电力电缆课程课件

电力电缆高电压与绝缘技术专题5/28/202315/28/20232目录一、概述二、电力电缆的结构三、电缆附件四、交联聚乙烯电缆五、电缆的老化六、电缆的载流量5/28/20233一、概述

110kV及以上：输电系统35kV及以下：配电系统1.架空线路——裸线（钢芯铝绞线），铁塔，避雷线，接地，绝缘子。2.电缆线路——导体，绝缘层，保护覆盖层；受气候影响小，安全耐用。500kV交联电缆5/28/20234基本结构1.导电线芯表1（铜和铝线长度、电阻相等时，铝线重量为铜线的一半左右）多股导线扭绞而成——便于运输和辐射，可以弯曲.2.电缆护层5/28/202352.电缆护层——防水。

材料：铅包（柔软，耐腐蚀）或铝包护套。

护套外加强：钢带或钢丝铠装。

外护层：防腐场所

3.绝缘介质

10kV及以下：聚氯乙烯价格低、温度低。

35kV及以下：粘性浸渍的油纸绝缘、橡皮绝缘、塑料（聚氯乙烯、聚乙烯）绝缘

更高电压：多用充油、钢管油压或充气电缆。

交联聚乙烯（XLPE）：用途日增。5/28/20236电力电缆的分类

1、按结构特征

（1）统包型（10kV及以下）。

（2）分相型：分相屏蔽（10～35kV）。

（3）扁平型：一般用于较长的水下和海底电缆。

（4）自容型：护套内部有压力的电缆。

2、按敷设环境

（1）直埋式

（2）构架式

（3）水下敷设

5/28/2023710kV及以下：三芯统包型图34三芯统包型电缆1－导体线芯；2－填充；3－线芯绝缘；4－统包绝缘；5－铅包；6－沥青防腐层；7－铠装层8－沥青黄麻层5/28/20238

10kV及以上：屏蔽型或分相铅包型

图35三芯分相屏蔽型电缆1－导电线芯；2－线芯屏蔽；3－线芯绝缘；4－外屏蔽层；5－填料；6－扎紧带；7－金属外层；8－铠装层；9－外护套。5/28/20239

图36三芯分相铅包型电缆1－导电线芯；2－线芯屏蔽；3－线芯绝缘；4－外来蔽层；5－铅护套；6－填料；7－铠装层；8－外护套5/28/202310分相屏蔽型电缆结构紧凑，外径小，可节省金属护套和外扩层材料。分相铅(铝)包电缆电气性能稳定，但外径大，重量较大。这两种径向型电缆在结构上各有特点，与非径向的统包型电缆比较，虽然价格较贵优点：电缆线芯表面电场均匀，没有绝缘表面的切向应力，绝缘性能较好。适用于较高电压等级的电缆；单相故障不易转化为相间故障，使维修更快、更方便。

5/28/2023113、按绝缘材料性质分（1）油纸绝缘电缆粘性浸渍纸绝缘电缆不滴流浸渍纸绝缘电缆（2）塑料绝缘电缆（1）聚氯乙烯绝缘电缆：工艺性能好，化学稳定性髙，非延燃性，生产效率髙，价格低廉，敷设维护简单。5/28/202312聚乙烯绝缘电缆：有良好的介电性能；绝缘电阻髙；工艺性能好，易于加工，耐湿性好，比重小。抗电晕及耐热性能较差，受热易变形或开裂。交联聚乙烯绝缘电缆：电气性能好，击穿场强度很高，绝缘电阻髙。有较高的耐热性和耐老化性，允许工作温度高，载流量大，适宜于髙落差与垂直敷设。（3）橡胶绝缘电缆5/28/202313二、电力电缆的结构

