全面了解电力电缆

沃尔夫线缆： 电缆电网的主要特点

优点

占用地面和空间少；受天气和外部环境影响小；可提高系统功率因数；有利于人身安全；运行维护工作简单方便；有利于城市规划，有利于环保。

缺点

建设投资费用大；电缆线路不易更改；分支技术复杂；电缆接头需要专门技术，费用较高；故障寻测困难，修复时间长。

特别适合采用电缆网的情况

重要办公场所：党政机关；科研院所；国际机构；使领馆

线路密集的场所：如位于市区的变电站、配电室；发电厂；大型企业内；商业中心；CBD区域；金融中心；城市广场；高层建筑；居民小区

风景名胜：文物保护区

重要跨越：跨越铁路；跨越高速公路；跨越河流。

电力电缆的基本知识

什么是电力电缆？

在金属线芯上进行绝缘挤包缠绕，用防护材料进行屏蔽、密封，能够传输电能的特殊导线。主要包括线芯、绝缘、防护、密封。

按照电压等级分类

低压电力电缆：3kV及以下；

中压电力电缆：6kV~35kV；

高压电力电缆：66kV~110kV；

超高压电力电缆： 220kV~500kV；

特高压电力电缆：750kV；1000kV。

按照绝缘材料划分电缆类型

1、交联聚乙烯绝缘电缆

2、聚氯乙烯（PVC）绝缘电缆

3、聚乙烯（PE）绝缘电缆

4、橡胶绝缘电缆

5、粘性油纸绝缘电缆

6、不滴流油纸绝缘电缆

7、充油电缆

8、充气电缆

电缆规格型号的含义

比如：ZR-YJY22-8.7/10kV-3×240

① 前半部分表示型号：ZR-YJY22

阻燃 交联聚乙烯绝缘 铜芯 聚乙烯内护套 双层钢带铠装 聚氯乙烯外护套。

② 后半部分表示规格： 8.7/10kV-3×240

电缆设计的相电压U0为8.7kV；电缆设计的线电压U为10kV ；三个线芯，每芯标称截面为240㎜2。

电缆网中的两个电压概念

① 电力系统电压：电力系统正常运行时的额定电压。如220V、380V、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等。

② 电缆产品电压：表示为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：相电压；U：线电压；Um：设备可承受的“最高系统电压”的最大值（最高电压）。电力电缆的基本结构

线芯

① 作用是用来传输电能，常用材料为铜、铝。

② 截面积（计量单位平方毫米）：为了便于制造和使用电缆的截面采取标准系列规格，我国的规定是：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 线芯结构：采取多根细丝绞合成束，之后经过模具进行压紧，使紧压系数从0.73提高到0.9以上，有利于进行压接连接。

④ 电缆导体电阻：导体本身具有电阻，通过电流时会发热，其温升数值是限制电缆载流量的关键因素。我们希望导体的电阻越小越好。

导体屏蔽层（也称内屏蔽层、内半导电层）

① 导体屏蔽层是挤包在电缆导体上的非金属层，与导体等电位，体积电阻率为100~1000Ω?m。与导体等电位。

② 一般情况3kV及以下低压电缆没有导体屏蔽层，6kV及以上的中高压电缆都必须有导体屏蔽层。

③ 导体屏蔽层主要作用：消除导体表面的坑洼不平；消除导体表面的尖端效应；消除导体与绝缘之间的孔隙；使导体与绝缘之间紧密的接触；改善导体周边的电场分布；对于交联电缆导体屏蔽层还具有抑制电树生长和热屏蔽作用。

绝缘层（也称主绝缘）

① 电缆主绝缘具有耐受系统电压的特定功能，在电缆使用寿命周期内，要长期承受额定电压和系统故障时的过电压，雷电冲击电压，保证在工作发热状态下不发生相对地或相间的击穿短路。因此主绝缘材料是电缆的质量关键。

② 交联聚乙烯是一种良好的绝缘材料，现在得到广泛的应用,其颜色为青白色半透明。其特性是：较高的绝缘电阻；能够耐受较高的工频、脉冲电场击穿强度；较低的介质损失角正切值；化学性能稳定；耐热性能好，长期允许运行温度90℃；良好的机械性能，易于加工和工艺处理。

绝缘屏蔽层（也称外屏蔽层、外半导电层）

① 绝缘屏蔽层是挤包在电缆主绝缘上的非金属层，其材料也是交联材料，具有半导电的性质，体积电阻率为500~1000 Ω?m。与接地保护等电位。

② 一般情况3kV及以下低压电缆没有绝缘屏蔽层，6kV及以上的中高压电缆都必须有绝缘屏蔽层。

③ 绝缘屏蔽层的作用：电缆主绝缘与接地金属屏蔽之间的过渡，使之有紧密的接触，消除绝缘与接地导体之间的孔隙；消除接地铜带表面的尖端效应；改善绝缘表面周边的电场分布。

