电缆技术交流

电力电缆技术交流检修班胡焮镨电力电缆制作交流：一、电缆基础知识二、电缆绝缘三、10kV电缆终端头制作及注意事项四、电缆核相试验方法介绍一、电缆基础知识

电缆线路的基本结构:

电力电缆是指有外包绝缘的绞合导线，有的包有金属外皮并加以接地。（一）电缆线路的优点

1、占地少

2、供电可靠——减少自然人为的损害

3、触电的可能性小带电部分在绝缘层内

4、有利于提高电力系统的功率因数，降低线路损耗对地电容大，输出的无功容量大

5、运行维护工作简单方便

6、有利于美化城市，具有保密性（二）电缆线路的缺点——与架空线路相比

1、投资费用大（同样的截面，电缆的输送容量比架空线路小）

2、线路不易改变

3、不易分支

4、故障测寻、修复困难（直埋）

5、电缆接头附件的制作工艺要求高（1）满足绝缘要求较高（2）密封性要求较高

（三）电缆在电网中的作用

1、电力线路密集的发电厂和变电站。

2、现代大、中城市的繁华市区、高层建筑区和主要道路。

3、供电可靠性和安全运行要求较高、电网结构中的重要线路和重要负荷用户。

4、建筑面积较大、负荷密度较高的住宅区和依据城市规划不宜通过架空线路的街道或地区。（四）电缆的基本结构

1、线芯导体

2、绝缘层：三相导体对地及相间绝缘

3、屏蔽层：防止高电场对外产生的辐射和干扰通信

4、保护层：内护层——保护绝缘外护层——机械加强和防腐蚀内衬、铠装、外被层、外护套线芯

1、作用：传导电流，输送电能

2、材料要求：导电性能机械性能（抗拉、有韧性）

T（不标识）L

3、规格与结构（1）截面：2.5，4，6，10，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，630，800、1000mm2共20种（2）芯数：——电缆线芯数单芯、双芯、三芯、四芯五芯（3）形状：圆形、椭圆、扇形（4）结构：一般是多股绞合，增加柔韧性，同样的截面下，股数越多越易弯曲绝缘层

1、作用：将线芯与大地或着不同线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送。

2、材料要求：主要电气性能：⑴绝缘强度⑵相对介电常数⑶介质损耗角正切⑷体积电阻率

其它性能⑴耐电晕好（绝缘层气泡或表面局部放电）⑵耐老化性能⑶绝缘等级——最高允许运行温度

3、目前电缆中广泛使用的绝缘材料交联聚乙烯（XLPE）——耐压强度高，介损低、不易老化、耐电晕、韧性好、耐热好，额定负荷时允许温度可到90度，允许过载温度105—130度，短路时能承受250度的瞬时高温，铝芯电缆短路永许最高温度为200度。

保护层（电缆护层）

1、电缆的护层的作用和结构（1）作用——在电缆使用寿命期间保护绝缘层不受水分、潮气及其它有害物质的侵入，承受敷设条件下的机械外力，使电缆不受机械损伤和各种环境因素的影响，确保电缆绝缘的电气性能长期稳定。（2）结构——内护套和外护层外护层——内衬层、铠装层和外护层是三个同心圆。内护套——包覆在电缆绝缘上的保护覆盖层，用以防止绝缘层受潮、机械损伤以及光和化学侵蚀性媒质等的作用。

3、外护层——包覆在电缆护套外面的保护覆盖层，保护电缆免受机械损伤和腐蚀。屏蔽层

1、作用（1）内屏蔽——导体屏蔽层作用：⑴可以均匀线芯表面的不均匀电场，减小因导丝效应所引起的表面最大场强。⑵提高了电缆局部放电的起始放电电压，减小局部放电的可能性。由于三层共挤结构使高低压电极紧密结合在绝缘表面，不易产生局部放电。⑶防止导体表面金属毛刺直接刺入绝缘层引起尖端产生的高电场所形成的电树枝或线芯进水形成的水树枝（在半导电屏蔽料中加入能捕捉水分的物质）⑷热屏障作用，防止线芯瞬时温度升高直接冲击到绝缘层。总之：能消除导体表面的不光滑所引起导体表面电场强度的增加，避免导体与绝缘层之间发生局部放电。（2）外屏蔽——绝缘屏蔽层绝缘屏蔽层：可剥离屏蔽和粘接型屏蔽（110KV以上为粘接型屏蔽）作用是使绝缘层表面和金属屏蔽层或内护套结合紧密，防止电缆受弯曲应力时绝缘表面受到张力而伸长，从而引起的局部放电或开裂的不良反应。一般3KV以上交联聚乙烯电缆应该有内外屏蔽层。

（3）屏蔽铜带或铜丝（防干扰或保护绝缘层）将电场限制在电缆内部和保护电缆免受外界电气干扰的外包接地屏蔽层。作用：⑴使电场方向和绝缘半径方向相同⑵正常情况下流过电容电流，短路情况下流过短路故障电流⑶防止轴向表面放电。交联聚乙烯电缆金属屏蔽层截面系统额定电压U（KV）金属屏蔽层截面mm26-10253535665011075220952、构造：半导电材料，在绝缘体中掺杂导电材料。（交联聚乙烯）电缆的构造如下：

