电力电缆的结构分析

电力电缆的结构分析第一页，共二十六页，2022年，8月28日2011-11-10ChinaR&DCenter2第二页，共二十六页，2022年，8月28日2011-11-10ChinaR&DCenter3目前我国规定电压在110kV及以上的电力网叫输电系统（或高压系统）。

电压在35kV及以下的电力网叫配电系统。第三页，共二十六页，2022年，8月28日电力电缆的各个部分2011-11-10ChinaR&DCenter4各种电力电缆简述与设计1、导电线芯的工艺参数和材料结构5、35kV及以下的电力电缆6、高压交联聚乙烯绝缘电力电缆2、电力电缆绝缘层的结构和材料7、高压充油电力电缆8、新型电力电缆简述3、电力电缆屏蔽层的结构和材料4、电力电缆护层的结构和材料第四页，共二十六页，2022年，8月28日2011-5-10ChinaR&DCenter5导电线芯的工艺参数和材料结构常用线芯材料铜铝导电线芯种类实心导体非紧压绞合圆形导体紧压绞合圆形导体和绞合成型导体1、导电线芯的工艺参数和材料结构导体的绞合第五页，共二十六页，2022年，8月28日61、导电线芯的工艺参数和材料结构第六页，共二十六页，2022年，8月28日铜铝电导率（10e6S/m）5838电阻率（10e-6Ω·m）0.0172410.026电阻温度系数（/℃）0.003930.00403其它性能1.铜导体必须纯度高，不低于99.9%，有杂质会使导电性能下降。2.铜内氧会增加脆性，拉制中易拉断，故目前使用含氧量不超过万分之八的无氧铜。3.铜对于某些浸渍剂和硫化橡胶有促进老化的作用，为此可在铜表面镀锡，防止铜和绝缘其化学反应，又使接头易于焊接。铝的比重小，资源丰富，铝作为导体可更经济。71、导电线芯的工艺参数和材料结构第七页，共二十六页，2022年，8月28日81、导电线芯的工艺参数和材料结构绞合的分类规则绞合正常规则绞合简单正规绞合复合正规绞合非正常规则绞合简单非正规绞合复合非正常绞合不规则绞合（束绞）第八页，共二十六页，2022年，8月28日91、导电线芯的工艺参数和材料结构绞合的作用1.导体的柔软性和稳定性大大提高。2.用单根导体做电缆的导体，容易受到材料不均匀性产生的质量缺陷的影响，会使单根导体的可靠性和机械强度下降。

3.当绞线弯曲时，绞线不会塑性变形，弯曲较平滑地分配在一段线芯上，不容易损伤电缆的绝缘。第九页，共二十六页，2022年，8月28日101、导电线芯的工艺参数和材料结构规则绞合不规则绞合（束绞）

导体有规则、同心且相邻各层依不同方向的绞合称为规则绞合。这种方法的线芯绞合结构稳定，电力电缆大都采用这种绞合方法。所有组成导线都依同一方向的绞合。仅用于小截面的低压电缆。第十页，共二十六页，2022年，8月28日111、导电线芯的工艺参数和材料结构简单正规绞合（最常见）1+6+12，2+8+14,3+9+15,4+10+16,5+11+17几何关系简明、稳定性高，电力电缆通常采用这一结构型式。复合正规绞合这种结构的导体外径小，柔软性高，填充系数大，常用于大截面移动式橡皮绝缘电缆。简单非正规绞合层与层之间导体直径不相同的规则绞合。电力电缆使用较少。复杂非正规绞合层与层之间导体直径不相同的规则绞合。电力电缆使用较少。第十一页，共二十六页，2022年，8月28日121、导电线芯的工艺参数和材料结构单线绕线芯一周沿线芯中心线的长度。绞合节距h将通过某层单线中心所在圆的直径记为D’，则节距h和D’之比为节距比。通常，内层绞合节距比比外层绞合节距比大。节距比m又称螺旋升角。绞合单线与绞合横截面的夹角。节距比m愈小，绞合角α愈小，柔软程度愈高。但绞入率k会愈大，所需单线愈长。绞合角α单线长度比线芯长度增长的百分比。

