架空输配电线路停电检修的安全要求（输电线路运行检修）

6.2.2电力电缆的基本结构1、按绝缘材料可分为油浸纸绝缘、橡胶绝缘和塑料绝缘等。2、按电缆结构特点分：统包型、分相型、钢管型、扁平型、自容型等。3、按电缆传输电流方式分为交流和直流电缆。4、组成电力电缆的基本结构，主要是线芯、绝缘层和外护层三部分。还包括有金属护层并要求接地、填芯和填料。一、电力电缆的导电线芯电力电缆的导电线芯——用来传输电流（交流或直流），是电缆的主要部分。电力电缆的导电线芯主要采用具有高导电性能的，有一定的抗拉及伸长强度的防腐蚀、易焊接的铜、铝材料制成。钢导电线芯具有可取之处，但目前主要使用铜和铝导电线芯1电缆线芯绞合形式绞合是为了增加线芯的柔软性和可弯曲度。（1）规则绞合——导线有规则、同心地相继各层依不同方向的绞合（2）不规则绞合（束绞）——所有组成导线都依同一方向的绞合，仅用于小截面的低压电缆。4电缆线芯典型结构(a)（b）（c）

图1-5电缆芯线形状(a)圆形；（b）半圆形；（c）扇形(b)图1-6充油电缆的中空圆形线芯结构(a)

具有螺旋支撑的中空线芯示意图；(b)

由型线构成的中空线芯剖面图圆形线芯：主要用于35kV级的分相屏蔽型电力电缆，或用于电压等级很低且线芯截面积较小的电缆；中空圆形线芯：充气或充油电缆的）；扇形芯：用于电压等级较低而截面积较大的电缆（绝缘线芯成缆后为圆形，减少了电缆的体积，使结构紧凑，降低成本）5电缆线芯截面大小我国规定中、低压电缆截面有2.5、4、6、10、16、25、35、50、120、150、185、240、300、400、500、630、800mm²等19种规格，目前常用的是16~400mm²之间的10种规格。电压为110kV及以上电缆的截面有100、240、400、600、700、845、920mm²共7种规格，并已有1000mm²及以上规格。二.绝缘层及材料电缆绝缘层的作用——将线芯与大地以及线线间在电气上彼此隔离，保证电能正常输送。1.电缆的绝缘层材料绝缘材料：油浸纸、橡胶、纤维、塑料等。绝缘结构：相绝缘和带绝缘相绝缘是每个线芯的绝缘；带绝缘是将多芯电缆线芯合在一起，然后施加的绝缘，这样可使线芯相互绝缘并与外皮隔开。（1）油浸绝缘纸20世纪70年代以前是主要油浸纸绝缘材料。成分是纤维素，特点以下：1）耐压强度高2）介质损耗低3）化学性能稳定4）价格便宜，且使用寿命长5）耐电晕性能好6）耐热性能较好，长期允许运行温度达65°C（2）塑料绝缘主要有聚氯乙烯、聚乙烯及交联聚乙烯等聚乙烯是一种乳白色的塑料，表面成蜡状且半透明，是电力电缆较为理想的绝缘和护套材料。1）优异的电气特性，其绝缘电阻和耐电强度高，，作为通信电缆的绝缘材料非常理想。2）机械性能较好，富有可挠性，强韧性好3）耐热老化性能、低温耐寒性能及耐化学稳定性好。4）耐水性好，吸湿率低，浸在水中绝缘电阻一般不会下降，5）比重轻，具有良好的加工工艺，接头容易，易于熔融塑化，而不易分解，冷却易于成型。（3）橡胶绝缘天然橡胶、丁基橡胶和乙丙橡胶三种。电气性能较好、吸水性低、柔软性好等优点，缺点是耐热性差，容易受热空气和油类的影响损坏。（4）其他材料浸渍剂：黏性电缆和充油电缆用的浸渍剂黏性浸渍剂必须满足：1.介质损耗低；2.不易老化和氧化；3.不易受外界污染和不易产生游离。充油电缆的浸渍剂多从原油的变压器油馏经过脱蜡、酸碱精制、水洗、白土处理，加添加剂而制成。电缆绝缘用气体，在充气电缆中气体也是绝缘或绝缘层的组成部分。常用氮气和六氟化硫气体。2电缆绝缘层的材料应具备的特性（1）高的击穿强度（2）介质损耗低（3）高绝缘性能（4）优良的耐树枝（移滑）放电性能，耐电晕性能好，耐局部放电性能好。具有一定的柔软性能和机械强度。（5）绝缘性能长期稳定（6）使用寿命长，价格便宜，材料来源广泛。

三、电缆护层

——为了使电缆绝缘不受损伤，并适应各种使用条件和环境的要求的保护层。分为内护层和外护层。1护层结构(1)外护层：保护内护层免受外界的影响和机械损伤，如在运输安装、敷设、运行中保护电路线芯、绝缘浸渍物，避免机械损伤、受潮、渗漏外流、腐蚀等作用。（2)内衬层，位于铠装层和金属套之间的同心层，起铠装衬垫和金属护套防腐蚀作用。（3）铠装层：用来减少机械力对电缆的影响，在内衬垫层与外被层之间的同心层，用来承受作用到电缆上的机械力的保护层，同时也起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。（4）外被层或外护层：在铠装层外面的同心层是电缆的最外层，主要对铠装层起防腐蚀保护作用。（5）加强层：它是充油电缆所特有的结构。高压充油电力电缆外护结构由内衬层，加强层、保护层、铠装层和外被层组成。表1-9高压充油电力电缆外护层结构（6）铅护套：最早使用的护套材料。特点是耐腐蚀、熔化点低、蠕变性能好（但在落差较大或过载的情况下，铅包电缆易发生护套胀破、漏油等故障）（7）铝护套：与铅相比，它主要具有以下优点：1）密度小、机械强度高、资源丰富、价格便宜2）导电、导热、屏蔽性能优越。3）敷设在振动场所也不需要防震装置铝护套值得推广，钢护套也有使用2.护层材料

主要有金属护层、橡胶塑料护层和组合护层三大类。铅、铝护套多用于油浸纸绝缘电缆；橡、塑护套多用于橡塑类绝缘电缆。四、屏蔽层6kV及以上的电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。油纸绝缘电缆的导体屏蔽材料一般为金属化纸或半导电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别采用半导体塑料和半导体橡皮。半导电纸是电缆纸浆中掺入胶体炭粒（直径约为25～200微米）抄成的纸。半导电纸的体电阻率约为103～106欧米，厚度一般为0.12毫米，广泛代替金属化纸用作油浸纸绝缘电缆的屏蔽层。练习题1、为了确保电缆工程的可靠性，对电力电缆的特性归纳起来具体有哪些方面的要求？2、用文字分别描述以下电缆型号：ZLQ32-35-3×95；ZQFD21；NH-VV433、电力电缆主要由哪几部分组成？分别叙述它们的作用及各自的组成材质。4、简述电力电缆绝缘层的材料应具备的特性。6.2.2电力电缆的基本结构1、按绝缘材料可分为油浸纸绝缘、橡胶绝缘和塑料绝缘等。2、按电缆结构特点分：统包型、分相型、钢管型、扁平型、自容型等。3、按电缆传输电流方式分为交流和直流电缆。4、组成电力电缆的基本结构，主要是线芯、绝缘层和外护层三部分。还包括有金属护层并要求接地、填芯和填料。一、电力电缆的导电线芯电力电缆的导电线芯——用来传输电流（交流或直流），是电缆的主要部分。电力电缆的导电线芯主要采用具有高导电性能的，有一定的抗拉及伸长强度的防腐蚀、易焊接的铜、铝材料制成。钢导电线芯具有可取之处，但目前主要使用铜和铝导电线芯1电缆线芯绞合形式绞合是为了增加线芯的柔软性和可弯曲度。（1）规则绞合——导线有规则、同心地相继各层依不同方向的绞合（2）不规则绞合（束绞）——所有组成导线都依同一方向的绞合，仅用于小截面的低压电缆。4电缆线芯典型结构(a)（b）（c）

