电缆结构设计4

1、第三章 电力电缆 1、电力电缆和架空导线在电力系统中都是用于传送和分配电能的线路中。 2、与架空线相比，电缆具有下列特点： 1）一般埋设于土壤中或敷设于室内、沟道、隧道中，线间绝缘距离小，不用塔杆，占地少，基本不占地面上空间。 2）受气候条件和周围环境影响小，传输性能稳定，可靠性高。 3）具有向超高压、大容量发展的更为有利的条件，如低温、超导电力电缆等。3、应用：城市的地下电网、发电站的引出线路、工矿企业内部的供电，以及过江、过海峡等的水下输电线。 4、电缆及其附件必须满足下列要求：1）能长期承受电网的工作电压，和运行中经常遇到的各 种过电压，如操作过电压、大气过电压和故障电压。2）能可靠地传

2、送需要传输的功率。3）具有较好的机械强度、弯曲性能和防腐蚀性能。4）有较长的使用寿命。 5、电力电缆的种类： (1)低、中压电缆；35kV及以下 粘性浸渍纸绝缘电缆、不滴流电缆、聚氯乙烯绝缘 电缆、聚乙烯绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆、天然橡皮绝缘电缆、丁基橡皮绝缘电缆、乙丙橡皮绝缘电缆。 (2)高压电缆；35kV及以下 自容式充油电缆、钢管充油电缆、聚乙烯电缆和交联聚乙烯绝缘电缆 。第一节第一节 电线电缆典型结构分析电线电缆典型结构分析 一、塑料绝缘电缆（一）聚氯乙烯绝缘电力电缆 聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，配以增塑剂、稳定剂、防老剂等多组份的混合材料。 特点：加工简单、生产率高、成本

3、低、耐油、耐腐蚀、化学稳定性好； 极性材料，介质损耗大，耐热性低（最高允许工作温度70）；耐电强度低，有毒。 适用范围：聚氯乙烯绝缘电缆适用于额定电压6/6、6/10kV 及以下的电力线路中。VLV22型1kV电缆结构外形图1导电线芯 2聚氯乙烯绝缘 3边角填充 4内衬层 5铠装钢带 6聚氯乙烯护套 1导电线芯 2聚氯乙烯绝缘 3聚氯乙烯内护套层 4铠装钢带5边角填充6聚氯乙烯护套聚氯乙烯绝缘电力电缆产品型号聚氯乙烯绝缘电力电缆产品型号型号护层种类敷设场合铝芯铜芯VLVVLYVVVY聚氯乙烯护套，无铠装层聚乙烯护套，无铠装层敷设在室内、隧道及沟管中，不能承受机械外力的作用VLV22VLY23V

4、V22VY23内钢带铠装，聚氯乙烯护套内钢带铠装，聚乙烯护套直埋敷设在土壤中，能承受机械外力，不能承受大的拉力VLV32VLY33VV32VY33细钢丝铠装，聚氯乙烯护套细钢丝铠装，聚乙烯护套敷设在室内、矿井及水中。能承受机械外力和相当的拉力。VLV42VLY43VV42VY43粗钢丝铠装，聚氯乙烯护套粗钢丝铠装，聚乙烯护套敷设在室内、矿井和水中，能承受较大的拉力（二）交联聚乙烯绝缘电缆 1.聚乙烯树脂 特点：介电系数和tg较小，分别为2.11和0.002；且为非极性材料，电气性能良好。 其耐热性低，力学性能较差，在环境应力作用下易形成开裂。 2.交联聚乙烯 交联方法：通过物理方法或化学方法将

5、聚乙烯进行交联。 物理方法主要是利用高能射线将CH键断开使聚乙烯生成游离基，游离基相互结合形成CC键而交联成聚乙烯。 化学方法是通过交联剂（如过氧化二异丙苯）夺取分子中的氢原子使之生成游离基而进行交联。 特点：交联聚乙烯的体积电阻系数=51014m，tg =0.0006，相对介电系数=2.11，平均工频击穿 强度=810kV/mm；均匀冲击强度=5060kV/mm。用途：交联聚乙烯绝缘电缆适用于工频交流电压500kV及 以下的输配电线路中。目前我国已能制造220kV及 以下的交联聚乙烯绝缘电缆。图3-1-2 三芯交联聚乙烯电缆结构1导线 2导线屏蔽层 3交联聚乙烯绝缘层4半导电层 5铜带 6填

