电力电缆技术介绍ppt课件

1、电力电缆技术,关于电力电缆,电缆基本常识及发展史 电缆设计与制造 电缆选型 电缆附件 电缆敷设及安装 电缆附件的安装 电缆试验标准及试验技术 电缆故障的测寻 电缆运行与维护 电缆技术管理,电缆基本常识,电缆的定义： （ 构成电缆的三要素） 1）导体 2）绝缘 3）外护层,1 导体,铜电阻系数为0.0184，比重8.9 铝电阻系数为0.031，比重2.703(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 线芯数量与形状：单芯

2、、两芯、三芯、四芯、五芯等五种，并根据线芯的数量，将导线压成圆形、半圆形、扇形等形状；小截面实芯（即独股），大截面多股绞合,2 绝缘,1.油浸纸绝缘：怕水,需金属防水层,除500kV及以上超高 压充油电缆外，基本被交联电缆所取代 2.橡胶绝缘：乙丙橡胶电缆最高使用电压已达150kV。 3.聚氯乙烯绝缘：介损大，含氯，运行温度低，一般只 用于6kV及以下电压等级，将被淘汰。 4.聚乙烯绝缘:熔融温度低(70),最高工作电压达500kV 5.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

3、容量。其最高工作电压达500kV。 从1 kV到220 kV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,3 保护层,作用: 保护电缆免受外界物质的侵入和防止外力损伤。 组成: 内衬层（或内护套）、铠装层和外被层 材料: 与电缆的绝缘种类、运行电压、使用环境有关. 如：纸绝缘电缆须有密封的金属护套，而中低压的 橡塑电缆就不需要；埋在地下的电缆需要铠装，敷设在海底的电缆需要钢丝铠装，而敷设在隧道、排管、电缆沟内的电缆又可以不要铠装；外被层（或外护套）是用来保护铠装层或内护套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的场所也可做成阻燃型,电缆分类,1 、纸绝缘电缆（

4、1880年） 1）统包型 2）分相铅包型 3）充油电缆 2、 聚氯乙烯电缆（PVC）（1957年） 3、 交联聚乙烯电缆（XLPE）（1960年） 4、 特种电缆 5 超导电缆（2000年,统包型纸绝缘电缆,统包型电缆,在每相导电线芯上包缠称为相绝缘纸的油浸纸绝缘带，在各相线芯绞合成缆的同时，在各相线芯之间的空隙填以纸绳，外面再包缠称为统包纸的油浸纸绝缘带， 在统包纸外挤压上铅包作防水密封 根据安装场地的需要在其外部再加上不同的保护层 在15kV及以下电压等级,分相铅包型纸绝缘电缆,分相铅包型纸绝缘电缆,每相有一个接地的铅包，电力线完全垂直于绝缘纸 在20kV及35kV采用 致命的缺陷气隙 注

5、：电压再高时用充油电缆,电场分布,自容式充油电缆及XLPE电缆,充油电缆,特点：在导电线芯中有一油管，利用单独的带有一定压力的油箱向电缆充油并保持一定的压力。 可消除纸绝缘中的气隙，提高工作电场强度。 最高工作电压已发展到1100kV,XLPE 电缆,XLPE 电缆,半导电层的作用,交联电缆与纸绝缘电缆的比较,交联电缆 油纸电缆 介电常数 20 2.3 3.4 介质损耗tg20 0.0005 0.003 体积电阻 .cm 1015 1013 最高运行温度 90 65 允许高差 无 有 安装工艺 简单复杂 制造工艺 简单复杂 金属防水层中低压无全有,电缆额定电压（UO/U）的选定,中性点的接地方

6、式 1） 直接接地 2） 小电阻接地 3） 消弧线圈接地 4） 不接地 结论： 电缆额定电压（UO/U）的选 定是由系统的不同接地方式 决定的,UO的划分与电缆绝缘厚度,电压（U/U0 （kV） 厚度（mm） 0.6/1 0.73.0 （大截面厚） 1.8/3 2.03.0 3.6/6；6/6 2.53.2；3.4 6/10；8.7/10 3.4 ； 4.5 21/35；26/35 9.3 ； 10.5 48/66 14（） 64/110 16.518 .6 （大截面薄） 127/220 24 .3 （ 注意：U0与试验电压的选择,电缆附件,定义 ： 除电缆本体以外所有电缆安装用的材料。如终端