图1-5电缆芯线形状(a)圆形；（b）半圆形；（c）扇形(b)图1-6充油电缆的中空圆形线芯结构(a)

具有螺旋支撑的中空线芯示意图；(b)

由型线构成的中空线芯剖面图圆形线芯：主要用于35kV级的分相屏蔽型电力电缆，或用于电压等级很低且线芯截面积较小的电缆；中空圆形线芯：充气或充油电缆的）；扇形芯：用于电压等级较低而截面积较大的电缆（绝缘线芯成缆后为圆形，减少了电缆的体积，使结构紧凑，降低成本）5电缆线芯截面大小我国规定中、低压电缆截面有2.5、4、6、10、16、25、35、50、120、150、185、240、300、400、500、630、800mm²等19种规格，目前常用的是16~400mm²之间的10种规格。电压为110kV及以上电缆的截面有100、240、400、600、700、845、920mm²共7种规格，并已有1000mm²及以上规格。二.绝缘层及材料电缆绝缘层的作用——将线芯与大地以及线线间在电气上彼此隔离，保证电能正常输送。1.电缆的绝缘层材料绝缘材料：油浸纸、橡胶、纤维、塑料等。绝缘结构：相绝缘和带绝缘相绝缘是每个线芯的绝缘；带绝缘是将多芯电缆线芯合在一起，然后施加的绝缘，这样可使线芯相互绝缘并与外皮隔开。（1）油浸绝缘纸20世纪70年代以前是主要油浸纸绝缘材料。成分是纤维素，特点以下：1）耐压强度高2）介质损耗低3）化学性能稳定4）价格便宜，且使用寿命长5）耐电晕性能好6）耐热性能较好，长期允许运行温度达65°C（2）塑料绝缘主要有聚氯乙烯、聚乙烯及交联聚乙烯等聚乙烯是一种乳白色的塑料，表面成蜡状且半透明，是电力电缆较为理想的绝缘和护套材料。1）优异的电气特性，其绝缘电阻和耐电强度高，，作为通信电缆的绝缘材料非常理想。2）机械性能较好，富有可挠性，强韧性好3）耐热老化性能、低温耐寒性能及耐化学稳定性好。4）耐水性好，吸湿率低，浸在水中绝缘电阻一般不会下降，5）比重轻，具有良好的加工工艺，接头容易，易于熔融塑化，而不易分解，冷却易于成型。（3）橡胶绝缘天然橡胶、丁基橡胶和乙丙橡胶三种。电气性能较好、吸水性低、柔软性好等优点，缺点是耐热性差，容易受热空气和油类的影响损坏。（4）其他材料浸渍剂：黏性电缆和充油电缆用的浸渍剂黏性浸渍剂必须满足：1.介质损耗低；2.不易老化和氧化；3.不易受外界污染和不易产生游离。充油电缆的浸渍剂多从原油的变压器油馏经过脱蜡、酸碱精制、水洗、白土处理，加添加剂而制成。电缆绝缘用气体，在充气电缆中气体也是绝缘或绝缘层的组成部分。常用氮气和六氟化硫气体。2电缆绝缘层的材料应具备的特性（1）高的击穿强度（2）介质损耗低（3）高绝缘性能（4）优良的耐树枝（移滑）放电性能，耐电晕性能好，耐局部放电性能好。具有一定的柔软性能和机械强度。（5）绝缘性能长期稳定（6）使用寿命长，价格便宜，材料来源广泛。

三、电缆护层

——为了使电缆绝缘不受损伤，并适应各种使用条件和环境的要求的保护层。分为内护层和外护层。1护层结构(1)外护层：保护内护层免受外界的影响和机械损伤，如在运输安装、敷设、运行中保护电路线芯、绝缘浸渍物，避免机械损伤、受潮、渗漏外流、腐蚀等作用。（2)内衬层，位于铠装层和金属套之间的同心层，起铠装衬垫和金属护套防腐蚀作用。（3）铠装层：用来减少机械力对电缆的影响，在内衬垫层与外被层之间的同心层，用来承受作用到电缆上的机械力的保护层，同时也起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。（4）外被层或外护层：在铠装层外面的同心层是电缆的最外层，主要对铠装层起防腐蚀保护作用。（5）加强层：它是充油电缆所特有的结构。高压充油电力电缆外护结构由内衬层，加强层、保护层、铠装层和外被层组成。表1-9高压充油电力电缆外护层结构（6）铅护套：最早使用的护套材料。特点是耐腐蚀、熔化点低、蠕变性能好（但在落差较大或过载的情况下，铅包电缆易发生护套胀破、漏油等故障）（7）铝护套：与铅相比，它主要具有以下优点：1）密度小、机械强度高、资源丰富、价格便宜2）导电、导热、屏蔽性能优越。3）敷设在振动场所也不需要防震装置铝护套值得推广，钢护套也有使用2.护层材料

主要有金属护层、橡胶塑料护层和组合护层三大类。铅、铝护套多用于油浸纸绝缘电缆；橡、塑护套多用于橡塑类绝缘电缆。四、屏蔽层6kV及以上的电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。油纸绝缘电缆的导体屏蔽材料一般为金属化纸或半导电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别采用半导体塑料和半导体橡皮。半导电纸是电缆纸浆中掺入胶体炭粒（直径约为25～200微米）抄成的纸。半导电纸的体电阻率约为103～106欧米，厚度一般为0.12毫米，广泛代替金属化纸用作油浸纸绝缘电缆的屏蔽层。练习题1、为了确保电缆工程的可靠性，对电力电缆的特性归纳起来具体有哪些方面的要求？2、用文字分别描述以下电缆型号：ZLQ32-35-3×95；ZQFD21；NH-VV433、电力电缆主要由哪几部分组成？分别叙述它们的作用及各自的组成材质。4、简述电力电缆绝缘层的材料应具备的特性。6.1电力电缆基础知识 6.1.1电力电缆基础知识概述6.1.2电力电缆的基本结构6.1.3电力电缆类型6.1.4电缆线路48电力线路配电线路输（送）电线路架空输电线路地下电缆输电线路普通的架空输电线路（架空裸线）架空绝缘线路（绝缘电缆）由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线路。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路。发电厂——输电线路——升降压变电站——配电线路——用电设备发电输电变电配电用电架空线路——结构简单、施工方便、建设费用低、施工周期短、检修维护方便、技术要求较低等优点，得到广泛地使用，但是，线路设备长期露置在自然环境中，易受各种气象条件（如大风、覆冰雪、气温变化、雷击等）的侵袭，化学气体的腐蚀以及外力的破坏，出现故障的几率较高。电缆线路——优点(1)不易受周围环境和污染的影响，送电可靠性高。(2)线间绝缘距离小，占地少，无干扰电波。(3)地下敷设时，不占地面与空间，既安全可靠，又不易暴露目标。缺点——(1)成本高，一次性投资费用比较大。(2)电缆线路不易变动与分支。(3)电缆故障测寻与维修较难，需要具有较高专业技术水平的人员来操作。目前仅用于城市居民稠密区和跨海输电等特殊情况。架空线路与电缆线路的区别国家制定了适合我国国情的一系列标准电压。输电线路的任务：输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网（提高系统的安全性、可靠性和稳定性，还可实现经济调度）。输电线路电压等级分布：110～220kV的线路为高压（HV）线路；330kV～750kV的线路为超高压线路；750kV以上的是特高压线路采用超高压输电可有效的减少线损，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。提高电网安全可靠性输电线路交流线路（三相交流）直流线路高压直流输电与交流输电相比有以下优点：