6、料 7扎紧布带 8聚氯乙烯外护套 图3-1-3 单芯交联聚乙烯电缆结构1导体 2导体屏蔽 3交联聚乙烯绝缘 4绝缘屏蔽层 5金属屏蔽层 6钢丝编织带 7皱纹铝护套 8防腐层 9PVC/PE外护套 10石墨层 （三）橡皮绝缘电力电缆普通的合成橡胶的种类：丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯等。特点：分子结构中含有双键，故耐臭氧差，在电晕作用下会产生开裂，击穿场强较低，所以不能用于高的电压等级，只能用于低压配电系统和经常移动的场合。 乙丙橡胶特点：由稳定的饱和烃所组成，具有较高的耐臭氧性和耐候性。交流击穿强度在3540kV/mm。加入第三单体如环戊二烯或乙叉降冰片烯形成三元乙丙橡胶，更能改善

7、其工艺性能。用途：可用于35kV级电力电缆或高压电机引出线。图3-1-4 XLV型500V橡皮绝缘电力电缆截面 (四)高压充油电缆1、特点：充油电缆是利用补充浸渍原理来消除绝缘层中形成的气隙以提高电缆工作场强的一种电缆结构。 2、分类(护层结构不同)：自容式充油电缆：铅护套或铝护套；钢管充油电缆：三根屏蔽电缆拖入一无缝钢管内，无缝钢 管也就是电缆的坚固护套；3、自容式充油电缆(1)工作原理： 温度升高时，绝缘层膨胀，电缆中的油油箱； 温度降低时，绝缘层收缩，邮箱中的油电缆；(2)工作原理图： (3)供油箱：重力供油箱：浸渍剂位于电缆线路最高点； 压力供油箱：弹性元件内有一定的压力； 可位于电缆

8、的任何位置。(4)典型结构： 结构特点：(1)线芯由镀锡弓形线组成，为了保证中心油道的油能流 入绝缘层，在线芯上每隔一定距离(0.3m)钻有一小孔。(2)由于绝缘层较厚(28mm)采用了两个油道，一在线芯中 心，一在铅套下(24个半圆槽，深度为3.3mm)。(3)由于铅套内有油槽，为了使铅套表面光滑及运行可 靠，采用了双铅套结构，第一层铅套厚度为5.5mm，第 二层铅套厚度为3.5mm。(4)由于电缆工作油压较高(1013kPa，相当于10个大气 压)，采用了两层小包缠节距径向铜带加固层，和一层 大包缠节距轴向铜带加固层。4、钢管充油电缆 (1)结构： (2)特点：无中心油道； 内屏蔽层用半导

9、电纸，外屏蔽层用打孔铜带； 打孔铜带外缠绕2-3根半圆形青圆丝。半圆形青圆丝的作用： 减少电缆拖入钢管的拉力； 阻止电缆拖入钢管时，损伤电缆绝缘层； 降低电缆的热阻提高电缆载流量。(五)充气电缆 用途：主要用于高压、大容量传输电能，绝缘SF6压缩气 体。结构：三芯管道充气电缆 线芯：铜、铝；绝缘支撑：氧化铝双酚A环氧树脂 单芯圆板式、三芯拉式；外护套：三芯、无钢管、 单芯 分铁磁性材料、不锈 钢或铝、防止产生感应电 动势。特点：(1)具有与架空线相同程度的传输能力传输能力，同时又与电缆一样，受周围环境受周围环境(盐雾、污秽、雷击)影响小影响小。 (2) SF6气体相对介电常数约为1，与相同容量充油电缆相比，它的静电容量