7、头、中间接头、电缆安装用的金具、电缆卡子、绝缘材料等。本处仅指电缆终端头和中间接头。 终端头和中间接头： 电缆线路两端与其它电气设备相连接的电缆附件称为终端头，用于户外的称户外终端头，用于户内的称户内终端头；两根电缆相连接的电缆附件称中间接头,电缆附件技术条件,1导体连接好： （1）接触电阻要小且稳定。应能承受故障电流的冲击。 接触电阻应不大于同长度、同截面、同材料导体的电阻的1.2倍。 （2） 有足够的机械强度。应能承受一定的拉力。 （3） 耐腐蚀，满足使用环境的要求。 （4） 价格低廉、便于现场安装。 2绝缘性能高： （1）耐压强度高、介质损耗低、化学性能稳定。用于户外时还应能耐受紫外线照

8、射和大气污染。 （2）有合理的改善电场分布的措施和与电缆绝缘相匹配的绝缘余度。应力锥或应力控制管等被用来改善该处的电场分布。 3密封性能可靠： （进水是电缆附件发生故障的主要原因之一） 4适应使用环境：诸如恶劣气候条件、耐受紫外线照射及各种污染、水下长期浸泡、机械拉力或压力等等。 5结构简单，便于现场安装,电缆附件的种类,1 绕包型：手工与机械绕制 2浇注型 ：一般仅用于10kV及以下电压等级的中间接头 3 热收缩型：简单、安装方便、价格低廉、适应性强，广泛用于中、低压等级。 4预制型：特点是集终端头的内外绝缘、密封和改善电场分布的应力锥于一体，安装工艺简单，绝缘性能好，安装质量易于控制但价格

9、为热缩型附件的3-6倍。 5冷收缩型（也称常温收缩型与预制型电缆附件完全相同，原料也是有三元乙丙橡胶和硅橡胶两种,电缆试验的分类,1 例行试验（出厂试验） 2 抽样试验 3 型式试验 4 交接试验 5 预防性试验 注释：上述第一、二项由制造厂完成； 第三项由制造厂委托权威试验机 构完成； 第四、五项由使用单位或受使用单 位委托的试验机构完成,型式试验,对任一种新型电缆，制造厂在投入批量生产之前，为了检验其性能所进行的试验。 对同一种类型电缆，型式试验无须重复,例行试验（出厂试验,证明制造厂所生产的电缆符合基本技术条件 及时发现有制造缺陷的电缆。 所有出厂电缆均应进行,抽样试验,证明制造厂所生产

10、的电缆符合技术条件 对部分出厂电缆进行，每批按一定比例抽取,交接试验,检查电缆及附件的安装质量，并据此决定电缆能否投入运行,预防性试验,对运行电缆定期进行 发现运行电缆中尚未引发事故或会影响其正常使寿命的隐患,常用试验标准（国际,IEC 60840 AMD 2(1993) 额定电压30kV(Um=36kV)以上至150kV(Um=170kV)的挤压绝缘电力电缆的试验 第2号修订 （高电压等级电缆参照使用） IEC 60502-1 （1kV3kV）具有挤压成型绝缘的电力电缆及其附件 IEC 60502-2 （6kV30kV）具有挤压成型绝缘的电力电缆及其附件 相关制造标准,常用试验标准（国内,G

11、B50150-91 DL/T596-1996 (原电力部部颁标准) (华北电力集团公司颁布)(2002) (天津市电力公司颁布)(2001) 相关制造标准,纸绝缘电缆预防性试验项目,绝阻 直流耐压,电缆主绝缘的绝缘电阻值测量方法,电缆交接和预防性试验中主绝缘耐压试验问题,电缆容性电流很大 绝缘 电压(kV) 截面(mm*2) 电容(uf/km) 电流Ic(A/km) XLPE 8.7/10 240 0.34 0.61 XLPE 26/35 240 0.18 1.14 绝缘纸 8.7/10 240 0.58 1.05 绝缘纸 26/35 185 0.27 1.7 结论：现场难以进行电缆的工频耐压

