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高压电力电缆基础知识,你了解多少?

来源:www.whlongdian.com    编辑:龙电电气    时间:2019-12-31    阅读次数:
摘要:用于输电和配电的电缆称为电力电缆。目前,电力电缆的应用越来越广泛。人们普遍认为,电力电缆使用的普遍性,不仅反映了电力工业发展的速度和深度,也反映了城市建设的现代化。 在城

用于输电和配电的电缆称为电力电缆。目前,电力电缆的应用越来越广泛。人们普遍认为,电力电缆使用的普遍性,不仅反映了电力工业发展的速度和深度,也反映了城市建设的现代化。

在城市地区,当架空线路走廊在技术上难以解决时,当狭窄街道、繁华城区高层建筑区和市容环境有特殊要求时,可在重点风景旅游区的部分地段和严重腐蚀架空线路的特殊地段使用电缆线路线。此外,电力电缆还经常用于电厂等大型工厂、交通枢纽、电网交叉口、过江过海等特殊场合。

电力电缆特性

与架空输电线路相比,电缆线路的特点如下:

(1) 埋于地下管道或沟渠中,无大通道,占地面积小。

(2) 不受气候和环境影响,传动性能稳定。

(3) 维修工作量小,安全性高。

(4) 它可用于架空线路难以通过的地段,如两岸输电。

(5) 输送能力有限。

(6) 成本昂贵,电压越高,与架空线路的价差越大。

(7) 如果出现故障,则故障排除时间较长。

电缆类型

电力电缆类型繁多,按绝缘材料、电能传输形式、结构特征、安装敷设环境条件可分为不同种类。

按绝缘材料分类:油纸绝缘型、塑料绝缘型和橡胶绝缘型。

根据电力传输的类型:可分为交流电缆和直流电缆。

按结构特点分为:统一式、分相式、钢管式、平板式、独立式

按敷设环境条件分为:地下直埋、地下管线、空气、水下河流穿越、矿山、高海拔、盐雾、高差大、多次移动、湿热地区等,一般环境因素对保护层结构影响较大。

其他:按电压等级分为高压电缆和低压电缆;按芯数分为单芯电缆和多芯电缆。

 

电力电缆结构

导体

导体用来传导电流。导线种类繁多,按材质分为铜芯和铝芯;按电缆芯数分为单芯、双芯、三芯和四芯;按导线形状分为圆形、椭圆形和扇形;按电缆导体的填充系数分为紧和不紧。

绝缘层

绝缘层用于保证导体之间、导体与外界的绝缘,使电流沿导体传输。绝缘层包括分相绝缘和包层绝缘,包层绝缘在分相绝缘之外。绝缘层由油纸、橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯制成。

保护层

电力电缆的保护层分为内保护层和外保护层。内保护层主要用于保护电缆包的绝缘不受潮湿、电缆浸渍剂流出和轻微机械损伤;所用材料包括铅包、铝包、橡胶套、PVC套、聚乙烯套等;外护套用于保护内护套不受机械损伤或化学腐蚀,包括装甲层和外护套。铠装层一般为钢带或钢丝,外层为纤维缠绕层、聚绿乙烯护套和聚乙烯护套。

电力电缆结构

在电力系统中,最常用的电缆是电力电缆和控制电缆。电力电缆用于传输和分配电能,控制电缆用于连接测量和控制二次回路。

电力电缆类型

在电力系统中,最常用的电缆是电力电缆和控制电缆。电力电缆用于传输和分配电能,控制电缆用于连接测量和控制二次回路。

电缆附件介绍

在电缆线路中,除电缆本身外,其他部件统称为“电缆附件”。

电缆附件主要包括电缆终端及中间接头、供油装置、护套保护器、信号装置等。

 

电缆终端和中间接头

电缆终端和中间接头是电缆路中的重要附件。终端头是电缆与其他电气设备(如加空线、变压器、断路器等)相连接的部件。它的结构型式依据电缆的型式、电压等级以及用途的不同而有差异。终端头的主要组成部分是内绝缘、外绝缘(瓷套管)、密封结构、出线杆与屏蔽罩等。

终端头的类型一般可分为室外型、室内型和封闭型。

电缆终端和中间接头,一般说来,是整个电缆线路的薄弱环节。确保电缆接头的质量,对电缆线路的安全运意义很大。

供油装置(充油电缆)

充油电缆借助于供油装置的油压,消除了温度变化可能形成的气隙,从而大大提高了油纸绝缘的工作电场强度。自给式充油电缆的供油装置主要是供油箱。有两种供油箱:重力供油箱和压力供油箱。

护套保护器

护层过电压保护器的主要元件是非线性电阻阀片(如氧化锌阀片),在正常工作条件下,阀片呈现较高的电阻,而当出现过电压时,它又呈现较小的电阻,使过电压电流通过它流入大地,从而使护层得到保护。护套保护器按其构造分单相式与三相式两种。

信号装置

在电缆线路上,特别是110kV及以上高压电缆线路上,为自动监测电缆的运行状态,应根据不同线路的要求安装必要的指示仪表、传感元件、继电器、控制电缆等信号装置。以下是常用的:

(1) 油压信号装置

(2) 护套绝缘监测装置

(3) 温度信号装置

选线选线

电缆线路的选择应考虑线路的电缆安装方式、电缆类型和道路结构

电缆类型

电缆类型可归纳为硬管型(如钢管电缆)、软管型(如油浸纸绝缘电缆、固体挤压聚合电缆)及悬挂型(如架空电缆)三类。由于电缆钢性的差异,对路径有不同的要求。

道路结构和道路

电缆路由的选择往往取决于道路结构,如路面和路基的类型。此外,城市中还有许多地下管线,如水管、煤气管、电话线等,因此我们应该考虑它们之间的相互关系。

 