k=(L-h)/h。绞入率k层数与单线根数的关系。绞入率k有一容许最大值，此时节距比为极限节距比。最小节距比绞合导电线芯的实际面积与外接圆轮廓面积之比。从提高填充系数和稳定性考虑，中心为一根导线的规则绞合结构最佳。线芯的填充系数第十二页，共二十六页，2022年，8月28日132、电力电缆绝缘层的结构和材料结构类型挤包应用最广泛的一种。它是用挤出设备将绝缘材料一次性挤包在导体四周，形成一个厚度均匀的密封套式的绝缘结构。例如PVC绝缘、XLPE绝缘、EPR或HEPR绝缘等。绕包将带状薄膜材料以小间距、搭盖式绕包在导体四周，一般还需与其它绝缘材料组合而成。例如耐火电缆绕包云母带后还要挤包绝缘，共同组成绝缘层。矩形电磁线绕包聚四氟乙带后，再用聚酯薄膜烧结成一密封层。另外还有绕包浸油电缆。粉末填充固体粉末绝缘是将无机粉末状材料(MgO等)机械地填充到导体和同轴状金属管护套之间的一种绝缘结构。它不燃烧，防鼠咬，防水、环保、寿命长，连续工作温度高，是具有广阔应用前景的一类电缆。第十三页，共二十六页，2022年，8月28日142、电力电缆绝缘层的结构和材料绝缘层材料与性能聚氯乙烯（PVC）聚乙烯（PE）交联聚乙烯（XLPE）以PVC树脂为主料，配以增塑剂、稳定剂、抗氧剂、填充剂等混炼、造粒而成。最早应用于电缆产品的塑料，其机械性能优越，一般电性能良好(高压和高频电性能较差)，对大气、酸、碱、有机溶剂较稳定。缺点是极性材料，热稳定性不高，燃烧产生有害气体，污染环境，中由于3.6/6kV及以下电压等级。低密度聚乙烯硬度低、软化点低、耐热温度低、机械性能差，主要用于通信电缆.高密度聚乙烯则硬度大，软化温度、机械性能、耐化学稳定性提高，一般用作护套材料。交联将线性结构的聚乙烯变成三维立体网状结构的XLPE，从而大大提高聚乙烯的机械性能和耐热性能，增加了抗蠕变、耐化学稳定性和耐溶剂性能，并能提高其耐电强度，改善耐环境应力开裂和耐老化性能，同时保留了聚乙烯的优点。广泛用于低、中、高压电力电缆的绝缘。橡皮绝缘材料第十四页，共二十六页，2022年，8月28日152、电力电缆绝缘层的结构和材料第十五页，共二十六页，2022年，8月28日162、电力电缆绝缘层的结构和材料橡皮绝缘材料的性能天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)。在6kV及以下的橡皮绝缘和护套电缆中应用最多。三元乙丙橡胶(EPDM)。比XLPE电缆具有更好的柔软性和防水性，常用于1~110kV低、中、高压电力电缆、直流高压软电缆和高电性绝缘电缆，如矿用、船用、核电站用、风能发电用电缆。氯磺化聚乙烯(CSPE)。是综合性能最好的橡皮护套料之一，用于船用、矿用、机车车辆用和电焊机用电线电缆的护套，也可用于高压电机和F级电机的引接线、飞机或汽车的点火线以及2kV以下的特种电线的绝缘。（一般不加护套）硅橡胶。主要用于船用控制电缆、航空导线，以及环境温度高、工作温度达150~200℃的电线的绝缘，也可用于无外力破坏的某些产品的护套。第十六页，共二十六页，2022年，8月28日173、电力电缆屏蔽层的结构和材料第十七页，共二十六页，2022年，8月28日3、电力电缆屏蔽层的结构和材料第十八页，共二十六页，2022年，8月28日194、电力电缆护层的结构和材料第十九页，共二十六页，2022年，8月28日4、电力电缆护层的结构和材料第二十页，共二十六页，2022年，8月28日214、电力电缆护层的结构和材料第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日225、35kV及以下的