(1)输送相同功率时，线路造价低：

交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。

(2)线路有功损耗小：

由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有“空间电荷”效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。

(3)适宜于海下输电：

在有色金属和绝缘材料相同的条件下，直流时的允许工作电压比在交流下约高3倍。2根芯线的直流电缆线路输送的功率比3根芯线的交流电缆线路输送的功率大得多。

运行中，没有磁感应损耗，用于直流时，则基本上只有芯线的电阻损耗，而且绝缘的老化也慢得多，使用寿命相应也较长。

(4)系统的稳定性问题：

在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制。可以实现相同频率甚至不同频率交流系统之间不同步联系

(5)能限制系统的短路电流：

用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。直流输电时，就不存在上述问题。

(6)调节速度快，运行可靠：

注：直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小，不易老化、寿命长，且输送距离不受限制。直流输电架空线路只需正负两极导线、

杆塔结构简单、线路造价低、损耗小。

直流输电线路的造价和运行费用比交流输电低，而换流站的造价和运行费用均比交流变电所高。随着输送距离的增加，交流输电的容量将受其稳定极限的限制，为提高输送能力，往往需要采取各种技术措施，从而又增加了交流输电的投资。通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电所的造价相等时的距离为等价距离。一、概述1890年——世界上首次出现电力电缆（英国使用10kV单相电力电缆）；20世纪30年代——我国电力电缆开始生产1949年——规模小，能力弱，生产过6.6kV橡胶绝缘铅护套电力电缆；1951年——成功研制了6.6kV铅护套纸绝缘电力电缆，继而生产了35kV及以下黏性油浸纸绝缘电力电缆；1966年——生产第一条充油电力电缆；1968年及以后——向220kV、330kV、500kV电力电缆发起进攻。6.1.1电力电缆基础知识概述1、电缆的概念广义：电线电缆:狭义：绝缘电缆，通常是由一根或多根导线（导电部分）以及相应的包覆绝缘层和外护层三部分组成的。按《电工术语—电缆》规范，定义为：用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。常用的电线电缆按用途分：有裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆、定温电缆、温控电缆等。用于电力传输和分配大功率电能的电缆，称为电力电缆。通常把35KV及以下电压等级的电缆称为中低压电缆。110KV及以上等级的电缆称为高压电缆。控制电缆

适用于额定电压450/750V及以下控制、监控回路及保护线路等场合使用。

架空绝缘电缆：由于用裸电线敷设的架空电力线路容易引起人身安全事故及电网事故，因而架空绝缘电缆是今后架空线路的主导产品，能够最大限度的保障输配线路的安全，消除许多事故隐患。铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽及护套软电线(电缆)

适用于额定电压U0/U450/750V及以下控制、监视回路及保护线路的连接线，主要用于防电磁波干扰、需要有屏蔽的场所。

耐火电缆是阻燃电缆发展到一定阶段的必然产物。现今机场、城市地铁以及人员密集的大型商场、高层建筑等大量出现，一旦失火，需要回路继续供电，应急照明、报警、自动消防，排除通道的烟雾，争取在最短时间抢救民众生命、财产，使损失减少到最低。耐火电缆在火灾灼烧时，在导体上形成一层硬的绝缘保护壳使其具有继续供电的功能。无卤低烟耐火电力电缆生成的酸性气体少，以致开关设备、计算机网络等均不会受腐蚀性烟雾的影响；散发的烟雾和有毒气体显著减少，从而有利于人员的撤离。聚氯乙烯绝缘电力电缆

2、电力电缆的应用大都市的中低压架空裸线配电系统已暴露出许多问题。为降低架空输电线路的故障率，也有采用绝缘电缆的架空电力线路，它已逐渐在广大城市和农村地区得以应用。今后在配电系统在中逐步使用架空绝缘电缆代替现有的架空裸线，并规定城市电力网的输电线路与高、中压配电线路，在下列情况下必须采用电缆线路：（1）根据城市规划，繁华地区、重要地段、主要道路、高层建筑区及对市容环境有特殊要求的场合；（2）架空路线和线路导线通过严重腐蚀地段，在技术上难以解决者；（3）供电可靠性要求较高或重要负荷用户（4）重点风景旅游区；（5）沿海地区易受热带风暴侵袭的主要城市的重要供电区域；（6）电网结网或运行安全要求高的地区。另外，城市电力低压配电线路在下列情况下也应采用电缆线路：（1）负荷密度高的市中心；（2）建筑面积较大的新建居民住宅小区；（3）依据规划不易通过架空线路的街道或地区；（4）其他情况经技术经济比较采用电缆线路更为合适者；另：对应采用电缆线路而不具备敷设条件时，可采用绝缘架空敷设方式。6.1电力电缆基础知识 6.1.1电力电缆基础知识概述6.1.2电力电缆的基本结构6.1.3电力电缆类型6.1.4电缆线路67电力线路配电线路输（送）电线路架空输电线路地下电缆输电线路普通的架空输电线路（架空裸线）架空绝缘线路（绝缘电缆）由电力负荷中心向各个电力用户分配电能的线路。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路。发电厂——输电线路——升降压变电站——配电线路——用电设备发电输电变电配电用电架空线路——结构简单、施工方便、建设费用低、施工周期短、检修维护方便、技术要求较低等优点，得到广泛地使用，但是，线路设备长期露置在自然环境中，易受各种气象条件（如大风、覆冰雪、气温变化、雷击等）的侵袭，化学气体的腐蚀以及外力的破坏，出现故障的几率较高。电缆线路——优点(1)不易受周围环境和污染的影响，送电可靠性高。(2)线间绝缘距离小，占地少，无干扰电波。(3)地下敷设时，不占地面与空间，既安全可靠，又不易暴露目标。缺点——(1)成本高，一次性投资费用比较大。(2)电缆线路不易变动与分支。(3)电缆故障测寻与维修较难，需要具有较高专业技术水平的人员来操作。目前仅用于城市居民稠密区和跨海输电等特殊情况。架空线路与电缆线路的区别国家制定了适合我国国情的一系列标准电压。输电线路的任务：输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网（提高系统的安全性、可靠性和稳定性，还可实现经济调度）。输电线路电压等级分布：110～220kV的线路为高压（HV）线路；330kV～750kV的线路为超高压线路；750kV以上的是特高压线路采用超高压输电可有效的减少线损，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。提高电网安全可靠性输电线路交流线路（三相交流）直流线路高压直流输电与交流输电相比有以下优点：

(1)输送相同功率时，线路造价低：

交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。

(2)线路有功损耗小：

由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有“空间电荷”效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。

(3)适宜于海下输电：

在有色金属和绝缘材料相同的条件下，直流时的允许工作电压比在交流下约高3倍。2根芯线的直流电缆线路输送的功率比3根芯线的交流电缆线路输送的功率大得多。

运行中，没有磁感应损耗，用于直流时，则基本上只有芯线的电阻损耗，而且绝缘的老化也慢得多，使用寿命相应也较长。

(4)系统的稳定性问题：

在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制。可以实现相同频率甚至不同频率交流系统之间不同步联系

