李樹才
摘要:電力電纜的概念:電力電纜是用于傳輸和分配電能的電纜,電力電纜常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站引出線路、工礦企業(yè)內(nèi)部供電及過江海水下輸電線。在電力電纜技術(shù)中,通常把35kV及以下電壓等級的電纜稱為中低壓電纜。110kV及以上等級的電纜稱為高壓電纜。
關(guān)鍵詞:電力電纜
在電力系統(tǒng)中傳輸分配大功率電能的設(shè)備有架空線路和電力電纜兩種方式。架空線路具有結(jié) 構(gòu)簡單、投資小、便于維護等優(yōu)點,而電力電纜能適應(yīng)地下、水底等各種敷設(shè)環(huán)境,能滿足長期、安全傳輸電能的需要。在輸電線路中,電力電纜是架空輸電線路的重要補充,實現(xiàn)架空輸電線路無法完成的任務(wù)。同時,在城市配電網(wǎng)中電纜已經(jīng)逐步取代架空配電線路,已在配電網(wǎng)中占主導(dǎo)地位。
一.電力電纜的分類及各組成部分的作用
1.電力電纜的分類
目前,電纜的產(chǎn)品和型號有數(shù)千種。根據(jù)其特點特性有不同的分類。
(1)按電壓等級分,可分為低壓電纜(1kV)、中壓電纜(6~35kV)、高壓電纜 (110kV)、超高壓電纜(220~500kV)以及特高壓電纜(1000千伏及以上);
(2)按電流傳輸方式,分為交流電纜和直流電纜;
(3)按絕緣材料可分為油浸紙作絕緣電力電纜(以油浸紙作絕緣的電力電纜)、塑料絕緣電力電纜(絕緣層為擠壓塑料的電力電纜)、橡皮絕緣電力電纜(絕緣層為橡膠加上各種配合劑,經(jīng)過充分混煉后擠包在導(dǎo)電線芯上,經(jīng)過加溫硫化而成)[1];
2.電力電纜的組成及作用
組成電力電纜的基本結(jié)構(gòu),主要是線芯、絕緣層和外護層三部分。為了保護絕緣和防止高電場對外產(chǎn)生輻射干擾通信等,還包括金屬護層并要求接地。對于多芯電纜,為方便制作成型,在其電纜絕緣線間還增加有填料。
典型的6~35kV三芯交聯(lián)電纜其結(jié)構(gòu)包括,導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、銅帶屏蔽、填充、內(nèi)護套、鋼帶鎧裝、外護套、導(dǎo)體。電力電纜的導(dǎo)電線芯,簡稱導(dǎo)線,其作用是用來傳輸電流(交流或直流),是電纜的主要部分。為了起到減少線路損耗和降電壓的作用,電力電纜的導(dǎo)電線芯主要采用具有高導(dǎo)電性能的,有一定的抗拉及伸長強度的防腐蝕、易焊接的銅、鋁材料制成。導(dǎo)體線芯一般由多股導(dǎo)體絞合形式,是因大截面情況下,如采用單股實芯導(dǎo)體,其柔軟性不如多股絞合,不能隨意彎曲。導(dǎo)體表面電場強度最大,如果局部有毛刺則該處的電場強度會更大。因此,設(shè)計和生產(chǎn)中以及使用部門在制作接頭的導(dǎo)體連接時,要解決的主要技術(shù)問題之一就是力圖使導(dǎo)體表面盡量做到光滑圓整無毛刺,以改善導(dǎo)體表面電場分布。
二.電纜終端頭制作要求及注意事項
電纜終端頭是將電纜與其他電氣設(shè)備連接的部件,是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié),電纜附件應(yīng)與電纜本體一樣能長期安全運行,并具有與電纜相同的使用壽命。
1.電纜頭的制作基本要求如下。
(1)導(dǎo)體連接好
(2)絕緣可靠。
電纜頭的絕緣性能應(yīng)不低于電纜本體,所用絕緣材料的介質(zhì)損耗要低,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)對電纜附件中電場的突變能完善處理,有改變電場分布的措施。
(3)密封良好。