（一）纸绝缘电缆

1、粘性绝缘电缆

适用于35KV及以下，在光亮油中加入松香制成粘性浸渍剂。在较高浸渍温度时具有较低的粘度保证了对纸层的完善浸渍。

正常温度时粘度大，电缆弯曲时仍具有纸层间相对位移。

浸渍电缆的热膨胀系数比其它材料要大，容易形成空隙——局部放电5/28/202314

敷设在较大落差时，浸渍剂下流——电缆护套胀裂，上部更多空隙。

更大落差时宜改用塑料电缆或不淌流电缆图1：粘性浸渍总包绝缘型电缆结构（10kV及以下）1－载流芯；2－相绝缘；3－带绝缘；4－金属护层；5－铠甲图2：粘性浸渍分向铅包型电缆结构（35kV及以下）1－载流芯；2－半导体屏蔽；3－绝缘层；4－分相铅包；5－铠甲5/28/202315（二）充油电缆

1、自容式充油电缆

图3：自容式充油电缆1－油道；2－导电线芯；3－绝缘；4－屏蔽；5－护套；6－铠甲；7－外护层图4：油浸电缆纸的电气强度与纸带厚度的关系1－冲击电压；2－工频电压5/28/202316高压距电缆奔油粘宁度较缝小可没以及戴时补飘充。刊压力雁箱确碧保绝客缘。麻低油唐压（己0.韵6M骨Pa涛以下亩）。暂国产惧11认0、饿22仰0、绕33意0k挤V低具油压提自容示式电妨缆的妄绝缘文厚度躲为1者0、租18临、2南5m争m。粗2写）钢忌管充饰油电污缆钢管专内有西三根楚单芯道屏蔽俱电缆蛋，屏冶蔽外般包有唉铜带吗，管今内充晒有1平.5榆MP鸟a左迹右的模油压淹。优点尾：机单械强告度高启，油并压高歉，电箩气性颗能易熄保证炮；图5骗钢樱管充柏油电呢缆1－怒载流棕芯；悠2－贷屏蔽叼；3中－绝喝缘层枕；4醉－屏予蔽；选5－掠半圆熟形滑超丝；工6－纹钢管掀；7四－防壶护层5/暑13椒/2骨02冻317（三害）充揭气电舱缆宁1、荷纸绝灶缘充蝴气电马缆疯附属纷设备贞简单锻，无骂液体坊静压会力—巷—髙海落差抗处。葡充顿气电甜缆的阴许用播场强纸低于科充油止电缆汇。幕高压牺力充签气电疑缆少右见。2、撕管道泊充气堵电缆嚼（G孩IC率）特点爷：电宗容小蹦、介堂质损续耗低掘、散漫热性蝇能好耍。5/申13袖/2箩02恒318缺点倦：一碗相发贝生故竟障可枕能影胆响另纲两相在。国外败超高锋压充假油电宽缆也投多采相用自沙容式谢或钢味管式。5/杂13劣/2嘴02副319（四跌）惑电艰力电传缆的梯许用恳场强高1馒、电佛场分呀布单芯祝电缆剧及分亭相铅防包的留三芯于电缆鼓（导促体光己滑）偷——喇电场胸为圆芝轴圆晨柱体沙电场进。导线春线芯悠有多乒根导破线绞虽合—洞—最奴大场夸强比笨圆柱世表面臣的髙挣30梅％。5/索13搭/2销02割320对层缸式绝迁缘来涉说，铺电场炸法向瓶分量育高，搅将使消滑闪激放电纺容易手出现旨。——崖10陈kV以上原的三牵芯电兴缆就损改用甜分丹相铅颈包（苏或屏姿蔽）蓄结构炸，使电士力线丙全与养绝缘拾层互欠相边垂直艰。电缆柳绝缘边层较拢厚时隐，分延阶绝壤缘降衫低场品强。碍电场不分布苍取决体于介出电常罪数，宏靠近盆线芯瞒处采挂用介雨电常忙数大探的介杆质5/严13甩/2芳02提321第n侵层的日最大漏场强2、古许用粒场强预的选者取（1涂）交握流电夸缆（颂油纸绵）其绝搜缘老愈化的妥主要肤原因疮是局碰部放旧电5/琴13炸/2望02索322发生填局部柱放电愿（线塑芯附导近的掘油隙帖或气代隙）持续倒地强喷烈放饶电，况气隙旱扩大由；放闹电尖由端深制入绝楼缘内言部，僻电场炉畸变跳，放喊电成狱滑闪牛放电锯。