(5)能限制系统的短路电流：

用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。直流输电时，就不存在上述问题。

(6)调节速度快，运行可靠：

注：直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小，不易老化、寿命长，且输送距离不受限制。直流输电架空线路只需正负两极导线、

杆塔结构简单、线路造价低、损耗小。

直流输电线路的造价和运行费用比交流输电低，而换流站的造价和运行费用均比交流变电所高。随着输送距离的增加，交流输电的容量将受其稳定极限的限制，为提高输送能力，往往需要采取各种技术措施，从而又增加了交流输电的投资。通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电所的造价相等时的距离为等价距离。一、概述1890年——世界上首次出现电力电缆（英国使用10kV单相电力电缆）；20世纪30年代——我国电力电缆开始生产1949年——规模小，能力弱，生产过6.6kV橡胶绝缘铅护套电力电缆；1951年——成功研制了6.6kV铅护套纸绝缘电力电缆，继而生产了35kV及以下黏性油浸纸绝缘电力电缆；1966年——生产第一条充油电力电缆；1968年及以后——向220kV、330kV、500kV电力电缆发起进攻。6.1.1电力电缆基础知识概述1、电缆的概念广义：电线电缆:狭义：绝缘电缆，通常是由一根或多根导线（导电部分）以及相应的包覆绝缘层和外护层三部分组成的。按《电工术语—电缆》规范，定义为：用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。常用的电线电缆按用途分：有裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆、定温电缆、温控电缆等。用于电力传输和分配大功率电能的电缆，称为电力电缆。通常把35KV及以下电压等级的电缆称为中低压电缆。110KV及以上等级的电缆称为高压电缆。控制电缆

适用于额定电压450/750V及以下控制、监控回路及保护线路等场合使用。

架空绝缘电缆：由于用裸电线敷设的架空电力线路容易引起人身安全事故及电网事故，因而架空绝缘电缆是今后架空线路的主导产品，能够最大限度的保障输配线路的安全，消除许多事故隐患。铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽及护套软电线(电缆)

适用于额定电压U0/U450/750V及以下控制、监视回路及保护线路的连接线，主要用于防电磁波干扰、需要有屏蔽的场所。

耐火电缆是阻燃电缆发展到一定阶段的必然产物。现今机场、城市地铁以及人员密集的大型商场、高层建筑等大量出现，一旦失火，需要回路继续供电，应急照明、报警、自动消防，排除通道的烟雾，争取在最短时间抢救民众生命、财产，使损失减少到最低。耐火电缆在火灾灼烧时，在导体上形成一层硬的绝缘保护壳使其具有继续供电的功能。无卤低烟耐火电力电缆生成的酸性气体少，以致开关设备、计算机网络等均不会受腐蚀性烟雾的影响；散发的烟雾和有毒气体显著减少，从而有利于人员的撤离。聚氯乙烯绝缘电力电缆

2、电力电缆的应用大都市的中低压架空裸线配电系统已暴露出许多问题。为降低架空输电线路的故障率，也有采用绝缘电缆的架空电力线路，它已逐渐在广大城市和农村地区得以应用。今后在配电系统在中逐步使用架空绝缘电缆代替现有的架空裸线，并规定城市电力网的输电线路与高、中压配电线路，在下列情况下必须采用电缆线路：（1）根据城市规划，繁华地区、重要地段、主要道路、高层建筑区及对市容环境有特殊要求的场合；（2）架空路线和线路导线通过严重腐蚀地段，在技术上难以解决者；（3）供电可靠性要求较高或重要负荷用户（4）重点风景旅游区；（5）沿海地区易受热带风暴侵袭的主要城市的重要供电区域；（6）电网结网或运行安全要求高的地区。另外，城市电力低压配电线路在下列情况下也应采用电缆线路：（1）负荷密度高的市中心；（2）建筑面积较大的新建居民住宅小区；（3）依据规划不易通过架空线路的街道或地区；（4）其他情况经技术经济比较采用电缆线路更为合适者；另：对应采用电缆线路而不具备敷设条件时，可采用绝缘架空敷设方式。二、电力电缆的基本特性电力电缆最基本的性能，是有效地传播电磁波（场）。另外一个极为重要的基本特性是环境的适应性。1.电气性能电气性能指——导电性能、电绝缘性能和传输特性。不仅要有良好的导电性；还要有一定的电阻范围。电绝缘性能包括绝缘电阻、介电常数、介质损耗、耐电压特性等。传输特性指高频传输特性、抗干扰特性等。2.力学性能力学性能指——抗拉强度、伸长率、弯曲性、弹性、柔软性、耐振动性、耐磨性以及耐冲击性等.3.热性能热性能是指——电线电缆产品的耐热等级、工作温度、电力电缆的发热散热特性、载流量、短路、过载能力，合成材料的热变形和耐热冲击能力，材料的热膨胀性及浸渍或涂层材料的滴流性能等。4.

耐腐蚀和耐气候性能耐腐蚀和耐气候性能是指耐电化腐蚀、耐生物和耐细菌腐蚀、耐化学药品（油、酸、碱、化学溶剂等）侵蚀、耐盐雾、耐日光、耐寒、防霉以及防潮性能等。5.

抗老化性能老化性能指机械应力、电应力、热应力以及其他各种外加因素作用下，或外界气候条件下产品组成材料保持其原有性能的能力。6.

其他性能包括部分材料的物理性（如金属材料的硬度、蠕变，高分子材料的相容性）以及产品的某些特殊使用特性（如阻燃、耐原子辐射、防蚂蚁啃咬、延时传输以及能量阻尼）。三、电力电缆型号1中低压电力电缆型号及产品标示方法P3

第1位字母——电缆类型：K-控制点按；P-信号电缆；B-绝缘电缆；R-绝缘软线；Y-移动式软线电缆；H-电话电缆。电力电缆可省略。第2位字母——绝缘材料；Z-纸绝缘；V-聚氯乙烯绝缘；Y-聚乙烯绝缘；YJ-交联聚乙烯。第3位字母——导体材料：T-铜芯（不标注）；L-铝芯；G-钢芯。第4位字母——内护层类型：Q-铅包；L-铝包；V-聚氯乙烯；Y-聚乙烯；H-橡胶护套；F-氯丁橡胶护套。第5为字母——结构特征：D-不滴流；F-分相；L-滤尘用；CY-充油；P-贫油干绝缘；Z-直流；无特征不标注。第6位数字，表示铠装层类型：从0～4标记：0-无；1-双层细钢丝；2-双钢；3-细钢丝；4-粗钢丝。第7为数字——外被层类型：从0～4标记：0-无；1-纤维外被；2-聚氯乙烯护套；3-聚乙烯护套；4-无聚乙烯护套。阻燃电缆在代号前加ZR；耐火电缆在代号前加NH。第8为数值——电缆线芯数目：1-单芯（可省略）；2-两芯；3-三芯；4-四芯；5-五芯。第9为数值——电缆截面面积，单位mm2。第10为数值——电缆长度，单位m。2电缆型号及产品标示方法举例ZLQ20-10-3×120

