全面了解電力電纜
沃爾夫線纜: 電纜電網的主要特點
優點
占用地面和空間少;受天氣和外部環境影響小;可提高系統功率因數;有利于人身安全;運行維護工作簡單方便;有利于城市規劃,有利于環保。
缺點
建設投資費用大;電纜線路不易更改;分支技術復雜;電纜接頭需要專門技術,費用較高;故障尋測困難,修復時間長。
特別適合采用電纜網的情況
重要辦公場所:黨政機關;科研院所;國際機構;使領館
線路密集的場所:如位于市區的變電站、配電室;發電廠;大型企業內;商業中心;CBD區域;金融中心;城市廣場;高層建筑;居民小區
風景名勝:文物保護區
重要跨越:跨越鐵路;跨越高速公路;跨越河流。
電力電纜的基本知識
什么是電力電纜?
在金屬線芯上進行絕緣擠包纏繞,用防護材料進行屏蔽、密封,能夠傳輸電能的特殊導線。主要包括線芯、絕緣、防護、密封。
按照電壓等級分類
低壓電力電纜:3kV及以下;
中壓電力電纜:6kV~35kV;
高壓電力電纜:66kV~110kV;
超高壓電力電纜: 220kV~500kV;
特高壓電力電纜:750kV;1000kV。
按照絕緣材料劃分電纜類型
1、交聯聚乙烯絕緣電纜
2、聚氯乙烯(PVC)絕緣電纜
3、聚乙烯(PE)絕緣電纜
4、橡膠絕緣電纜
5、粘性油紙絕緣電纜
6、不滴流油紙絕緣電纜
7、充油電纜
8、充氣電纜
電纜規格型號的含義
比如:ZR-YJY22-8.7/10kV-3×240
① 前半部分表示型號:ZR-YJY22
阻燃 交聯聚乙烯絕緣 銅芯 聚乙烯內護套 雙層鋼帶鎧裝 聚氯乙烯外護套。
② 后半部分表示規格: 8.7/10kV-3×240
電纜設計的相電壓U0為8.7kV;電纜設計的線電壓U為10kV ;三個線芯,每芯標稱截面為240㎜2。
電纜網中的兩個電壓概念
① 電力系統電壓:電力系統正常運行時的額定電壓。如220V、380V、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等。
② 電纜產品電壓:表示為U0/U(Um)。如;6/10(12)kV、8.7/10(12)kV、21/35(40.5)kV、26/35(40.5)kV、64 /110(126)kV。
其中:U0:相電壓;U:線電壓;Um:設備可承受的“最高系統電壓”的最大值(最高電壓)。電力電纜的基本結構
線芯
① 作用是用來傳輸電能,常用材料為銅、鋁。
② 截面積(計量單位平方毫米):為了便于制造和使用電纜的截面采取標準系列規格,我國的規定是:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、2000、2500等。
③ 線芯結構:采取多根細絲絞合成束,之后經過模具進行壓緊,使緊壓系數從0.73提高到0.9以上,有利于進行壓接連接。
④ 電纜導體電阻:導體本身具有電阻,通過電流時會發熱,其溫升數值是限制電纜載流量的關鍵因素。我們希望導體的電阻越小越好。
導體屏蔽層(也稱內屏蔽層、內半導電層)
① 導體屏蔽層是擠包在電纜導體上的非金屬層,與導體等電位,體積電阻率為100~1000Ω?m。與導體等電位。
② 一般情況3kV及以下低壓電纜沒有導體屏蔽層,6kV及以上的中高壓電纜都必須有導體屏蔽層。
③ 導體屏蔽層主要作用:消除導體表面的坑洼不平;消除導體表面的尖端效應;消除導體與絕緣之間的孔隙;使導體與絕緣之間緊密的接觸;改善導體周邊的電場分布;對于交聯電纜導體屏蔽層還具有抑制電樹生長和熱屏蔽作用。
絕緣層(也稱主絕緣)
① 電纜主絕緣具有耐受系統電壓的特定功能,在電纜使用壽命周期內,要長期承受額定電壓和系統故障時的過電壓,雷電沖擊電壓,保證在工作發熱狀態下不發生相對地或相間的擊穿短路。因此主絕緣材料是電纜的質量關鍵。
② 交聯聚乙烯是一種良好的絕緣材料,現在得到廣泛的應用,其顏色為青白色半透明。其特性是:較高的絕緣電阻;能夠耐受較高的工頻、脈沖電場擊穿強度;較低的介質損失角正切值;化學性能穩定;耐熱性能好,長期允許運行溫度90℃;良好的機械性能,易于加工和工藝處理。