措施因：关摸键是扮要设倍法提著高局鞠部放哀电电锈压。蜻如采改用分临阶绝蚂缘、帐绝缘赖层内颠外包猜半导骂电纸惹等来址改善泼电场伤分布喉，如沃提高改压力殿以提窄高局劫部放倍电电绩压。5/虎13鸭/2绑02殊323图6足：轰缠馅包绝草缘中笛形成估树枝墙状示按意图顷(葛a)外近线得芯处坊局部箱放电响，(艳b)茂深入嫌绝缘任，畸背变电始场；烟(c球)开崖始滑侦闪放党电（捡粗线疼为放终电路烈径，赏虚线陵为电捡力线都）5/津13稼/2暗02豆324表3货：油急纸电酬缆的晶工作甲场强5/艳13酷/2灶02肢325图7寒：字工序频下穿油纸狱绝缘宁局部漆放电爱起朱始场统强与他纸带朽厚度覆及压药力的指关系饮油畏压:罢l一惜1.届5M能Pa购;2近一1坟.0倘MP究a;酷3练－0他.1向MP壤a；吸气楼压：筹4－鬼3.按0M歼Pa请；5关－2系.0桶MP塑a；制6－誉1.困5M责Pa铸；7球－1急.0昌MP蜘a；押8－朋0.鸟5M驴Pa贵；9蜘－0劝.2蜻5M抗Pa5/浑13房诚/2俯02元326表4盈电缆全绝缘喊在各片种电树压下仍的击政穿场总强单位插:K鞋v/芬mm5/画13者/2盈02颗327（3颜）交雹流电剥缆（招塑料犁）决定通因素鞠是树还枝化绿放电吴问题趟：电树宿枝，皆导体素有尖博状突嫌出物汇或分彩界面建上有校气隙煎，局免部放维电引牧起。电化迹学树展枝，蹲水、林硫化裙物等捉脏物诞导致推。表5讽国墓外高替压塑辛料电棚缆举沃例5/溉13嗽/2竭02积328（2）臣直流平电缆孟绝味缘强旗度高善：课——苦局部罩放电启远不心如交卧流下斑严重努，因塞而直棋流下锣击穿厌场强榜很高古，其团击穿块场强掩近于偏短脉线冲下厕的数饭值；瓦——塑低粘咏度油约浸纸卧(充妇油电百缆)臭与粘而性浸傻渍绝君缘的期击穿番场强康的差雕别也控不象旋交流堡下那世样显筒著。昆施娘加同期样的伪场强铃值，半则直尺流下拍的寿群命要备比交雀流下赚的长殊得多怒。高按用织于工音35代kV笛系统贞设计逢的粘推性电揪缆几酱乎可桥用于昆直流甩11林0k杀V系洋统。5/拜13活/2亏02舌329油浸膊纸绝耳缘电奋缆自此18兔90绢年问庙世以围来，躁已有杀一百达多年上的悠侧久历齿史，她其系甲列与死规格填最完僵善。艺已广蹈泛应占用于肉33冒0k弓V及牌以下爹电压族等级窜的输呆配电与线路标中，鼠并已她研制烦出5午00应一7柴50膀kV欲的超家高压聪电缆定。这种下电缆祝的特窄点是六：耐患电强已度高狼，介荒电性俱能稳朗定；滩寿命忧较长匀；热暖稳定艺性好寻；载毛流量硬大；呆材料骄资源恐丰富辆；价太格便震宜。季缺点饼是；皆不适贝于高殿落差市敷设饲；制古造工艳艺较绝为复咏杂；选生产籍周期键长；使电缆酬头制舍作技无术比松较复崇杂等新。5/允13董/2颂02你3305/塞13震/2吴02予331四、奥交联啊聚乙链烯（乡丰XL泉PE蔑）电稻缆由聚直乙烯暑(P役E)起加入榆交联晃剂挤牢出成惰形聚乙肯烯绝止缘（趁热可煤塑性轨）电义缆通打过较亿大的鬼电流映时，报绝缘丽会熔轰化变册形。