④ 绝缘屏蔽按照工艺分为可剥离型和不可剥离型，一般中压电缆，35kV及以下采用可剥离型，好的可剥离绝缘屏蔽具有良好的附着力，剥离后没有半导电颗粒残留。110kV及以上采用不可剥离型。不可剥离型屏蔽层与主绝缘的结合更紧密，施工工艺要求更高。

金属屏蔽层

① 金属屏蔽层包裹在绝缘屏蔽层外，金属屏蔽层一般采用铜带或铜丝，它是将电场限制在电缆内部，保护人身安全的关键结构。也是保护电缆免受外界电气干扰的接地屏蔽层。

② 在系统发生接地或短路故障时，金属屏蔽层是短路接地电流的通道，其截面积应根据系统短路容量、中性点接地方式计算确定，一般10kV系统计算屏蔽层截面积推荐不小于25平方毫米。

③ 在110kV及以上电缆线路中金属屏蔽层是由金属护套构成，既有电场屏蔽作用还有防水密封功能，同时还兼有机械保护功能。

④ 金属护套的材料和结构一般采用波纹铝护套；波纹铜护套；波纹不锈钢护套；铅护套等。另外有一种复合护套，是采用铝箔贴在PVC、PE护套内的结构，在欧美的产品中使用较多。

铠装层

① 在内衬层外缠绕有金属铠装层，一般采用双层镀锌钢带铠装。其作用是保护电缆内部，防止在施工、运行过程中机械外力对电缆的损伤。也兼有接地防护的作用。

② 铠装层有多种结构，如钢丝铠装，不锈钢铠装，非金属铠装等，用于特殊电缆结构。

外护套

① 这是电缆最外边的保护，一般采用聚氯乙烯（PVC）聚乙烯(PE)，都是绝缘材料，采用挤包成形。按照技术要求，一般采用的是阻燃聚氯乙烯（PVC）。适应冬季寒冷和夏季炎热的要求，不开裂，不软化。

② 外护套主要的作用是密封防止水分侵入，保护铠装层不受腐蚀，防止电缆故障引发的火灾扩大。

③ 在外护套上还打印有电缆的特性信息，如规格、型号、生产年份、制造厂、连续计米长度等。

电缆的包装、运输、保管

1、电缆的包装需要使用电缆盘，有铁盘、木盘和铁框木盘，盘的外径对运输、保管的成本影响较大，用于10kV及以下电缆的盘径以3.2米以下为宜，盘宽以不超过2.2米为好，对于超过3.5米的要用特殊的运输车。

2、每盘电缆的重量与电缆的规格型号和长度有关，一般中低压电缆单盘长度在500米左右，重量在3－10吨。

3、在运输装卸过程中，不应使电缆及电缆盘受到损伤。严禁将电缆盘直接由车上推下。电缆盘不应平放运输、平放贮存。

4、运输或滚动电缆盘前，必须保证电缆盘牢固，电缆绕紧。滚动时必须顺着电缆盘上的箭头指示或电缆的缠紧方向。

5、电缆在运输、保管中封头应进行保护，可靠密封，防止受潮进水。当外观检查有怀疑时，应进行受潮判断或试验。保管中封头有损坏应立即处理。

6、电缆保管应集中分类存放，并应标明型号、电压、规格、长度。电缆盘之间应有通道。地基应坚实，当受条件限制时，盘下应加垫，存放处不得积水。当电缆盘有损坏时，应及时更换。