——铝芯、纸绝缘、铅包、裸钢带铠装、额定工作电压10kV、三芯、截面积为120mm²的电力电缆。ZQF2-35-3×95

——铜芯、纸绝缘、分相铅包、钢带铠装、额定电压35kV、三芯、截面积为95mm²的电力电缆。VV42-10-3×50

——铜芯、聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯内护层，聚氯乙烯护套、额定电压10kV、三芯、标称截面积为50mm²的电力电缆。ZR-VLV22-3,3×240+1×120

——聚氯乙烯绝缘、钢带铠装、阻燃聚氯乙烯护套，电压为3kV、三芯、截面积为240mm²、加一芯120mm²的电力电缆。YJLV22-3×120-10-300

——铝芯、交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯内护套、双层钢带铠装、聚氯乙烯外被层、三芯、截面积为120mm²、电压为10kV、长度为300m的电力电缆。VV42-10-3×50

——铜芯、聚氯乙烯绝缘、粗钢丝铠装、聚氯乙烯护套、额定电压为10kV、三芯、标称截面积为50mm²的电力电缆。3充油电缆型号及产品表示方法CY表示充油电缆。外护层结构为由里向外由加强层→铠装层→外被层组成例:CYZQ102220/1×400表示铜芯、纸绝缘、铅包、铜带径向加强、聚氯乙烯护套、额定电压220KV、单芯、截面积为400mm²

的自容式充油电缆。四电力电缆的型号及适用场所和电缆截面1、电力电缆的型号及使用场所表1-4橡皮绝缘电力电缆的型号、名称与使用场合表1-5聚氯乙烯绝缘电力电缆的型号、名称与使用场合表1-6交联聚乙烯绝缘电力电缆的型号、名称与使用场合表1-7金属护套电缆适用外护套的敷设场所表1-8非金属护套电缆适用外护套的敷设场所2电缆截面图的概念每种电缆都必须有一张截面图补充知识电力电缆发展趋势1、大长度海底电缆，截面500-1200mm2,，长度达上百公里；2、大截面高压交联电力电缆，截面100-2500mm2；3、大截面高压交联电力电缆，电压等级达275-500kV，主要规格（截面）2500mm2；4、110-500kV充油电缆，截面100-2500mm2；5、PPLP电缆；6、电力通信用光缆

高压电缆附件发展电缆附件品种较多，有户内CIS终端、变压器油浸终端、普通终端、绝缘连接盒、交叉换位箱。终端制作困难，高新技术含量比电缆本体高得多。国外著名厂家如BICC、ALCTE、PIERELLI，古河、住友等在附件制作处于国际领先地位。基本仅随电缆本体配套供应。我国必须自力更生。补充知识练习题1、为了确保电缆工程的可靠性，对电力电缆的特性归纳起来具体有哪些方面的要求？2、用文字分别描述NH-VV43所表示的电缆型号：3、电力电缆主要由哪几部分组成？分别叙述它们的作用及各自的组成材质。4、简述电力电缆绝缘层的材料应具备的特性。第三节电力电缆类型

电力电缆，可按电缆绝缘材料、电缆的结构特点、电缆线芯数目或电能输送方式等分类。一、油浸纸绝缘电力电缆二、橡塑绝缘电力电缆三、充油电缆四、管道充气电缆五、低温及超导电缆六、无损耗管道输电法七、海底电缆八、其他电缆简介一、油浸纸绝缘电缆——使用历史最久、用量最大的一种电缆。它具有使用寿命长、价格便宜、热稳定性高等特点。缺点：工艺比较复杂。黏性浸渍性电缆的浸渍剂容易淌流，因而不可避免地要在绝缘内形成气隙，降低了其绝缘水平。通常采取消极的补救措施，即把敷设位差限定得很小。不滴流浸渍纸电缆在浸渍和配料方面要复杂些。常用油浸纸绝缘型电缆分不滴流油浸渍纸绝缘金属套电力电缆、黏性油浸纸金属套电力电缆、油压油浸渍纸绝缘型电缆和气压黏性油浸渍纸绝缘型电缆。1.黏性油浸渍纸绝缘电力电缆图1-10带绝缘电缆结构示意图1－导体（铝芯或铜芯）;2－相绝缘;3－带屏蔽;4－填充材料;5－铅层；6－内衬层；7—铠装层；8—外被层

图1-9分相铅包电缆结构示意图1—导电线芯；2—相绝缘；3—带绝缘；4—填充材料；5—铅层；6—内衬层；7—铠装；8—外被层2.不滴流纸绝缘电力电缆与粘性浸渍纸绝缘电缆的差别主要是它的浸渍剂在工作温度范围内不流动，呈塑性固体状，而在浸渍温度下粘度降低能保证充分浸渍。这种电缆敷设落差不受绝缘本身限制。它将逐步取代粘性浸渍纸绝缘电缆。

3.滴干纸绝缘电力电缆黏性油浸渍纸绝缘电力电缆的一种，增加一道滴干工艺过程。可以消除黏性油浸渍纸绝缘电缆在高落差敷设时浸渍剂流动产生的缺点。使粘性浸渍纸间的浸渍剂减少70%，纸内的浸渍剂减少30%，但由于减少了浸渍剂的含量，绝缘的耐电强度降低。

但，浸渍剂含量的减少，使得绝缘的耐电强度降低。二、橡塑电力电缆

以高分子聚合物作为绝缘的电缆称为橡胶电缆。1.橡胶绝缘型电缆橡胶绝缘型电缆是指主要由天然橡胶加不同的添加剂组成的各种橡胶绝缘层构成的电缆，电缆导体和绝缘表面均有屏蔽层。如上图1-11，电缆导体和绝缘表面均有屏蔽层，橡胶电缆的护套有聚氯乙烯、氯丁橡胶和铅护套三种。橡胶绝缘型电缆，主要用于发电厂、变电站和工厂企业内部的连接线。其突出优点是：柔性、可挠性好，特别适用于移动性的用电与供电装置。2.塑料绝缘电力电缆——优点：制造工艺简单，没有敷设落差的限制，工作温度可以提高，电缆的敷设、维护、接续比较简便，又有较好的抗化学药品性能等。故应用非常广泛。塑料绝缘型电缆有聚氯乙烯绝缘电缆（简称PVC电缆）、聚乙烯电缆（简称PE电缆）、交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆）。（1）聚氯乙烯绝缘电缆（2）用聚乙烯聚合材料作为电缆绝缘和护套的一种固体挤压聚合电缆，简称PE电缆。线芯有铝和铜两种。四等芯聚氯乙烯绝缘电缆（3）交联聚乙烯绝缘电力电缆——是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。具有PVC绝缘电缆无法比拟的优点。它的结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高。

与纸绝缘电缆相比，交联聚乙烯绝缘电力电缆优点为：1）良好的耐热性和机械性能。2）敷设安装方便，由于交联电缆是干式绝缘结构，不需敷设供油设备。3）除具有电场分布均匀外，其电气性能好，介质损耗小，绝缘电阻高。4）1-110KV电压等级范围内，交联聚乙烯绝缘电力电缆可以代替纸绝缘电缆。5）比充油电缆要求的防火措施要简便。缺点：在运行过程中易产生树枝化放电，造成绝缘老化破坏，严重影响该电缆的使用寿命。交联聚乙烯绝缘电力电缆主要内容第一节电缆线路设计基础知识第二节电力电缆的选择第三节充油电缆线路设计第四节电力电缆防雷保护一、油路分段油路分段：1、将油路分隔成若干油段2、增加供油点将油路分成若干供油段。