交联演聚乙水烯（酷XL碑PE但）—读—聚回乙烯印分子仿间交蜜联形蚀成网弓状结壤构，就改善阀了耐升热变岔形性农能、缸耐老克化性惜能和影机械安性能梢。交联报的物蚊理方夺法—剩—辐免射法苏，去买除聚急乙烯鲜分子夜中的翅氢原尖子，态使碳绘一碳宜链合螺，分灾子间捡进行鲁交联亦。（米不经遥济）化学链交联容——茅在聚考乙烯源中加期入少殃量的教有机吼过氧锅化物凭，借皮助于踢过氧垮化物门受热鸡分解后，产榨生游障离基讽，游在离基晃能与菌聚乙女烯中仔的氢竭原子典结合业、失棵去氢岸原子毅的聚腊乙烯迹分子授间就粮联合调起来酸。5/直13瘦/2吗02蠢332图2坝6供交联灵电缆区分子栽结构霉(萄a)眉PE烟电缆炉(b魂)X料LP棒E电遮缆5/皇13觉/2响02肉333图4亏1杆0.令6/摧1k赠v三仓芯交患联聚攻乙烯足绝缘冒阻燃畅电力丸电缆5/坦13车/2玻02惜334图4郊2时0.悉6/收1k棒v三医芯交弟联聚畏乙烯摸绝缘轧钢带建铠装尊阻燃柄电力陷电缆图4巾3闻0.慰6/荣1k环v三红芯交滔联聚捏乙烯歪绝缘武钢丝粉铠装拳阻燃茂电力亦电缆5/星13尊/2抽02鼻335图4蕉4黄0键.6列/1培kv柜四芯滋交联有聚乙太烯绝才缘钢架带铠哈装阻纹燃电弄力电啄缆5/董13决/2扛02紫336（一路）优胆点与油围纸电虾缆相否比，邀具有尼结构双简单帅，制灭造周罚期短槽，工汤作温订度高徐，无杠油，真敷设斗高差惧不限产，运酒行可拦靠，弯质量唤轻，越安装努、维项护简蛇单和熊输电么损耗仇小等美优点岛。由于聋耐热忧性和男机械膏性较讯好，技传输找容量惕大，蚊不仅抹适用饼于中耳低压基，而贿且还常可以析应用确到高拥压和狂超高阵压系杏统中贸。交联品聚乙悟烯绝宇缘电跌缆不踪蝶仅在铁中低痒压范惹围内枝能代肯替传柱统的出油纸炕绝缘境电缆苍，而胁且在刷高压矮或超岂高乐表等级愉上可救与自文容式捡充油法电缆掠相竞肢争。5/组13塔/2均02煮337表7聪交联阴聚乙视烯绝禾缘与坊其它锋绝缘捕材料瞒的性痒能对示比5/且13刑/2馅02鞠338图2雪5筐交滔联电扬缆热春变形抗张止硬度硬与温革度的芹关系(a长)热够度形庸与温败度(b男)抗欠张硬帐度与根温度5/颂13尤/2高02稿339表8捐较腔早开应发交悄联聚待乙烯很电力腔电缆盛公司技的开瞒发简饥况5/多13异/2搞02旺3405/俯13败/2茫02典341(1赞)游裕离放五电老本化从材肃料不侮连续聋点或感界面怖引发道出来违的，价在绝帅缘层确与屏胜蔽层评的空夹隙产蓝生游蕉离放描电（绑仅在俩电缆贺内部连有缺搬陷时棕才会饭发生赛）。(2随)树王老化电树睁——踪蝶是在馒局部袄高电居场(趟绝缘弃与内沃半导倦电层疤的界惭面等初)作罩用下饺，某障些缺狭陷在纹绝缘洋层中愧呈现草树枝葛状伸抛展，荷管壁路上有僻交联忌聚乙座烯因佳放电骗而分妇解产面生的右碳粒笨痕迹概，最谅终导业致绝坏缘击剃穿。（二夹）交山联聚狗乙烯梢电缆米的老戚化乓1、增电气具方面5/奴13刮/2茫02驶342图3自7垂电敬树枝5/财13役/2江02阳343水树眉——辨分为仓从导掀体的记内半外导电斗层上惯产生铜的内骂导水累树（向危害规最大遭）、夏从绝迫缘的剪外半旋导电笋层产帐生的俘外导步水树涉、从器绝缘夕层中咽空隙吧等产黎生的奇蝴蝶使结形洽水树丘3类缩慧。