母线、电缆、绝缘子及运行（电气设备运行）

母线、电缆、绝缘子及运行

母线及运行1本节目录母线的作用母线的截面形状大电流母线ON在发电厂和变电所的各级电压配电装置中，将发电机、变压器与各种电器连接的导线称为母线。母线是各级电压配电装置的中间环节，它的作用是汇集、分配和传送电能。在发电厂和变电站中，母线包括一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。3(1)矩形截面：一般应用于35kV及以下的户内外配电装置中。矩形截面母线的优点(与相同截面积的圆形母线比较)是散热条件较好，集肤效应较小，在容许发热温度下通过的允许工作电流大。4图6-1户外矩形母线图6-2户内矩形母线矩形母线的截面积增加时，散热面积并不是成比例地增加，所以，允许工作电流也不能成比例增加。因此，矩形母线的最大截面积受到限制。当工作电流很大，最大截面的矩形母线也不能满足要求时，可采用多条矩形母线并联使用，并间隔一定距离(一条母线的厚度)。5矩形母线用在电压为35kV以上的场合，会出现电晕现象。(2)槽形截面：当每相三条以上的矩形母线不能满足要求时，一般采用由槽形截面母线组成近似正方形的空心母线结构。这种结构的优点是：邻近效应较小，冷却条件好，金属材料利用率较高。另外，为了加大槽形母线的截面系数，可将两条槽形母线每相隔一定距离，用连接片焊住，构成一个整体。槽形母线的工作电流可达10～12kA。6（3）绞线圆形软母线在35kV以上的户外配电装置中，为了防止产生电晕，一般采用圆形截面母线。钢芯铝绞线(如图6-4所示)由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构成，一般用于35kV及以上屋外配电装置中。图6-4绞线圆形软母线和管形截面母线钢芯铝绞线软母线管形母线8（4）管形截面母线管形母线(如图6-4所示)常用在110kV及以上，持续工作电流在8000A以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。图6-4绞线圆形软母线和管形截面母线钢芯铝绞线软母线管形母线99随着电力系统的迅速发展，单机容量不断增大，300MW发电机的额定电流已达一万一千多安培，这样大的电流通过发电机与变压器之间的连接母线时，将引起一系列问题：如母线短路时产生巨大电动力；母线本身发热及母线对附近钢构件的感应发热；母线故障对系统的影响。为解决上述问题，国内外已普遍采用封闭母线。图6-6发电机出口分相封闭母线10全连式分相封闭母线的屏蔽原理Youtext由于同相外壳各段已焊成一体，且三相外壳间又用金属板短接，这好似1:1的电流互感器二次线圈被短路一样：主母线的电流所产生的交变磁通作用于外壳，在外壳上产生感应电势，此电势在外壳的闭合回路中产生三相环流，由于外壳是采用低值电阻的铝合金制成，所以外壳上的三相环流与母线电流基本上是方向相反，数值相等，这就使主母线在外壳外面所产生的磁通被抵消。利用SF6气体良好的绝缘性能和灭弧性能(负电性)1—母线；2—封闭外壳；3—相间隔板；4—活动外壳；5—橡胶绝缘垫；6—连接外壳；7—短路板图6-7全连式分相封闭母线11Youtext①提高了供电的可靠性。不仅杜绝了由于外物接触不同相带电导体而引起的相间短路事故的发生，而且也有效地防止了相对地短路时引起的相间短路故障②母线附近钢构件中的损耗和发热显著减小。三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的10%以下，壳外钢构发热可忽略不计。全连式分相封闭母线的优点③大大减小了母线间的电动力，并改善了其他电气设备的工作条件。由于外壳的电屏蔽作用，在短路故障时，母线所受的电动力大为减小，大约只有裸母线的20%～30%。改善了设备（导体、绝缘子、电流互感器、隔离开关等）的工作条件，使其容量满足动稳定的要求。母线、电缆、绝缘子及运行电缆及运行12本节目录电力电缆的作用及优点电力电缆的基本结构电力电缆的安装和维护ON电力电缆与架空线路相比有许多优点：（1）供电可靠。不受外界的影响，不会像架空线那样，因雷击、风害、挂冰、风筝和鸟害等造成断线、短路与接地等故障。机械碰撞的机会也较少。（2）不占地面和空间。一般的电力电缆都是敷设地下，不受路面建筑物的影响，适合城市与工厂使用。（3）地下敷设，有利人身安全。（4）不使用电杆，节约木材、钢材、水泥。同时使市容整齐美观，交通方便。（5）运行维护简单，节省线路维护费用。14电力电缆的作用：输送和分配电能电缆主要有线芯、绝缘层、保护层三部分构成。电缆线芯电缆的线芯是用来传导电流的，线芯导体要有好的导电性，以减少输电时线路上能量的损失。线芯通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。17分铜芯和铝芯两种。铜电阻系数为0.0184，比重8.9铝电阻系数为0.031，比重2.7(铜的30%)(66kV及以上不用铝芯)我国规定的线芯截面（mm2）规格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20种规格绝缘层绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离，因此必须绝缘性能、耐热性能良好。按电缆绝缘材料和结构分，有油浸纸绝缘电缆聚氯乙烯绝缘电缆（简称塑力电缆）交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）橡皮绝缘电缆高压充油电缆SF6气体绝缘电缆。19交联聚乙烯：通过化学或物理方法将聚乙烯分子链间相互交联。最高运行温度可达90℃，短路时导电线芯允许的最高温度可达250℃。极大地提高了电缆的安全载流量和短路容量。其最高工作电压达500kV。