电缆内部暂态油压的最大值与供油段长度的平方成正比。第三节充油电缆线路设计当线路供油长度较长时，暂态油压最大值会超过允许值，此时常采用在电缆线路两端同时供油的方法，即将原来由一端供油时的供油长度分为等长两段，从而暂态油压的最大值就降低至原来的1/4。它不需任何特殊的接头，因此是最简单的方法。当电缆线路更长时：则要求在线路的适当地点安装特殊的接头，将整个油段分隔成两段以上的供油段，以降低暂态油压最大值。这种能把油路分段的特殊接头一般分：①塞止电缆接头②供油电缆接头供油电缆接头——使电缆油能从供油装置进入电缆油道而又不使电缆的油路在该接头内被隔断的一种接头。其结构要比塞止电缆接头简单，内部电场分布也比较均匀，所以比塞止电缆接头安全可靠。对于三芯自容式充油电缆而言，直线电缆接头就可作为供油接头使用，因为三芯充油电缆的油路是在金属套内的三个缆芯之间,可通过接头的外壳直接与供油装置接通。但对于单芯电缆，它的油路在导体的中心，必须经过绝缘层才能与供油装置接通，因此须采用不同于直线电缆接头的特殊供油接头。如果电缆线路受到严重外力破坏时，电缆内部的油会大量流失而使绝缘受到不利影响。这时的线路又特别长时，需要安装塞止电缆接头分隔油路，以减小受到损害的电缆长度。为了运行的方便，即当某一相的供油系统有故障（如漏油）时，不会影响其他相，最好采用每相单独用一只压力箱供油的彼此独立的供油系统。这样不仅可以比较每个供油系统压力表的指示，还能很容易发现漏油故障。二、油箱个数计算三、充油电缆供油系统油箱选择供油系统是自容式和钢管式充油电缆线路的一个重要组成部分。。。通常充油电缆的供油系统由压力箱、供油管、真空压力表，真空阀门、绝缘管等组成。对于自容式充油电缆来说，其电缆的油压是借助于与之相连接的供油设备来保持的，因此供油箱是充油电缆的供油主要设备。根据其油箱的结构和工作原理，可分为：①重力供油箱②压力供油箱（简称压力箱）③平衡供油箱（或称恒定压力箱）。1.重力供油箱利用供油箱安装高度形成的自然压力来维持充油电缆油压的供油装置称为重力供油箱。特点：供油压力与供油吞吐量的大小和环境温度无关，油压仅与油箱中的油位与该处高差有关。这种供油箱的优点是压力变化平坦、结构简单、维护方便；缺点是体积较大，需要安装在一定的高度（线路的最高处的终端）及有可利用的高建筑构架放置重力箱，才能保持电缆所需要的油压范围，需油量大，线路较短。重力箱一端供油特点如下：（1）油压稳定，压力变化比较平坦；（2）即使电缆线路有落差，重力箱供油容量也不变化；（3）对倾斜的线路供油段可延长。2.压力供油箱压力供油箱工作原理看图2-113.组合供油箱系统

供油段长度为3000~4000m的电缆线路，可将压力供油箱和重力供油箱组合使用，称为组合供油系统或称混合供油系统，是一端压力供油箱、一端重力供油箱供油。左图：用一个统一的加压储油装置以达到集中加压的目的。特别是较长的电缆线路，为了减少暂态压力，还可在电缆线路的另一端接压力供油箱。4.平衡（恒压）供油箱平衡供油箱的供油压力不是由油箱位置确定，而是用泵或气体维持其恒定的。它的优点是：不仅安装位置不受高度的限制，而且供油压力基本维持恒定，兼备了重力供油箱和压力供油箱二者的优点。不足之处：该油箱的结构和使用维护要比上述两类油箱复杂得多。当低压气体室中油压低于规定值时，高压储气罐1通过滤尘器3及减压阀4向低压气体室6供气，使压力箱的压力升高到规定值；当低压气体室中油压高于规定值时，则低压气体室中气体通过释气阀5放气，使油压降低到规定值，从而维持压力箱供油压力恒定。高压储气罐通过压缩机自动控制开关保持其压力恒定。各种类型的供油箱结构原理与压力供油箱相同，都是借助“弹性元件”的作用向电缆供油。上述三类供油箱的供油特性曲线如右图所示:6.1.4电缆线路一、电缆线路①硬管型（如钢管电缆）②软管型（如油浸纸绝缘电缆、固体挤压聚合电缆）③悬挂型（如架空电缆）其中，硬管型适用于公路或称直线的道路；软管型的路径选择比较灵活；悬挂型电缆线路（1）敷设方便（2）单位长度的电压降减少（3）同一电杆上可同时架设其他种类的电线或电话线（4）受环境影响小（5）维护和保养费用也较少（6）灵活性高，特别便于用在临时设施或建筑施工中（7）极大地减少了因线路故障引起的停电次数（8）架空电缆的电气性能要求和地下电缆完全相同。二、电缆线路的组成由电缆、电缆附件及线路构筑物三部分组成。配件有：压力箱、护层护器、交叉互联箱、压力和温度示警装置等。1.电缆附件——指电缆线路中除了电缆本体外的其他部分和设备（如端部及中间接头盒、压力箱等），起导体连接和密封保护作用。2.电缆构筑物——专供敷设电缆或安置电缆附件的电缆沟、浅槽、隧道、夹层、竖井和工作井等构筑物的泛称。同时也包括材料引入管道、电缆杆、电缆井及电缆进线室。电缆沟：封闭式不通行但盖板可开启的电缆构筑物，且布置与地坪相齐或稍有上下。浅槽：容纳电缆数量较少、不含支架且不封闭的有盖槽式构筑物，可布置齐地坪或地坪上。隧道：容纳电缆数量较多、有供安装和巡视方便的通道，且全封闭的电缆构筑物。夹层：控制室楼层下能容纳众多电缆汇接，便于安装活动的大厅式电缆构筑物。工作井：人可以安置电缆接头等附属部件或供牵拉电缆作业所需的小室或电力构筑物。三、电缆线路特点（1）电缆线路受外界气候条件和周围环境干扰的影响小。（2）电缆线路是不需要架设杆塔的送电线路。（3）电缆线路受路面建筑物的影响较小，适合在城市繁华地区敷设。（4）运行简单方便，维护工作量小，费用较低。（5）作地下敷设，不占地面走廊。（6）电缆的送电容量大，有助于提高电力系统的功率因数；具有向超高压、大容量发展等优越性，如采用低温、超导电力电缆等。（7）电缆线路不受沿线树木生长骚扰的影响。（8）电缆最大的优点是有利于提高电力系统的功率因数。虽然有上述若干优点，但也有下列一些不足之处：（1）成本高，一次性投资费用较大。（2）敷设后不易再变动，不适宜作临时性使用。（3）电缆线路的分支接头不易解决。（4）地下电力电缆寻找故障困难，必须使用专用仪器进行测量。（5）电缆发生故障后进行修复及恢复供电时间是架空线路的很多倍。（6）电缆接头的制作工艺要求较高，需要由受过专门训练的技工操作。练习题1、电缆线路的组成部件有哪些？其中，电缆附件又由哪些结构组成？电缆构筑物由哪些结构组成？第二次作业1、概括教材第一章第三节所讲的8种类型电力电缆的特点。2、简述自容式充油电缆的原理。4、电缆线路的组成部件有哪些？其中，电缆附件又由哪些结构组成？电缆构筑物由哪些结构组成？三、充油电缆

