”高压电力电缆目前应用较多的绝缘类型主要有交联聚乙烯绝缘和充油电缆。

交联聚乙烯电缆具有优良的电气性能和机械性能,施工方便,是目前最主要的电缆品种,可推荐优先选用。

充油电缆的制造和运行经验丰富,电气性能优良,可靠性也高,但需要供油系统。对于220kV及以上电压等级,经与交联电缆做技术经济比较后认为合适时仍可选用充油电缆。


3.4 阻水带

半导电阻水膨胀带。


3.5 金属护层(套)

电缆金属护层(套)一般采用波纹铅套和铝套,其作用在于保护电缆绝缘在敷设、运行过程中,免受机械损伤和各种环境因素如水、日光、生物、火灾等引起的破坏,以保证电缆长期稳定的电气性能。波纹铝套导电率高、弯曲性能优良铅套耐腐蚀性好

金属护层是接地故障短路电流流回系统中性点的有效通道,所以还应满足热稳定要求。金属护层又为内护层。


3.6 防蚀层

金属套表面,用沥青或热熔胶防蚀层。


3.7 电缆外护层(套)

电缆外护层是保护电缆免受机械损伤和腐蚀的保护覆盖层。其作用是防止铠装层和金属护套遭受化学腐蚀,绝缘和防火的作用也十分重要,一般为非金属材料聚合物。PVC聚氯乙烯)外护套和PE聚乙烯)外护套是最常用的两种非金属外护套。PV阻燃性好力学性能差,常用在电缆沟隧道环境中;PE阻燃性较差、力学性能好防水性好,价格稍高但环保性能好,常用在排管中。PVC易满足C类阻燃等级要求,而PE需要添加阻燃剂。


3.8 导电层

采用半导电材料,涂敷于外护套外、或与外护套一并挤出。作为电缆外护套耐压试验的外电极。

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04 命名

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 命名

※ 绝缘

交联聚乙烯绝缘 YJ


※ 导体

铜导体 T(省略)

铝导体 L


※ 护层(内)

皱纹铝套 LW (110kV及以上)

铝套 Q (35kV及以上)

金属塑料复合护套 A (35kV及以上)

聚氯乙烯护套 V (35kV)

聚乙烯或聚烯烃护套 Y (35kV)

弹性体护套 F (35kV)


※ 铠装层

双钢带铠装 2

细圆钢丝铠装 3

粗圆钢丝铠装 4

(双)非磁性金属带铠装 6

非磁性金属丝铠装 7


※ 外护套

聚氯乙烯外护套 02(无凯)

聚乙烯外护套 03(无凯)

聚氯乙烯外护套 2

聚乙烯或聚烯烃外护套 3

弹性体外护套 4


※ 其他

纵向阻水结构 Z(110kV及以上)

铜带屏蔽 D(省略)

铜丝屏蔽 S


※ 例

电力电缆初识-交联聚乙烯绝缘电缆线路

▲图 35kV(铜芯)交联聚乙烯绝铜屏蔽钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆

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▲图 110kV及以上(铜芯)交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚氯乙烯护套纵向阻水电力电缆

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