电力电缆线路第三讲电力电缆的类型和施工技术

1、1电力电缆线路第三讲电力电缆的类型和施工技术2复习：电缆的有哪几部分基本结构？请简述规则绞合与不规则绞合。电缆绝缘层有哪几种？外护层由哪几部分组成？补充本学时内容：电力电缆的有哪些分类？3本讲的主要内容一、油浸纸绝缘二、橡塑电力电缆三、充油电缆四、管道充气电缆五、低温及超导电缆六、无损耗管道输电法七、海底电缆八、其他电缆简介4一、油浸纸绝缘油浸纸绝缘电力电缆是使用历史最久、用量最大的一种电缆。它具有使用寿命长、价格便宜、热稳定性高等优点。缺点：工艺比较复杂。粘性浸渍型电缆的浸渍剂容易淌流，因而不可避免地要在绝缘内形成气隙，降低了其绝缘水平。通常采取消极的补救措施，即把敷设位差限定得很小。51粘

2、性浸渍纸绝缘电力电缆图1-8 扇形线芯三芯统包绝缘电力电缆结构图1导线芯;2线芯绝缘;3填料;4统包绝缘;5内护套; 6内衬层;7铠装层;8外被层（外护层）6图1-9 分相铅包电缆结构示意图1导电线芯；2相绝缘；3带绝缘；4填充材料；5铅层；6内衬层；7铠装；8外被层图1-10 带绝缘电缆结构示意图1导体（铝芯或铜芯）; 2相绝缘;3带屏蔽;4填充材料; 5铅层；6内衬层；7铠装层；8外被层电缆结构72不滴流纸绝缘电力电缆不滴流纸绝缘电力电缆与粘性浸渍纸绝缘电缆的差别主要是它的浸渍剂在工作温度范围内不流动，呈塑性固体状，而在浸渍温度下粘度降低能保证充分浸渍。 不滴流浸渍纸绝缘电缆在浸渍和配料方

3、面要复杂些，浸渍周期也较长，但基本解决了浸渍剂的淌流问题，在技术经济上则更为合理。83滴干纸绝缘电力电缆 即粘性浸渍电缆浸渍后增加一道滴干工艺过程，使粘性浸渍纸间的浸渍剂减少70，纸内的浸渍剂减少30，以消除粘性浸渍纸绝缘电缆在高落差敷设时浸渍剂流动产生的缺点。 9二、橡塑电力电缆以高分子聚合物作为绝缘的电力电缆称为橡塑电缆。橡塑电缆的绝缘层采用绝缘强度高的可塑性材料（如橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯等），在一定的温度和压力下用挤注的方式制成。它的半导电层和绝缘层一样，是一种半导电的橡塑材料，基本上与绝缘层同时挤出成型。这种电缆无论多长，其每相的绝缘层均为一个整体，又称为整体绝缘层电缆。

4、10二、橡塑电力电缆1橡胶绝缘型电缆橡胶绝缘型电缆是指主要由天然橡胶加不同的添加剂组成的各种橡胶绝缘层构成的电缆 电缆导体和绝缘表面均有屏蔽层。橡胶电缆的护套有聚氯乙烯、氯丁橡胶和铅护套三种。用乙烯和丙烯经催化剂合成的橡胶作为绝缘的一种固体挤压聚合电缆，称为乙丙橡胶电缆。简称EPR 电缆。由于乙丙橡胶的介质损耗系数大，因此只用在电压等级低于138kV 的电力电缆线路中。这种电缆突出的优点是柔软、可挠性好，特别适宜于移动性的用电与供电装置。 11二、橡塑电力电缆1橡胶绝缘型电缆图1-11 橡胶绝缘电力电缆结构图1导线；2线芯屏蔽层；3橡胶绝缘层；4半导电屏蔽层；5铜带屏蔽层；6填料；7橡胶布带；

5、8聚氯乙烯外护套122塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆由于制造工艺简单，没有敷设落差的限制，工作温度可以提高，电缆的敷设、维护、接续比较简便，又有较好的抗化学药品性能等优点，已成为电力电缆中正在迅速发展的一类重要品种。随着石油化学工业的蓬勃发展，这类产品将有非常广阔的发展前景。在中低压电缆方面，就目前世界各国在品种的选择上及使用情况来看，总的趋势是塑料电缆占绝对优势。塑料绝缘型电缆有聚氯乙烯电力电缆（简称PVC电缆）、聚乙烯电力电缆（简称PE电缆）、交联聚乙烯电力电缆（简称XLPE电缆）。13聚氯乙烯电力电缆结构1导线；2聚氯乙烯绝缘； 3聚氯乙烯内护套;14 交联聚乙烯绝缘电缆交联电缆是“固