35kV以上的高压电力电缆目前主要产品是110、220、330、400、500kV电压级的自容式充油电缆。这些电缆除具有优良的绝缘性能外，还能承受很高的电场强度，具有很低的介质损耗、良好的散热性、可靠的护层防护以及配套的接头附件等。充油电缆根据充油通道不同分为自容式充油电缆(利用补充浸渍原理消除绝缘层中形成的气隙以提高工作场强的一种电缆)和钢管充油电缆两种。按油压大小分高、中、低三种。P22-23110～750kV35～110kV图-15单芯自容式充油电缆结构1—油道；2—导线；3—导电屏蔽；4—屏蔽层；5—绝缘屏蔽；6—导线屏蔽；7—内衬层；8—衬垫层；9—加强层；10—外被层图1-16三芯自容式充油电缆结构1—导线；2—导线屏蔽；2—绝缘层；4—绝缘屏蔽；5—油道；6—填料；7—铜丝编织带；8—铅套；9—内衬层；10—加强层；11—外被层充油电缆——不同于其他电缆，是利用压力箱向电缆绝缘内部补充绝缘油的方法，消除因温度变化而在纸绝缘层中形成的气隙，以提高电缆的工作电场强度。1、单芯充油电缆

自容式充油电缆工作原理——温度升高时，供油箱中的浸渍剂膨胀，胀出的油经过流道至供油箱；反之，电缆温度下降时油收缩，油箱中的油又经过油道返回绝缘层再填补空隙，这样的工作过程不仅消除了气隙，又防止电缆产生过高的压力。2、三芯充油电缆及扁电缆此电缆采用了弹性护层，无需在电缆线路上加接供油箱等补充浸渍设备。电梯专用扁电缆3、钢管电缆（图1-19）钢管电缆导线设有中心油道，绝缘层的结构与自容式充油电缆相同。绝缘层屏蔽层外扎铜带和缠绕2～3根半圆形铜丝，其作用是：电缆拖入钢管时减少阻力，并防止电缆绝缘层擦伤。钢管内充以高压的油或气体，以消除绝缘中的气隙，提高绝缘的电气性能，压力为1.4～1.5MPa。对于钢管电缆，优点：①良好的机械性能;②占用线路走廊小;③电气性能高（护层完善可靠）；④维护方便（供油设备集中）；⑤便于冷却，电缆输送容量高等。缺点：①故障扩展广、安装复杂；②不宜用于高落差线路中；③电缆安装允许半径和所需油量比自容式充油电缆大；④终端盒的结构较复杂、需要大量无缝钢管。四、管道充气电缆管道充气电缆，又称压缩气体绝缘电缆。它的结构是在内外两个圆管道之间充以一定压力的六氟化硫（SF6）气体，所充气体是绝缘层的一部分。内圆管为电缆线芯，一般用铝（或铜）管制成；外圆管既作为气体介质的压力容器，又作为电缆的外护层按线芯数目可分单芯和三芯管道充气电缆，有挠性和刚性之分。三芯管道充气电缆外护套（管道）一般用无缝钢管或铝管。

管道充气电缆的优点是：①具有与架空线相同程度的传输能力，受周围环境影响小，如盐雾、污秽、雷击等类；②由于SF6气体的相对介电参数为1，它的静容量只有充油电缆的0.1，充电电流小；作为超高压用的电缆无需电容电流补充装置，有效输电距离长；③介质损耗小，几乎可略不计；④传输容量较大。管道充气电缆不足之处是：①护套尺寸太大；②伸缩和连接头太多；③接头需在施工现场操作连接，费工，且质量不宜保证；④绝缘要求净度高，导体表面光洁度要求也高。适用场所——常用于大容量发电厂的高压引出线、封闭式电站与架空线的连接线或在避免两路架空线交叉而将一路改为地下输电时使用。五、低温及超导电缆1、低温电缆①高纯度铝或铜的电阻在低温下将大幅度降低（铅在温度为20K的液氢中，其电阻为常温下的1/500，在温度为77K的液氮中，其电阻为常温下的1/10）；②导线在液氢或液氮冷却下，其散热能力也大大提高。低温电缆应用上述两个原理，既降低了导线损耗，又增强了散热能力，因而传输容量大为增加。2、超导电缆——利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。实质——也是低温电缆，其原理是电阻率随温度下降而减小。组成——超导体、电绝缘、热绝缘。超导电缆

实用型髙温超导电缆单根的内部结构

昆明市普吉变电站观察实用型髙温超导电缆运行情况

实用型髙温超导电缆六、无损耗管道输电法

全世界上的

发电量几乎有1/5消耗在输送过程中。无损管道输电法的实质是将电能在其产地变成加速电子流的动能，强力加速器使电子加快到近光速的程度，然后将电磁聚焦的电子束驱入真空管以电磁辐射形式输送到所需要的地方。在接收电力的地方，专用减速装置制动并将电子还原为电能。七、海底电缆

海底电缆是敷设在海底及河流水下的电缆，分海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通信业务，费用昂贵，但保密程度高。1.海底电缆的用途海底电缆是用绝缘材料包裹的导线，敷设在海底，主要用于长距离通信网，用于远距离岛屿之间、跨海军事设施等场合，电力电缆比通讯电缆敷设距离短。比架空电缆昂贵。2.海底电缆种类和应用范围（1）浸渍纸包海底电缆（2）自容式充油海底电缆3.海底电力电缆的整个制造过程简介八、其他电缆简介1、架空绝缘电缆

架空绝缘电缆，是在紧压的铜、铝导体外挤制内屏蔽层和耐候型交联聚乙烯或耐候型黑色高密度聚乙烯或耐候型聚氯乙烯绝缘层和外屏蔽而制得的。具有结构简单、安全可靠、机械和电气性能优良、耐电痕、耐沿面放电。耐大气性能优良、走廊小等。P292、分支电缆——特性有：优良的供电安全可靠性，价格便宜，安装简单，优良的抗震性、气密性、防水性和耐火性，免维护等。——适用场所：广泛应用于住宅、高层办公楼、隧道、宾馆、医院、商场等配电系统，也用于主干线有分支线要求的照明系统（公路、桥梁、隧道及机场跑道）。地铁、机场、隧道、桥梁、大范围的楼群的用电和照明等迫切需要应用到分支电缆。(a)(b)图1—26FDZ预制单芯分支电缆（部分）实物图(a)单芯；(b)一分二（单芯铠装多芯分支电缆（环保型）

(a)(b)图1—267铠装多芯分支电缆（环保型）(a)YDF—×型(环保型);(b)FDZ—×型(（拧绞型）)3、同轴电缆（1）光纤复合地线—OPGW（opticalgroundwire）（1）光纤复合地线—OPGW（opticalgroundwire）目前在电力系统中主要使用OPGW（opticalgroundwire），可直接作为架空地线安装在任意跨距的电力杆塔的地线挂点上；特殊设计的OPGW光缆可直接替换原有高压线路的架空地线，不用更换原有塔头；与高压线路同步建设光缆通信系统，可节省光缆施工费用，降低通信工程造价；且具有缆径小，重量轻，不会给铁塔带来大额外荷载；运行温度可在－40～＋70℃之间。练习题1、概括8种类型电力电缆的特点。2、简述自容式充油电缆的原理。主要内容第一节电缆线路设计基础知识第二节电力电缆的选择第三节充油电缆线路设计第四节电力电缆防雷保护

正确选择电力电缆型号，对电缆投入使用确保安全运行是十分重要的。设计电路线路或选用电缆时，电缆型号和规格的选择主要从电缆绝缘种类、电缆护层种类和导体材料及截面等方面考虑。第二节电力电缆的选择一、电缆型号的选择