在悼比引楼发电逐树枝蜜低得旺多的姥电场苗强度饮下即烛可发寇生。宫树枝贿管有胆的大猪体不衫连续经，内恐聚凝迈有水覆分，响主干蠢树枝劲较钮纺，分拨枝多布而且弱密集图2作8蜓电缠暑绕缘缺层中东产生哀水树贫的位攻量1—陆内导许水树潜；2卫—外仅导水禁树；匙3一耽蝴蝶化结型诵水树5/阶13批/2直02产344已弄难清楚帝的水岭树的冤形成嫌与发仙展机开理和充现象裤有：(1茅)在孩水和疲电场柳同时沿存在长的条姐件下句发生幅水树六。(2长)水煮树是王由直誓径为补数微据米的脆水填约满的跟空隙浮群所千组成波的。(3唤)即琴使在序比较狭低的假电场扭下也验能发丽生水京树。(4苦)绝王缘中秆的杂限质、极半导天电层殊的缺疗陷、链空隙捎等高移电场狗处，如是水仍树引鉴发的访起点悄。(5姿)水槐树在皇直流图电压宋作用胳下难圈于产渗生，悲但在谊交流详电压街作用侨下较盾易产加生，酬高频凭电压刮也能库促进获水树荐的发陕生。(6何)在屿高温印水中衰(例牺如导躲体浸虑水)餐水树语较易脊发生奖，而演且也蔑容易糕延伸女。(7唤)发替生水崭树的赵部位薯，会愤产生暗机械后变形弊。5/坚13锡/2舌02雷345图3泼1减水闻树枝岁长度啊与交苏流奖电压浊击穿个场强扁关系图3尚2好值与亏交流穴电压击生穿场嫂强关缸系5/赔13宣/2浪02态346表1医0匙关西络电力企公司漠6k权vX俱LP快E电呈缆运田行记住录5/轨13塞/2咐02侦347表1看1恋22面kV椒X偏LP域E电祝缆蝴狼蝶结地状水拌树数亦量和百长度5/剥13潜/2队02蛇348水树垦枝的督种类嫌很多陈，对怠电缆奏的危爱害也怕很大潮。但是陪，水袜树枝子具有严消失彼和重虫现的钻特点渗。有盗的水首树枝受伪热、帝干燥张、抽目真空构等会醋消失深形态醋，浸侮入热制水中又手会重郊现，吉水树农枝消宋失时损表明上管道六发生绝闭合峡，材料率细微记龟裂蛮后又潮回弹季，但歪未使潮结构奥分解肉。在稠实际电欧细中锄，干淋法制帜造的狮交联番聚乙货烯电蕉缆构护很少雅发现水城树枝些，而眼湿法预制造慕的交链联聚帅乙烯角电缆免中却妨常常见相到水孟树枝颂。几喝种常沉见的葵水树政枝如唱下页便图3顽7所滋示。5/魄13漆/2溪02筑349图3咏8腊水树盲枝5/条13眯/2杏02编3502、气化学返方面硫化层对电礼缆绝轰缘影污响最硬大。祖由于转硫化谨物(道硫化覆氢等霉)透均过护刮套及筒绝缘窝层与便电缆哨的铜谁导体归产生料化学辽反应歌，生穗成硫索化铜销和氧这化铜猫等物子质，阔这些摇物质箱在绝研缘层休中从穗内导街一例对向护伤套一贱例呈吵树枝铅状伸搞展统愚称为弄化学岛树。端它在兴比形膏成电筝树枝索低很恨多的坚场强漂下即云可产柏生，此外棚，还忠有物口理物订理老帖化、还机械娇老化猫以及遮生物及侵蚀掩造成娱的老皂化。5/鉴13还/2周02琴351图3森9迈化唐学树案枝5/冤13大/2拿02图352图3辆3号绝恼缘层遥中的糖各种痰树枝(a便)电晌树枝启；(酬b)厕电化甚树枝汤；(遮c)漆水树塞枝5/焰13浅/2宜02脏353图2唇9陡水树统长度破与孔关系漂(3黑.8古kV讨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