絕緣屏蔽層(也稱外屏蔽層、外半導電層)
① 絕緣屏蔽層是擠包在電纜主絕緣上的非金屬層,其材料也是交聯材料,具有半導電的性質,體積電阻率為500~1000 Ω?m。與接地保護等電位。
② 一般情況3kV及以下低壓電纜沒有絕緣屏蔽層,6kV及以上的中高壓電纜都必須有絕緣屏蔽層。
③ 絕緣屏蔽層的作用:電纜主絕緣與接地金屬屏蔽之間的過渡,使之有緊密的接觸,消除絕緣與接地導體之間的孔隙;消除接地銅帶表面的尖端效應;改善絕緣表面周邊的電場分布。
④ 絕緣屏蔽按照工藝分為可剝離型和不可剝離型,一般中壓電纜,35kV及以下采用可剝離型,好的可剝離絕緣屏蔽具有良好的附著力,剝離后沒有半導電顆粒殘留。110kV及以上采用不可剝離型。不可剝離型屏蔽層與主絕緣的結合更緊密,施工工藝要求更高。
金屬屏蔽層
① 金屬屏蔽層包裹在絕緣屏蔽層外,金屬屏蔽層一般采用銅帶或銅絲,它是將電場限制在電纜內部,保護人身安全的關鍵結構。也是保護電纜免受外界電氣干擾的接地屏蔽層。
② 在系統發生接地或短路故障時,金屬屏蔽層是短路接地電流的通道,其截面積應根據系統短路容量、中性點接地方式計算確定,一般10kV系統計算屏蔽層截面積推薦不小于25平方毫米。
③ 在110kV及以上電纜線路中金屬屏蔽層是由金屬護套構成,既有電場屏蔽作用還有防水密封功能,同時還兼有機械保護功能。
④ 金屬護套的材料和結構一般采用波紋鋁護套;波紋銅護套;波紋不銹鋼護套;鉛護套等。另外有一種復合護套,是采用鋁箔貼在PVC、PE護套內的結構,在歐美的產品中使用較多。
鎧裝層
① 在內襯層外纏繞有金屬鎧裝層,一般采用雙層鍍鋅鋼帶鎧裝。其作用是保護電纜內部,防止在施工、運行過程中機械外力對電纜的損傷。也兼有接地防護的作用。
② 鎧裝層有多種結構,如鋼絲鎧裝,不銹鋼鎧裝,非金屬鎧裝等,用于特殊電纜結構。
外護套
① 這是電纜最外邊的保護,一般采用聚氯乙烯(PVC)聚乙烯(PE),都是絕緣材料,采用擠包成形。按照技術要求,一般采用的是阻燃聚氯乙烯(PVC)。適應冬季寒冷和夏季炎熱的要求,不開裂,不軟化。
② 外護套主要的作用是密封防止水分侵入,保護鎧裝層不受腐蝕,防止電纜故障引發的火災擴大。
③ 在外護套上還打印有電纜的特性信息,如規格、型號、生產年份、制造廠、連續計米長度等。
電纜的包裝、運輸、保管
1、電纜的包裝需要使用電纜盤,有鐵盤、木盤和鐵框木盤,盤的外徑對運輸、保管的成本影響較大,用于10kV及以下電纜的盤徑以3.2米以下為宜,盤寬以不超過2.2米為好,對于超過3.5米的要用特殊的運輸車。
2、每盤電纜的重量與電纜的規格型號和長度有關,一般中低壓電纜單盤長度在500米左右,重量在3-10噸。
3、在運輸裝卸過程中,不應使電纜及電纜盤受到損傷。嚴禁將電纜盤直接由車上推下。電纜盤不應平放運輸、平放貯存。
4、運輸或滾動電纜盤前,必須保證電纜盤牢固,電纜繞緊。滾動時必須順著電纜盤上的箭頭指示或電纜的纏緊方向。
5、電纜在運輸、保管中封頭應進行保護,可靠密封,防止受潮進水。當外觀檢查有懷疑時,應進行受潮判斷或試驗。保管中封頭有損壞應立即處理。
6、電纜保管應集中分類存放,并應標明型號、電壓、規格、長度。電纜盤之間應有通道。地基應堅實,當受條件限制時,盤下應加墊,存放處不得積水。當電纜盤有損壞時,應及時更換。
7、充油電纜在運輸、保管中應保持壓力油箱、油管、閥門和壓力表完好。保管期應經常檢查油壓,并作記錄,油壓不得降至最低值。當油壓降至零或出現真空時,應及時處理。
電纜終端、接頭的基本知識 按安裝位置電纜接頭分類
1、電纜終端頭:終端頭的作用是裝配到電纜線路的首末端,用以完成與其他電氣設備連接的裝置;細分有戶外終端頭、戶內終端頭、肘型終端頭、GIS終端頭、變壓器終端頭;
2 、電纜中間接頭:中間接頭的作用是電纜與電纜之間相互連接的一種裝置。細分有直通式接頭、絕緣接頭、分支接頭、異形接頭。
電纜終端按技術工藝分類
電纜終端
1、長沙頭:用于油浸紙鉛包電纜戶外終端。
2、熱縮終端:工藝較簡單,價格低,環境、人員影響相對小 ,密封不良,抱緊力差。