电缆选择

导体材料和截面的选择

110kV及以上电力电缆、励磁回路、高温爆炸场和发电厂辅助电源电路需要铜导线。在其他场合使用的电缆应根据情况选择铝或铜导体。

一、为保证电缆运行时导体温度不超过允许的工作温度和短路温度,要求根据电缆线路的负载电流和短路电流,在电缆的标称截面系列中选择适当的截面。

二、输电电缆线路主要根据负荷电流和电缆导体的长期允许温度选择截面。

三、对于长电缆线路,除了根据负载电流选择截面外,还需要检查负载电流产生的电压降是否在允许范围内。如果超出允许范围,选择档位较高的区段。

四、当电厂用电缆负载电流较小时,其截面尺寸将取决于短路容量。

 

绝缘类型的选择

一、380V线路用电缆:一般场所多采用PVC电缆。

二、10-35kV电缆:我国多采用无滴流电缆或交联聚乙烯电缆,适用于矿山、水下和核电站。其缺点是价格高,介质损耗因数大。

三、110kV及以上线路可根据具体情况选用自备充油电缆或交联聚乙烯电缆。

 

保护层类型的选择

一、外露油纸绝缘电缆采用裸钢带铠装;

二、钢带外护套电缆应在易腐蚀的环境或地下直埋敷设中使用;

三、水下敷设或电缆受拉较大时,应选用钢丝铠装电缆;

四、在易受振动的地方敷设金属护套电缆时,应选用铝护套电缆;

五、交联聚乙烯电缆在水下敷设或电压等级为63kV及以上时,应选用带防水金属护套的电缆;电缆在水下敷设或受拉较大时,也应选用钢丝铠装电缆,其他场合不一定要求。

电缆敷设

电缆敷设方式包括直埋地下、敷设在电缆沟内、敷设在地下隧道内、敷设在建筑物内、安装在桥架上、敷设在排水管内、敷设在水下等。

直埋电缆

直埋电缆是最经济、应用最广泛的敷设方式,适用于郊区和交通不频繁的地方。

 

安装在电缆沟、电缆隧道和建筑物中

电缆沟一般采用砖或混凝土制作,置于地下,沟顶与地面齐平,可采用钢筋混凝土盖板覆盖。电缆可以放置在电缆沟的底部或由同一支架支撑。为保持沟渠干燥,应采取措施防止地下水流入沟渠。

电缆隧道一般与钢筋混凝土隧道相同,隧道内设有电缆支架,可架设多条电缆。隧道壁厚应能承受各种条件下的机械应力。隧道应有照明和防止积水的措施。

在电缆隧道和电缆沟中,应在整个长度上有连续的红色接地,接线的两端应与接地极相连。

当电缆层安装在建筑物上时,应予以支撑。垂直装置应固定。

电缆穿过主墙进入房屋或隧道时,应置于导管内,并采取措施防止地下水渗入房屋或隧道。

安装在桥架上

电缆敷设在腐蚀性强但无防腐等级高的地方时,可在地面上搭设电缆架。如果由于电缆数量较多而使用电缆支架,则可以将电缆铺设在支架上。露天敷设的电缆应尽量避免阳光直射,必要时可加遮阳棚以减少

太阳的加热影响电缆的载流量,也可以避免电缆护套的加速老化。

架设在桥梁上的电缆经常振动,应加设弹性材料垫层。架设在木桥上的电缆应穿过铁管。

敷设在排水管内

管道布置是将预制好的管道按要求的孔数排列成一定的类型,并用水泥浇铸成一个整体。管道应由对电缆金属护套无化学影响的材料制成。为了在敷设时不损坏电缆护套,管道内壁应光滑。另外,敷设在管道组内的电缆一般采用加强铅包,这样在检查和敷设时,电缆进出时的拉力不超过电缆的许用应力。

埋在水下

根据不同情况,水下电缆可采用深埋或沿河底敷设两种方式。深埋有利于电缆外保护层的防腐,减少外力损伤。埋在淤泥中的电缆保护层的使用寿命远大于河床裸露层。

水下电缆位于河滩低水位以下,由潜水员冲沟深埋,采用瓦状混凝土板保护。水下电缆上岸后,应在陆地上安装适当的锚定装置。水下电缆线路两侧应设置标志。

电缆连接和测试

终端头安装

电缆终端头安装制作工作,通常包括以下几个步骤:

a、 准备(材料验收检查、接头工器具准备、脚手架搭设、终端头预装配、密封性能检查);

b、 切割塑料护套,锯钢带;

c、 弯曲电缆芯线,切割铅(铝)包;

d、 插入尾管法兰,剪断绝缘纸,压接导电杆;

e、 包裹应力锥,组装环氧锥完成接地屏蔽;

f、 吊起机壳,组装固定,拧紧上下法兰螺丝;

g、 铅封、抽真空、加油或加电缆油、电缆胶;

h、 收尾工作(接地线安装、相彩漆涂刷、铭牌悬挂、相位复核、脚手架拆除、场地清理、尾线搭设等)。

 

电缆试验

电缆线路施工完成后,经试验合格后方可办理交接验收手续并投入使用。电力电缆的试验项目如下:

a、 潮汐校准试验;

b、 电缆油样试验;

c、 直流耐压试验和泄漏电流测量;

d、 正序、零序阻抗、电阻、电容测量;

e、 充油电缆线路的其他试验(油流检查试验、电缆油含气量试验、护套绝缘电阻测量)。

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