7、充油电缆在运输、保管中应保持压力油箱、油管、阀门和压力表完好。保管期应经常检查油压，并作记录，油压不得降至最低值。当油压降至零或出现真空时，应及时处理。

电缆终端、接头的基本知识 按安装位置电缆接头分类

1、电缆终端头：终端头的作用是装配到电缆线路的首末端，用以完成与其他电气设备连接的装置；细分有户外终端头、户内终端头、肘型终端头、GIS终端头、变压器终端头；

2 、电缆中间接头：中间接头的作用是电缆与电缆之间相互连接的一种装置。细分有直通式接头、绝缘接头、分支接头、异形接头。

电缆终端按技术工艺分类

电缆终端

1、长沙头：用于油浸纸铅包电缆户外终端。

2、热缩终端：工艺较简单，价格低，环境、人员影响相对小 ，密封不良，抱紧力差。

3、冷缩终端：使用硅橡胶，弹性好，抱紧力密封好，一体化生产，容易保证安装质量，现场安装方便，相比价格高。

4、硅橡胶预制终端：结构与冷缩终端相似，没有在工厂预扩张，安装尺寸要求严格，抱紧力密封不稳定，相比价格适中。

5、瓷套式终端：工艺成熟，对环境、人员要求高，笨重。

6、干式终端：终端内不需要充绝缘油的产品。

电缆接头的基本工艺要求

通常电缆接头工作中要进行的工艺操作可归纳为四类：

1、导体连接

2、绝缘增强

3、电场均衡

4、屏蔽密封

电缆终端头外绝缘的要求

电缆终端头外绝缘材料主要分为两种：无机材料和有机材料；

无机材料主要有瓷、玻璃等；

有机材料主要有橡胶、环氧树脂、交联聚乙烯等；

1、材料要求：

优良的电气绝缘性能

优良的老化性能

优良的耐污秽性能

优良的增水性能

2、结构要求

干闪距离：干燥状态下，因升高电压而产生放电的途径

湿间距离：淋雨状态下，因升高电压而产生放电的途径

泄漏距离（爬电距离）：从高压端到接地端或两相之间沿绝缘表面拉伸的长度或距离；泄漏比＝泄漏距离/最高工作电压（额定线电压）。

污秽等级与泄漏比

IEC标准规定污秽等级为4级：

污秽等级 污秽程度 泄漏比

Ⅰ级 轻 1.6

Ⅱ级 中 2

Ⅲ级 重 2.5

Ⅳ级 严重 3.1

电缆附件标准与试验

电缆附件的设计与生产应遵循相关的国际标准，国家标准及行业标准。

a.中低压附件标准：IEC60502，GB12706，JB8144（原GB11033）

b.高压附件标准：IEC60840，IEC60859，IEC62067，GB11017，GB18890

c.金具标准：GB14315

电缆附件的试验

主要试验：分型式试验、抽样试验、出厂试验和交接试验等

a. 1min工频：检验附件的耐压质量水平；

b. 局部放电：检验附件材料内部是否存在气隙；

c. 循环试验：考核附件材料老化水平；

d. 冲击试验：考核耐受过电压的能力；

e. 直流耐压：考核以上试验后的绝缘水平；

f. 盐雾试验（潮湿试验）：检验附件外绝缘耐污秽水平；

g. 密封试验：考核附件的防水防潮水平；

h. 机械性能试验：考核附件承受外力，内部膨胀压力及电动力的能力电缆质量到货检测

目前检测中心电缆常规检测项目及目前检测中心常规检测项目包括：

结构尺寸检查；

导体直流电阻；

绝缘热延伸；

如有特殊要求，还需进行电缆的成束燃烧试验。

检测中心电缆常规检测项目

结构尺寸检查：检查电缆各部分材质、结构、直径、偏心度、厚度等是否符合标准。

导体直流电阻：检查电缆线芯的材质和截面，通过直流电阻换算是检查线芯的物理截面积是否符合标准，同时检查线芯表面是否受潮氧化等。

绝缘热延伸试验：针对交联聚乙烯绝缘材料的检查，电缆主绝缘的交联度是考察其绝缘原材料质量和交联工艺是否达标。绝缘热延伸不合格，则反映电缆成品绝缘性能不良，可能造成电缆在长时间运行的过程中发生加速老化变形，最终形成击穿。电力电缆绝缘理论基础

放电是造成绝缘击穿的重要原因。

什么是放电?

在两个有电位差的导体之间，当绝缘材料性能下降，两个导体间产生了电子能量的迁移，比如高压火线与地线间的打火就是放电，完全的放电是放电的瞬时在两个电极间形成了完整的电弧通道。

放电的特殊情况—局部放电

情况之一：在两个导体之间有绝缘，当绝缘材料内部有缺陷，如杂质、空隙、导体的尖端等，会造成绝缘内部电场歧变，引起在绝缘内部产生脉冲放电。

情况之二：外部放电产生电晕也是局部放电的一种，在高电位与接地之间有空气绝缘，当导体周围的电场在某一点特别集中时，如导线毛刺，引起在空气中产生脉冲放电，且没有形成对地短路，形成电晕。

局部放电的特征

局部放电也具有放电的基本特征，即有电子能量的迁移，由于放电能量较小，又有绝缘材料的阻挡，在两个电极间不一定形成完整的电弧通道，此类通道一旦出现就会加剧局部放电，直到形成两极贯通，就会发生短路放电故障。相关阅读：电力节能服务四个绩效评价维度分析如何判断电力铁塔的电压？