6、态”绝缘的代表产品。聚乙烯树脂本身是一种常温下电性能极优越的绝缘材料。用辐照或化学方法对它进行交联处理，使其分子由原来的线型结构变成网状立体结构，从而改善材料在高温下的电性能和机械性能。用这种材料作高压电缆绝缘可以不用绝缘油之类的液体，是一种干式绝缘结构。它适用于10kV 及以上电压等级的输配电线路，使用场合十分广泛。交联电缆的使用历史不长，只有30 年左右，但发展很快。自20 世纪60 年代初世界上第一条66kV 交联电缆投人使用以来，大约每5 年便提高一个电压等级。15 交联聚乙烯绝缘电缆交联聚乙烯电力电缆的优点：1）良好的耐热性和机械性能；2）敷设安装方便 ；3）除具有电场分布均匀，没有

7、切向应力外，其电气性能好，介质损耗正切tan小，绝缘电阻高；4）交联聚乙烯绝缘电力电缆可以代替纸绝缘电缆 ；5）比充油电缆要求的防火措施要简便，同时比使用充油电缆要经济，可以高落差或垂直敷设。另外，一旦发生事故，修复较简捷但经运行和研究表明，交联聚乙烯绝缘在运行中易产生树枝化放电，造成绝缘老化破坏，严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命。电树枝，由于绝缘内部放电产生的细微开裂，形成细小的通道，其通道内空，管壁上有放电产生的碳粒痕迹。 1617 超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆 其结构除有与中、低压电缆相似的部分，如线芯紧压，导体、绝缘层加屏蔽外，另外特别增加了纵向防水层。 18三、充油电缆

8、35kV 以上的高压电力电缆目前主要产品是110 、220 、330 、400 、500kV 电压级的自容式充油电缆，这些电缆除具有优良的绝缘性能外，还能承受很高的工作电场强度，具有很低的介质损耗、良好的散热性、可靠的护层防护以及配套的接头附件等。充油电缆根据充油通道不同分为自容式充油电缆和钢管充油电缆两种按内部油压大小的不同，充油电缆可分为高油压、中油压和低油压三种，其工作油压分别为、0 . 4 - 0 . 8MPa , 0 . 02 0.3MPa 。充油电缆不同于其他电缆，它是利用压力箱向电缆绝缘内部补充绝缘油的办法，消除因温度变化而在纸绝缘层中形成的气隙，以提高电缆的工作电场强度的一种电

9、缆。自容式充油电缆一般简称为充油电缆。它分单芯和三芯（两种。单芯电缆的电压等级为60 一750kV 。三芯电缆的电压等级为35-132kV 。 191单芯充油电缆 一种是中心有金属螺旋管作支撑的油道圆形绞线，螺旋管一般采用不锈钢带或厚镀锡铜带绕成； 另一种由形及扁形线绞合成中空油道 的圆形绞线。201单芯充油电缆一般110kV330kV电缆，油道直径为814mm（国家标准规定，油道直径不小于12mm）。护套外为具有防水性的沥青和塑料带的内衬层、径向加强层、铠装层和外被层。国产330kV及以下电缆的油道结构大多采用螺旋支撑结构。21三、充油电缆图-14 单芯自容式充油电缆结构1油道；2导线；3导

10、电屏蔽；4屏蔽层；5绝缘屏蔽；6导线屏蔽；7内衬层；8衬垫层；9加强层；10外被层图1-15 三芯自容式充油电缆结构1导线；2导线屏蔽；2绝缘层；油道；4绝缘屏蔽；5油道；6填料；7铜丝编织带；8铅套； 9内衬层；10加强层；11外被层22自容式充油电缆的工作原理 23三芯充油电缆及扁电缆243钢管电缆优点：具有良好的机械性能，不易受外力破坏，并节约大量有色金属；占用的线路走廊小；与自容式充油电缆相比，钢管充油电缆的护层较完善可靠；油压高，粘度大，因此电气性能也较高；供油设备集中，管理维护比较方便；钢管充油电缆还便于强迫冷却，有利于电缆输送容量的提高。253钢管电缆它的主要缺点：一相发生故障时

11、，往往会损害其它两相和钢管，安装敷设也较复杂；不宜用于高落差线路中敷设；电缆的安装允许半径比自容式充油电缆大；钢管充油电缆所需油量比自容式充油电缆大；钢管充油电缆用终端盒的结构较复杂；需要大量的无缝钢管。26四、管道充气电缆管道充气电缆，又称压缩气体绝缘电缆。它的结构是在内外两个圆管道之间充以一定压力（一般是）的SF6气体，所充气体是绝缘层的一部分。内圆管（铝管或铜管)为导电线芯，由固体绝缘垫片，每隔一定距离支撑在外圆管 27管道充气电缆结构原理 管道充气电缆结构原理(a)刚性型;（b）挠性型1线芯;2屏蔽;3外护层28 管道充气电缆的绝缘支撑 管道充气电缆的绝缘支撑(a)单芯圆板式支撑;(b