3、冷縮終端:使用硅橡膠,彈性好,抱緊力密封好,一體化生產,容易保證安裝質量,現場安裝方便,相比價格高。
4、硅橡膠預制終端:結構與冷縮終端相似,沒有在工廠預擴張,安裝尺寸要求嚴格,抱緊力密封不穩定,相比價格適中。
5、瓷套式終端:工藝成熟,對環境、人員要求高,笨重。
6、干式終端:終端內不需要充絕緣油的產品。
電纜接頭的基本工藝要求
通常電纜接頭工作中要進行的工藝操作可歸納為四類:
1、導體連接
2、絕緣增強
3、電場均衡
4、屏蔽密封
電纜終端頭外絕緣的要求
電纜終端頭外絕緣材料主要分為兩種:無機材料和有機材料;
無機材料主要有瓷、玻璃等;
有機材料主要有橡膠、環氧樹脂、交聯聚乙烯等;
1、材料要求:
優良的電氣絕緣性能
優良的老化性能
優良的耐污穢性能
優良的增水性能
2、結構要求
干閃距離:干燥狀態下,因升高電壓而產生放電的途徑
濕間距離:淋雨狀態下,因升高電壓而產生放電的途徑
泄漏距離(爬電距離):從高壓端到接地端或兩相之間沿絕緣表面拉伸的長度或距離;泄漏比=泄漏距離/最高工作電壓(額定線電壓)。
污穢等級與泄漏比
IEC標準規定污穢等級為4級:
污穢等級 污穢程度 泄漏比
Ⅰ級 輕 1.6
Ⅱ級 中 2
Ⅲ級 重 2.5
Ⅳ級 嚴重 3.1
電纜附件標準與試驗
電纜附件的設計與生產應遵循相關的國際標準,國家標準及行業標準。
a.中低壓附件標準:IEC60502,GB12706,JB8144(原GB11033)
b.高壓附件標準:IEC60840,IEC60859,IEC62067,GB11017,GB18890
c.金具標準:GB14315
電纜附件的試驗
主要試驗:分型式試驗、抽樣試驗、出廠試驗和交接試驗等
a. 1min工頻:檢驗附件的耐壓質量水平;
b. 局部放電:檢驗附件材料內部是否存在氣隙;
c. 循環試驗:考核附件材料老化水平;
d. 沖擊試驗:考核耐受過電壓的能力;
e. 直流耐壓:考核以上試驗后的絕緣水平;
f. 鹽霧試驗(潮濕試驗):檢驗附件外絕緣耐污穢水平;
g. 密封試驗:考核附件的防水防潮水平;
h. 機械性能試驗:考核附件承受外力,內部膨脹壓力及電動力的能力電纜質量到貨檢測
目前檢測中心電纜常規檢測項目及目前檢測中心常規檢測項目包括:
結構尺寸檢查;
導體直流電阻;
絕緣熱延伸;
如有特殊要求,還需進行電纜的成束燃燒試驗。
檢測中心電纜常規檢測項目
結構尺寸檢查:檢查電纜各部分材質、結構、直徑、偏心度、厚度等是否符合標準。
導體直流電阻:檢查電纜線芯的材質和截面,通過直流電阻換算是檢查線芯的物理截面積是否符合標準,同時檢查線芯表面是否受潮氧化等。
絕緣熱延伸試驗:針對交聯聚乙烯絕緣材料的檢查,電纜主絕緣的交聯度是考察其絕緣原材料質量和交聯工藝是否達標。絕緣熱延伸不合格,則反映電纜成品絕緣性能不良,可能造成電纜在長時間運行的過程中發生加速老化變形,最終形成擊穿。電力電纜絕緣理論基礎
放電是造成絕緣擊穿的重要原因。
什么是放電?
在兩個有電位差的導體之間,當絕緣材料性能下降,兩個導體間產生了電子能量的遷移,比如高壓火線與地線間的打火就是放電,完全的放電是放電的瞬時在兩個電極間形成了完整的電弧通道。
放電的特殊情況—局部放電
情況之一:在兩個導體之間有絕緣,當絕緣材料內部有缺陷,如雜質、空隙、導體的尖端等,會造成絕緣內部電場歧變,引起在絕緣內部產生脈沖放電。
情況之二:外部放電產生電暈也是局部放電的一種,在高電位與接地之間有空氣絕緣,當導體周圍的電場在某一點特別集中時,如導線毛刺,引起在空氣中產生脈沖放電,且沒有形成對地短路,形成電暈。
局部放電的特征
局部放電也具有放電的基本特征,即有電子能量的遷移,由于放電能量較小,又有絕緣材料的阻擋,在兩個電極間不一定形成完整的電弧通道,此類通道一旦出現就會加劇局部放電,直到形成兩極貫通,就會發生短路放電故障。相關閱讀:電力節能服務四個績效評價維度分析如何判斷電力鐵塔的電壓?
責任編輯:售電衡衡
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