电缆绝缘（一）、电磁场电磁场的损耗和效应

1、磁滞损耗铁磁材料在交变电流下反复磁化过程中，其磁感应强度滞后于磁场强度变化引起的能量损耗称为磁滞损耗。

2、涡流损耗磁性材料在交变电场作用下，由于电磁感应在导电媒质中引起的环形电流称为涡流，因涡流引起的损耗称为涡流损耗。

3、集肤效应电流趋于导体表面分布称为集肤效应

4、邻近效应导体之间电磁场相互影响导体中电流分布的现象称为邻近效应。（二）、电缆绝缘层中的电场分布

1．单芯电缆绝缘层中电场的分布任何导体在电压的作用下，均会在其周围产生一定的电场，其强度与电压的大小和电极的形式等因素有关。电缆的长度一般比它的直径大得多。在大多数情况下，线芯和绝缘层表面具有均匀电场分布的屏蔽层。因此，单芯或分相屏蔽型圆形线芯电缆的电场均可看作同心圆柱体场。电场的电力线全是径向的，如图所示。单芯电缆绝缘层中的最大电场强度位于线芯表面上，最小电场强度位于绝缘层外表面上。绝缘层中的平均电场强度与最大电场强度之比称为该绝缘层的利用系数。利用系数愈大，说明电场分布愈均匀，也就是说绝缘材料利用的愈充分。对于均匀电场分布的绝缘结构，如平行电容极板间电场，其绝缘材料利用最充分，它的利用系数等于1，电缆绝缘层的利用系数均小于1，绝缘层愈厚，利用系数愈小。根据上图可以总结如下：

（1）、绝缘层中电场分布与绝缘半径成反比。（2）、导体表面电场强度最大。（3）、绝缘外表面电场强度最小。（三）、终端头电应力的控制

制作电缆终端头必须将电缆的内护套、绝缘层以及半导电屏蔽层切断，这就破坏了原电缆绝缘层内部的电场分布，使电场发生畸变。图中是只剥去屏蔽和剥去屏蔽与绝缘层电缆终端处的电场分布图。图中左边只剥去电缆的屏蔽，右边同时剥去了电缆的屏蔽和绝缘层。由图可见，电缆终端处电场分布比电缆本体复杂得多，电场不仅有垂直于绝缘层方向径向分量，还产生了沿绝缘层方向的轴向分量。沿电缆长度方向电场分布也不均匀，比较集中在线芯、金属套端缘，在靠金属套边缘处电场强度最大，轴向电场特别强。对于电缆绝缘来说，沿表面的击穿强度比径向场强小的多，因此，轴向电场分量的出现对电缆绝缘是很不利的。

电应力控制就是指对电场分布及电场强度的控制，也就是采取适当的措施，使电场分布和电场强度处于最佳状态，从而提高运行的可靠性。早期人们认为用延长电缆末端裸露的绝缘长度来解决，实际上这是不奏效的，增加绝缘长度只不过增加了电场强度为零的长度。电缆终端处电场分布不均匀性可通过实验方法观察到。在剥去一定长度屏蔽的电缆线芯上加一逐渐上升的电压，首先在屏蔽边缘发生紫色光环及丝丝声（电晕），然后出现平行的红色刷形放电。当电压达到一定值，突然出现很长的白色更亮的树枝状滑动光线，并有噼啪声（滑闪放电），电压再增加，则滑闪放电长度增长，到一定电压，表面空气发生击穿（闪络）。这是典型不均匀电场放电的四个过程。为保证电缆头具有与电缆相应的电场强度，必须采取措施，改善电场的分布。对于35kV及以下的电缆，一般采用套应力管和进行半导电层倒角方法来解决外屏蔽切断处电场集中的问题。

（四）、影响电缆绝缘的主要因素

1、温度对绝缘性能的影响

2、电缆运行温度必须控制在绝缘材料所允许的最高工作温度以下。

3、水分对绝缘性能的影响

（五）、电缆绝缘的老化和寿命

1、绝缘老化绝缘材料的绝缘性能随时间不可逆下降的现象称为绝缘的老化。具体指绝缘不能承受电网电压（过电压）这一过程需要的时间称为绝缘的寿命。交联聚乙烯：30年以上表现形式：击穿强度降低，介质损耗增大，机械强度增大，绝缘电阻下降等。

2、老化的原因（1）、局部放电高温——绝缘分解——产生气体——形成电树枝——击穿（2）、温度温度与很多因素有关（3）、水分在绝缘中也把老化分为4类：电老化、热老化、环境老化、机械老化。

10kV电缆终端头制作及注意事项附件安装注意事项1、电缆绝缘半导体的剥切，下刀深度，半导体撕裂方向，倒角2、应力锥或应力管的连接位置，对高压电缆附件还应考虑连接电阻3、绝缘表面的处理4、接地线的安装5、各个密封点的处理电缆终端制作步骤

（八）电缆核相试验方法介绍

核相的意义

1、联络两个电源的电缆线路，或者双并、多并电缆中有一条相位接错，送电时将导致相间短路。（不能合闸）

2、用户进线电缆线路，当两相接错时会导致用户电动机倒转；若三相都接错，虽不至于造成电动机倒转，但该电缆进线不能与用户第二电源并用。

3、送电到电网变压器的中压电缆线路，如果相位接错，则该变压器低压出线无法并网运行。如果把低压电缆的相线和中线接反，送电后会导致烧坏电网居民家用电器的故障。