必須保證隔絕電纜頭內(nèi)部與外界的一切聯(lián)系,以有效防止外界水分或?qū)щ娊橘|(zhì)的侵入。
2.電纜終端頭制作過程中的注意事項
(1)電纜終端電應(yīng)力控制
(2)要剝除一段電纜的外半導(dǎo)電層(外屏蔽)和銅屏蔽層用來保證高壓對地的爬電距離,但是為緩解電纜終端的電應(yīng)力集中現(xiàn)象,剝除的長度又不能太長。
(3)清潔主絕緣層時不能將導(dǎo)體粉末帶到主絕緣層上,以免降低絕緣性能。
(4)剝離半導(dǎo)體層時用刀不能過深,以防劃傷主絕緣層。
(5)壓接完接線鼻子后要打磨毛刺,防止尖端放電的發(fā)生。
三.電力電纜試驗
電纜試驗是檢查電纜質(zhì)量、絕緣狀況和對電纜線路所做的各種測試,由于電力電纜是用于傳輸大功率電能,一般在高電壓、大電流條件下工作,所以對其電性能要求很高,為了檢驗電纜的制造和安裝質(zhì)量,減少運行事故,提高供電可靠性,必須進行性能試驗。
電力(橡塑)電纜試驗項目如下。
1.主絕緣絕緣電阻試驗
1)試驗?zāi)康模撼醪脚袛嘀鹘^緣是否受潮、老化,檢查耐壓試驗后電纜主絕緣是否存在缺陷。絕緣電阻下降表示絕緣受潮或發(fā)生老化、劣化,可能導(dǎo)致電纜擊穿和燒毀。絕緣電阻能有效檢測出整體受潮和貫穿性缺陷,對局部缺陷不敏感。
2)測量方法:分別在每一相測量,非被試相及金屬屏蔽(金屬護套)、鎧裝一起接地。由于電纜容量較大,測試前后應(yīng)充分放電;測量完畢前,應(yīng)首先斷開測試線,以防止電纜對兆歐表放電而造成損壞。必要時,采用屏蔽方法消除表面泄漏電流的影響。試驗中,電
纜兩端應(yīng)派人看守監(jiān)護
2.電纜外護套絕緣電阻試驗
1)試驗?zāi)康呐c要求:外護套是包裹在電纜最外面的保護覆蓋層,主要對金屬鎧裝層起防腐蝕作用。測量外護套的絕緣電阻就是測量金屬鎧裝層對地的絕緣電阻,使用1000V絕緣兆歐表,要求外套的絕緣電阻(ΜΩ)與被測電纜長度(km)的乘積大于0.5ΜΩ[2]。
2)試驗數(shù)據(jù)判斷:當外護套的絕緣電阻(ΜΩ)與被測電纜長度(km)的乘積小于0.5ΜΩ時,應(yīng)判斷其是否已破損進水。用萬用表的正、負表筆,輪換測量鎧裝層對地的絕緣電阻,如表筆調(diào)換前后的絕緣電阻差異明顯,可初步判斷內(nèi)襯層破壞進水。
3.電纜內(nèi)襯層絕緣電阻試驗
1)內(nèi)襯層是包裹在屏蔽層上的保護覆蓋層,用以防止絕緣受潮。
2)試驗?zāi)康呐c要求:測量內(nèi)襯層的絕緣電阻是測量屏蔽層對金屬鎧裝層的絕緣電阻,使用1000V兆歐表要求內(nèi)襯層的絕緣電阻(ΜΩ)與被測電纜長度(km)的乘積大于0.5ΜΩ。
3)試驗數(shù)據(jù)判斷:當內(nèi)襯層的絕緣電阻(ΜΩ)與被測電纜長度(km)的乘積小于0.5ΜΩ時,應(yīng)判斷其是否已破損進水。用萬用表的正、負表筆,輪換測量鎧裝層對屏蔽層的絕緣電阻,如表筆調(diào)換前后的絕緣電阻差異明顯,可初步判斷內(nèi)襯層破壞進水。但內(nèi)襯層破壞進水后應(yīng)盡快檢修。
4.橡塑絕緣電力電纜主絕緣交流耐壓試驗
傳統(tǒng)的方法是對電纜線路進行直流耐壓,實踐證明這種方法對油紙絕緣的電纜是合適的,但對高電壓等級的橡塑絕緣電纜是低效而且有害的。對橡塑絕緣電纜施加交流耐壓,其電場強度按照電容分布,與電纜運行時的絕緣狀態(tài)相符[3]。
參考文獻:
[1] 高翾宇,王然,閆洪瑞,商朝陽,楊家銘.淺談電力電纜絕緣的分類與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2019,16(23):26+28.
[2] GB50150-2006,電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗 標準[S]
[3]吳云飛. XLPE電纜主絕緣狀態(tài)檢測方法的研究[D].華中科技大學(xué),2005.