12、试验,直流耐压试验电路图,电缆直流耐压试验,1）安全措施（注意另一端的安全） 2）注意杂散泄露电流的屏蔽 3）注意与历史数据的比对 4）电缆本体温度对泄露电流的数值影响很大（季节差、试验前电缆负荷状况、 电缆埋设环境等,XLPE电缆例行试验项目,导体直流电阻测定 交流耐压试验 局部放电试验 外护层耐压试验（对护层绝缘有要求的电缆,XLPE电缆交接试验项目,五阻值测量： （主绝缘电阻、外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻、铜屏蔽电阻和导体电阻）（后四项仅对10kV35kV 等级电缆） 主绝缘耐压试验 （0.1Hz、1300Hz变频谐振） 交叉互联系统 相位检查 外护层耐压试验(66kV及以上,XLPE

13、电缆预防性试验,主绝缘电阻值、外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻的测量 (注：发现外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻有问题时，进行铜屏蔽电阻和导体电阻的测量） 交叉互联系统（66kV及以上） 主绝缘耐压试验 （ 0.1Hz、1300Hz变频谐振,XLPE电缆主绝缘绝缘电阻值的测量,注意: 1. 0.6/1kV电缆使用1kV 兆欧表 2. 0.6/1kV以上电缆使用2.5kV 或5kV兆欧表,XLPE电缆交接和预防性试验不宜作直流耐压试验,因直流耐压试验而在XLPE 电缆主绝缘中产生的积累效应会缩短电缆的使用寿命 （空间电荷效应） 直流耐压试验不能有效的发现危及XLPE 电缆安全运行的缺陷 （阻性分布与

14、容性分布） 结论:变频谐振耐压试验方法最为适宜 (CIGRE 1997,XLPE电缆交接和预防性试验主绝缘耐压试验方法,1）直流耐压试验（2003年7月1日后停用） 2）VLF 0.1Hz （国外用于30kV及以下） a. 余弦方波电压法; b. 正弦方波电压法 （余弦方波电压法比正弦方波电压法更有效） 3） 变频谐振耐压试验（1Hz300Hz） (耐压时间的选定) 4） 振荡波耐压试验 a.初始电压震荡幅值4Uo; b.冲击次数520次(间隔为2秒) 注：目前各类标准尚处于摸索阶段，有待于进一步完善,变频谐振耐压试验,注：1.工作电流仅为谐振前的1/201/50 2.谐振点接近工频时最为有效

15、 3.结合局放测量更为理想,XLPE电缆受潮,五阻值测量,五阻值测量： 主绝缘电阻、外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻、铜屏蔽电阻和导体电阻,电缆故障的测寻,故障性质的判断 故障测寻方法,故障性质的判断,1、接地故障 2、短路故障 3、断线故障 4、闪络性故障 5、混合型故障,故障测寻方法,1、初测 电桥法 脉冲法 2）定点 声测法 感应法 跨步电压法,Lx=2LRx电桥法原理,QF1-A面板图,脉冲法原理,Lx =VTx/2 V=160m/s (纸缆); V=170m/s (XLPE) 脉冲法原理(接地故障波形,脉冲法原理(接地故障波形,Lx =VTx/2 V=160m/s (纸缆); V=170m/s (XLPE) 脉冲法原理(断线故障波形,脉冲法原理(断线故障波形,脉冲法原理,行波在传播过程中遇阻抗发生变化时产生反射 脉宽: 0.1 S; 0.5 S; 2S (电缆长度与信号衰减) 同极性反射与反极性反射 R = V- V+ =（ZL-ZO） （ZL+ZO） 如： 铝芯240mm2 ZO= 10 铝芯35mm2 ZO= 40 无反射怎么办,冲击高压闪络法测量电路图,冲击高压闪络法故障波形,直流高