12、)三芯柱式支撑29SF6气体电缆优点：（1）输送容量接近同等截面架空线；（2）稳秘型好，与传统结构电缆相比不受直击雷和盐雾污染影响，维护工作少；（3） SF6气体介电常数很小（约等于1），电容量仅为同电压等级充油电缆的1/10左右，因此充电电流小，即使作为超高压长距离输电线路使用也不需加设电抗器补偿设备；（4）油介质损耗所产生的热量很小，可忽略不计；不足：1)受运输条件制约， SF6电缆制作长度不宜过长，一般仅为12-14m左右，在现场连接部位、工期长；2）运输、储存都要确保管内清洁度；3）制价高昂，除传统结构的电缆不能满足输送容量要求外，从经济性方面看，以不采用为宜。30国外已投入运行的SF

13、6电缆参数例31五、低温及超导电缆1.低温电缆高纯度铝或铜的电阻在低温下将大幅度降低，导线在液氢或液氮冷却下，其散热能力也大大提高。 低温电缆应用其上述原理，既降低了导线损耗，又增强了散热能力，因而传输容量大为增加。一般传输容量沂达5000MVA以上。 32五、低温及超导电缆1.低温电缆332.超导电缆超导电缆是利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的电缆超导电缆实质上也是低温电缆，其原理是电阻率随温度下降而减小。超导电缆的主要组成部分除超导体外，还有电绝缘及热绝缘。342.超导电缆三芯软导体交流超导电缆结构1-相导体（镀铌铜带）；2-侵

14、渍绝缘（聚乙稀带液氦）；3-电缆屏蔽（镀铌铜带）；4-绝缘分隔片；5-抽真空管接头；6-热绝缘；7-钢外壳；8-悬吊钢丝绳；9-内壳（不变钢）；10-热屏蔽（铝-不变钢）35 实用型髙温超导电缆单根的内部结构 36实用型髙温超导电缆 昆明市普吉变电站观察实用型髙温超导电缆运行情况 昆明市普吉变电站观察实用型髙温超导电缆运行情况 昆明市普吉变电站观察实用型髙温超导电缆运行情况 37昆明市普吉变电站观察实用型髙温超导电缆运行情况 38超导电缆39六、无损耗管道输电法 其实质是将电能在其产地变成加速电子流的动能，强力加速器使电子加快到近光速的程度，然后将电磁聚焦的电子束驱人真空管以电磁辐射形式输送到

15、所需要的距离。在接收电力的地方，专用减速装置制动并将加速电子还原为电能。 如果沿着埋入地下2m处的直径达1m的钢管，可以廉价地将大功串的电力无损耗地输送到任何距离的地方。如运行成功，21世纪初就可望建立第一条工业用管道输电线路40七、海底电缆海底电缆是敷设在海底及河流水下用的电缆，分海底通信电缆和海底电力电缆。 海底电缆种类和应用范围( l ）浸渍纸包海底电缆：适用于不大于45kV 交流电及不大于400kV 直流电的线路，目前只限安装于水深50Om 以内的水域。( 2 ）自容式充油海底电缆：适用于高达75OkV 的直流电或交流电线路。 海底电力电缆的整个制造过程简介海底电力电缆的整个制造过程同

16、一般电力电缆基本相同，但在电缆机械强度和防腐要求上有所特殊，并要求电缆长度尽量延长。 41七、海底电缆42八、其它电缆简介1架空绝缘电缆是在紧压的铜、铝导体外，挤制内屏蔽层和耐候交联聚乙烯，或耐候型黑色高密度聚乙烯或耐候型聚氯乙烯绝缘层和外屏蔽而制得（ LKV 架空绝缘电缆没有内外屏蔽层）。结构简单、安全可靠，同时又具有优良的机械物理性能和电气性能，耐电痕、耐沿面放电、耐大气性能优良。与裸电线相比，敷设间隙小，节约线路走廊，线路电压减小，尤其是减少供电事故发生，确保人生安全。43 架空绝缘电缆（部分）结构示意图1导体；2屏蔽；3绝缘层；4承载导体；5分相标记1导体；2屏蔽；3绝缘层；4承载导体；5分相标记442分支电缆90 年代中后期电力系统研制成功的新一代中低压供电线路系统。它具有优良的供电安全可靠性，价格便宜，安装简单、优良的抗震性、气密性、防水性和耐火性、免维护等优点。在国外得到了广泛的推广与应用。可广泛应用于住宅、高层办公楼、隧道、宾馆、医院、商场等配电系统，也可用于主杆线有分支线要求的照明系统（公路、桥梁、隧道及机场跑道）。452分支电缆FDZ预制单芯分支电缆（部分）实物图(a) 单芯 ； (b) 一分二（单芯）46铠装多芯分支电缆图1267 铠装多芯分支电缆（环保型）(a) YDF型(环保型); (b) FDZ型(（拧绞型）)473同轴电缆图128典型的