电缆型号的选择应首先考虑满足电力电缆敷设场合的技术要求，并在此基础上考虑线芯以铝代铜，绝缘层以橡塑代油浸纸，金属护套以铝代铅以及在外护层上发展橡塑护套或组合护套等。1、普通电缆型号的选择见6.1.1表1-2到1-82、高压电缆的选择

110kV及以上电缆有自容式充油电缆、钢管充油电缆、充气电缆及塑料绝缘电缆。目前常用的为单芯自容式充油电缆。二、按电力电缆导体截面积选用电缆1、按电缆长期允许载流量选择电缆截面2、按电缆短路时的热稳定性选择电缆截面对于长电缆线路，除了按负荷电流选择截面外，还要校核负荷电流产生的电压降是否在允许范围内，如超出允许范围，则选择高一档的截面，若电缆线路电压等级在3kV及以上，除满足负荷电流外，还需校核其短路热稳定条件。即，短路热稳定要求的最小截面Smin为：3、根据经济电流密度选择电缆截面

若知道电缆线路中最大负荷及所选导电线芯材料的经济电流密度，即可计算导线截面S为：Imax——最大负荷电流，AJn——经济电流密度，A/mm²三、按绝缘种类选用电力电缆1.一般低压线路

380V线路用电缆在一般场所多选用聚氯乙烯电缆。但聚氯乙烯电缆着火燃烧时会产生大量黑烟和氯化氢等强腐蚀性气体，故在火电厂、核电站等不宜采用，而应选择其他性能较好的电缆，如耐阻燃型电缆2.中低压电力电缆线路在6~35kV中低压电力电缆线路中，我国主要选用不滴流电缆或交联聚氯乙烯电力电缆。3.高压电力电缆

110kV及以上电压等级的电缆，可根据具体情况选用自容式充油电缆、钢管充油电缆、交联聚乙烯电缆。四、按护层种类选用电力电缆（1）明敷油纸绝缘电缆要选用裸钢带铠装（2）在易受腐蚀的环境中或在地下直埋敷设时要选用钢带外有外护套的电缆（3）在水下敷设或电缆可能受到较大拉力时要选用钢丝铠装电缆（4）有金属护套的电缆敷设在易振场所时要选用铝护套电缆（5）交联聚氯乙烯电缆敷设在水下，或者电压等级为63KV及以上时，要选用有防水金属护套的电缆，在水下敷设或受到较大拉力时也要选用钢丝铠装电缆。五、电缆附件的选择根据电缆的额定电压、结构、绝缘材料、芯数和截面积以及安装环境的不同，电缆中间接头和终端接头有多种型号。见第四章六、直埋电缆埋深要求直埋电缆敷设的埋深，是从防护电缆和兼顾经济性综合考虑的。见表2-18补充一、1.电力电缆的额定电压应≥电网的工作电压，最高工作电压应≤额定电压的1.5倍。2.电力电缆一般可选用铝芯，但在下列场所使用应选择铜芯电力电缆：（1）工矿企业用的工作备用电源电力电缆。（2）有高温、潮湿、爆炸危险和腐蚀性场所。（3）重要回路的小截面电缆。

1）交直流操作电源；

2）事故照明标志灯；

3）消防泵电源；二、电缆线芯数量选择1.单芯电缆一般用来输送直流电，单相交流电或高压电机的引出线。2.二芯电缆一般用于直流或单相交流电。3.三芯电缆用于三相交流电网中。4.四芯，五芯电缆用于三相动力回路中。当输送距离超过电缆制造长度时，可采用单芯电缆，但不得使用铠装电缆，并将三相绞敷或捆好敷设。三、电力电缆绝缘及内护层选择1.高温场所使用的电缆选用交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV或YJLY型。2.在垂直或高差较大的场所安装敷设的电力电缆选用塑料绝缘或油浸纸绝缘不滴流电力电缆VLV或ZLQD型。3.低压电力电缆一般选用聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆VV或VLV。主要内容第一节电缆线路设计基础知识第二节电力电缆的选择第三节充油电缆线路设计第四节电力电缆防雷保护一、电缆线路的损耗

运行中的电缆线路，因其电缆结构（导体、绝缘层、护套）特性，使得电缆线路产生各种损耗，这些损耗是影响电缆长期运行的允许载流量的重要因素之一。第一节电缆线路设计基础知识1、运行中的电缆导体损耗计算导体损耗，指因电缆本身的电阻，而使得导体的一小部分功率转化为热量的损耗。当已知流过电缆导体电流I和单位长度电缆导体的有效电阻R时，单位长度电缆的导体损耗WC（单位：W/m）的计算式为：

WC=I²R

（2-1）

2、电缆绝缘层的介质损耗

电缆绝缘层介质损耗——指电缆在交流电作用下，消耗于绝缘中的有功功率损耗。单位长度电缆介质损耗Wi（单位：W/m），可表示为：（2-2）（2-3）式中ω——磁通变化角频率；

f——供电频率（我国为50HZ）；

ε0——真空介电系数，一般取ε0=8.86×10-12F/m；

ε——绝缘材料的（相对）介电常数（见表2-1）；

Di、D——分别为绝缘层、导体的外径，如电缆截面为椭圆形，则为各自的长、短轴的平均值；

C——单芯电缆单位长度的电容，F/m；

U——电缆绝缘层的电压，V；

δ——介质损耗角，（°）。表2-1电缆常用绝缘材料的ε和tanδ电缆类型εtanδ油浸纸绝缘黏性浸渍、预浸渍、不滴流绝缘电缆低压力充油电缆高压力充油电缆钢管充气电缆压力电缆充气电缆丁基橡皮绝缘电缆丁丙橡皮绝缘电缆聚氯乙烯绝缘电缆聚乙烯绝缘电缆交联聚乙烯绝缘电缆-43.33.53.73.53.44.03.08.02.32.5-0.010.0040.00450.00450.00450.00450.050.040.0010.0010.0083、电缆金属护套接地损耗为了安全，电缆金属护套两端接地，与大地形成通路，将会引起回路电流损耗。即使单点接地，不会形成回路电流，也会有涡流损耗（较小，可忽略）。单位长度电缆金属护套的损耗WS（单位W/m）与单位长度电缆导体的损耗WC（单位W/m）成正比，其计算式为：（式2-4）式中λ1——电缆金属护套损耗系数，可从相关产品样本中直接查取较为简捷方便，若计算则比较复杂。

4、电缆铠装层和加强层的损耗

电缆铠装层和加强层的损耗产生的原因与电缆金属护套的损耗产生的原因相似，只要与大地形成通路，在导体电流的作用下，就有电能损耗。单位长度电缆铠装层和加强层的损耗WA（单位W/m）与单位长度电缆导体的损耗WC（单位W/m）成正比，其计算式为：（式2-5）式中λ2——电缆铠装层和加强层的损耗系数，可从相关产品样本中直接查取较为简捷方便，若计算则比较复杂。二、电力电缆长期允许载流量的近似计算

电缆的长期允许载流量：是指在电缆中通过规定电流时，在热稳定后，电缆导体温度达到长期允许工作温度时的电流量。由以下三个因素决定：（1）电缆的长期允许工作温度；（2）电缆本体散热性能；（3）电缆装置情况及其周围环境散热条件。电缆周围环境温度越高，则电缆的载流量越小，所以一条电缆线路，在夏天的允许载流量小，而在冬天的载流量可以大些。1、电缆的长期允许载流量计算

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