从1kV到220kV的各种电力电缆中，交联聚乙烯是当前应用最广的一种绝缘材料，几乎完全取代了纸绝缘。YJV、YJLV、YJY、YJLY交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离，因此必须绝缘性能、耐热性能良好。保护层保护层用来保护绝缘层，使电缆在运输、贮存、敷设和运行中，绝缘层不受外力的损伤和防止水分的浸入，故应有一定的机械强度。在油浸纸绝缘电缆中，保护层还具有防止绝缘油外流的作用。屏蔽层：导体屏蔽和绝缘屏蔽层为半导电材料，作用是使电场均匀，避免局部放电；铜丝屏蔽（接地）作用是屏蔽电场，且传导接地电流。铠装层：以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏,保护电缆结构完整和电气性能，提高电缆的使用寿命。通常有两种，钢带铠装和钢丝铠装。21四、电力电缆的连接附件电缆终端:3M冷缩式橡塑绝缘电缆终端10kV三芯户外终端电缆与其它设备相连接时,需要有一个满足一定绝缘与密封要求的连接装置.硅橡胶冷缩电缆头22四、电力电缆的连接附件电缆终端:23电缆中间接头:若干条电缆的中间连接附件.起连接导体、绝缘和密封保护的作用冷缩式橡塑绝缘电缆中间接头TM35KVQSⅢ冷缩中间接头四、电力电缆的连接附件24电缆的敷设方法直埋敷设排管敷设沟道敷设隧道敷设桥架敷设25电缆的敷设方法直埋敷设：直接将电缆埋入地下,采用泥土覆盖的敷设方式。

直埋敷设最大的优点就是造价低廉，但最大的劣势为电缆缺乏有效的保护，很容易遭受外力的破坏与影响。因此，对重要的电缆线路，基本不采用直埋的方式进行敷设。直埋式电缆一般适用于汽机厂房、输煤栈桥、锅炉厂房的运转层等地方。26电缆的敷设方法

排管式电缆一般适用于在与其他建筑物、铁路或公路互相交叉的地带。排管敷设：将具备一定机械强度的管材，例如：钢铁管、强化PVC管、玻璃纤维管、水泥管等预先埋入低下，每根管道平滑的相连，就在地下构成了一条电缆的通道，将电缆穿入其中即可。27电缆的敷设方法

电缆沟道适用于电缆较少而不经常交换的地区、辅助车间及架空出线的配电装置。沟道敷设：修建一条电缆沟，沟道顶部配以可以活动的盖板，沟内装设电缆支架，再将电缆敷设在支架上的方式。28电缆的敷设方法

电缆隧道适用于大城市，及敷有大量电缆的诸如汽机厂房、锅炉厂房、主控制楼到主厂房、开关室及馈线电缆数量较多的配电装置等地区。隧道敷设：在较深的地下开挖一条大型的隧道，隧道两壁固定电缆支架，电缆敷设于支架上的方式。29电缆的敷设方法

这种方式的应用面比较窄，通常在电缆过大桥或在建筑物内部敷设时才采用。桥架敷设：在基础上固定一排长长的桥形支架，电缆就放置在这些桥架上。303030巡视周期要求1)运行中110kV及以上电缆，以及运行地位十分重要的10kV电力电缆线路每三个月至少巡视一次，雷雨、暴雨天气后应立即对沟道情况较差的电力电缆线路进行巡视。2)对隧道敷设的电缆，应至少每月进行一次巡视；对沟道敷设的电缆，应至少每6个月抽点揭沟巡视一次

，巡视该段电缆状态，并对沟道进行清淤；对于排管敷设的电缆，应至少每年进行一次巡检。3)对外部施工频繁地段的电缆，按情况酌情加强巡视。31313131日常巡查的主要内容巡查的主要内容包括：红外线温度检测；地面部分设施状态检查；护管或隔墙状态检查；编号、印字、吊牌检查，电缆接地箱应检查有无损坏、进水。2)

应每月用温度探测设备寻检一次110kV及以上或重要10kV电缆的运行温度，将所测得的温度与当时的负载电流详细记录，作为对该电缆评估的基础资料。3)

电缆线路走廊上不应堆置瓦砾、矿渣、建筑材料、笨重物件、酸碱性排泄物或砌堆石灰坑等。323232324)

对于备用排管应该检查其有无堵塞、断裂和被占用现象。5)

对敷设在地下的每一电缆线路，应查看路面是否正常，有无挖掘痕迹及路线标桩是否完整无缺等。6）

安装有保护器的单相电缆，在通过短路电流后，或每年至少检查一次阀片或球间隙有无击穿或烧熔现象7）

对与架空线连接的电缆和终端头应检查终端头是否完整，引出线的接点有无发热现象，靠近地面一段电缆是否

被外力损坏等。8)

多根并列电缆要检查电流分配和电缆外皮的温度情况。防止因分接点不良而引起电缆过负荷或烧坏接点。日常巡查的主要内容33333333常见故障与异常查找电力电缆的故障一般是指电缆本体、附件在运行或预防性试验中发生电击穿等损坏情况。34343434常见故障与异常查找（1）外护套绝缘降低或外护套破损

电缆护套出现破损或绝缘降低，将使电缆失去最基本的保护，并有可能造成较大的环流，使电能损耗增加，且会降低电缆的载流量与电气性能(主要针对单芯电缆)。对于外护套的检测，通常采用绝缘电阻表及直流耐压进行。即：使用5000V绝缘电阻表对外护套进行绝缘检测，其值应大于0.5MΩ/km；对外保套施加10kV直流，1min不发生击穿。35353535（2）电缆终端或中间接头出现电气损坏电缆终端或中间接头(以下统称电缆头)的主要作用是恢复电缆端部的电气绝缘、改善电场分布，以及密封。电缆头在运行中出现的电气损坏通常都是比较严重的事故，例如：燃烧、爆炸等情况。不仅会使该段电缆退出运行，而且很可能波及周边的电气设备。电缆头若在运行中出现故障，通常会发生较剧烈的燃烧或爆炸等状况，故障位置与情况可以比较清晰地判明，重新更换制作电缆头即可。若在预试耐压中发生击穿，则不一定能够很轻易地发现故障位置，此时需要使用故障定位仪进行故障定位后再进行处理。常见故障与异常查找36363636（3）电缆本体出现主绝缘击穿交联聚乙烯电缆具有良好的电气性能，较少出现主绝缘击穿的现象。主绝缘击穿的检测与查找手段与上述的电缆头故障查找手段相同。常见故障与异常查找37重点:1.简述电缆的作用和优点?2.电缆的基本结构?每一部分的作用及性能要求?3.电缆按绝缘材料分为哪几种?母线、电缆、绝缘子及运行绝缘子及运行38本节目录绝缘子的作用和分类绝缘子的基本结构绝缘子的运行维护ON40绝缘子又名瓷瓶，它被广泛应用于发电厂和变电所的户内、外配电装置、变压器、开关电器及输配电线路中，用来支持和固定带电导体，并与地绝缘，或作为带电导体之间的绝缘。因此，要求绝缘子具有足够的机械强度和绝缘性能，并能在恶劣环境（高温、潮湿、多尘埃、污垢等）下安全运行。套管绝缘子悬式绝缘子支柱绝缘子图6-26变电站绝缘子示意图41411.按额定电压分高压绝缘子（用于1000V以上的装置中）低压绝缘子（用于1000V及以下的装置中）4242422.按安装地点分户内式：绝缘子安装在户内，绝缘子表面无伞裙。户外式：绝缘子安装在户外，绝缘子表面有较多和较大的伞裙，以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，使其能在恶劣的气候环境中可靠的工作434343433.按结构形式分支柱式、套管式及盘形悬式三种套管绝缘子悬式绝缘子支柱绝缘子图6-26变电站绝缘子示意图44444444444.按用途分（1）电站绝缘子。图6-29电站绝缘子

母线支柱绝缘子

母线套管绝缘子主要用来支持和固定发电厂及变电站屋内外配电装置的硬母线，并使母线与大地绝缘。按作用不同分为支柱绝缘子和套管绝缘子。4545454545454.按用途分（2）电器绝缘子。

主要用来固定电器的载流部分。也分为支柱绝缘子和套管绝缘子。

支柱绝缘子用于固定没有封闭外壳的电器的载流部分；

套管绝缘子用来使有封闭外壳的电器（如断路器、变压器等）的载流部分引出外壳。

电器套管绝缘子

电器支柱绝缘子

图6-30电器绝缘子464646464646464.按用途分（3）线路绝缘子。主要用来固结架空输、配电导线和屋外配电装置的软母线，并使它们与接地部分绝缘。针式绝缘子悬式绝缘子蝴蝶式绝缘子瓷横担绝缘子4747474747474747图6-32绝缘子基本结构示意图金属附件绝缘件（1）绝缘件。电工瓷：结构紧密均匀、绝缘性能稳定、机械强度高和不吸水等优点钢化玻璃：绝缘和机械强度高、尺寸小、质量轻、制造工艺简单及价格低廉新

型的有机复合绝缘物：由有机聚合绝缘物为主要绝缘材料制造出来的新型线路绝缘子,由于具有优良的防污与机电性能，较好地克服瓷绝缘的不足之处。（2）金属附件。其作用是将绝缘子固定在支架上和将载流导体固定在绝缘子上。金属附件装在绝缘件的两端，两者通常用水泥胶合剂胶合在一起。金属附件皆作镀锌处理，以防其锈蚀。