高压电力电缆基础知识

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总述

用于电力传输和分配的电缆，称为电力电缆。现在，电力电缆的应用越来越广泛。一般认为，电力电缆使用的普遍性，不仅反映了电力工业发展的速度和深度，而且也反映了城市建设的现代化程度。

在市区，架空线路走廊在技术上难以解决时，在狭窄街道、繁华市区高层建筑地区及市容环境有特殊要求时，在重点风景旅游地区的某些地段和对架空线严重腐蚀的特殊地段，可采用电缆线路。此外，在发电厂及其它大型厂矿、交通枢纽、电网交叉以及过江跨海等特殊场合，也常常使用电力电缆。

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电力电缆的特点

与架空送电线路相比，电缆线路的特点是：

⑴埋设在地下管道或沟道中，不需大走廊，占地小。

⑵不受气候和环境影响，输电性能稳定。

⑶维护工作量小，安全性高。

⑷可用于架空线难以通过的地段，如跨海峡输电。  

⑸输送容量受到限制。

⑹造价贵，电压越高与架空线的差价越大。

⑺发生故障时，故障排除时间长。

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电力电缆的种类

电力电缆的种类繁多，按绝缘材料、电能传输形式、结构特征、安装敷设环境条件可分为不同种类。

按绝缘材料分类：油纸绝缘型、塑料绝缘型和橡胶绝缘型。

按传输电能形式分类：可分为交流电缆和直流电缆。

按结构特征分类：统包型、分相型、钢管型、扁平型和自容型

按敷设环境条件分类：有地下直埋、地下管道、空气中、水底过河、矿井、高海拔、盐雾、大高差、多移动、潮热区等。一般环境因素对护层的结构影响较大。

其它：按电压等级可分为高压电缆和低压电缆；按芯数可分为单芯电缆和多芯电缆等。

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电力电缆的结构

导体

导体是用来传导电流的。导体种类繁多，按材料分，有铜芯和铝芯两种；按缆芯的数目分，有单芯、双芯、三芯和四芯4种；按导体的形状分，有圆形、椭圆形和扇形3种；按电缆导体的填充系数大小分，有紧压和非紧压2种。

输配电线路 公众号 编制

绝缘层

绝缘层是用来保证导体之间、导体与外界的绝缘，使电流沿导体传输。绝缘层包括分相绝缘和统包绝缘，统包绝缘在分相绝缘之外。绝缘层所用材料有油锓纸、橡皮、聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯等。

保护层

电力电缆的保护层分内护层和外护层两部分。内护层主要是保护电缆统包绝缘不受潮湿和防止电缆浸渍剂外流以及轻度机械损伤；所用材料有铅包、铝包、橡套、聚氯乙烯套和聚乙烯套等。外护层是用来保护内护层的，防止内护层受机械损伤或化学腐蚀等，包括铠装层和外被层两部分。所用材料，一般铠装层为钢带或钢丝，外被层为纤维绕包、聚绿乙烯护套和聚乙烯护套。

陆地电缆结构

图中：

1 ——   导体

2 ——   半导电性包带

3 ——   挤包半导体屏蔽层

4 ——   绝缘层

5 ——   挤包绝缘屏蔽层

6 ——   半导电性防水层

7 ——   皱纹铝护套

8 ——   外护套层

9 ——   电缆标称重量

海底电缆结构

图中：

1 ——   导体

2 ——   半导电性包带

3 ——   挤包半导体屏蔽层

4 ——   绝缘层

5 ——   挤包绝缘屏蔽层

6 ——   半导电性防水层

7 ——   护套：铅合金 E

8 ——   防蚀层(中密度PE)

9 ——   单芯外径

10 ——   成缆线芯

11 ——   扎带

12 ——   防蛀层

13 ——   铠装衬垫

14 ——   铠装钢丝

15 ——   外护套

16 ——   电缆标称重量

        在空气中

        在水中

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电力电缆的结构

在电力系统中，*常用的电缆有两大类，即电力电缆和控制电缆。电力电缆是用来输送和分配电能，和控制电缆是用于连接测量和控制二次回路。                     

表 电缆型号中字母含义及排列次序

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电力电缆的种类

在电力系统中，*常用的电缆有两大类，即电力电缆和控制电缆。电力电缆是用来输送和分配电能，和控制电缆是用于连接测量和控制二次回路。                     

表 电缆型号中字母含义及排列次序

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电缆附件的介绍

电缆线路中，除了电缆本身以外的其他各种部件，统称为“电缆附件”。

电缆附件主要包括电缆终端头和中间接头、供油装置、护层保护器和信号装置等。

电缆终端头和中间接头

电缆终端头和中间接头是电缆路中的重要附件。终端头是电缆与其他电气设备（如加空线、变压器、断路器等）相连接的部件。它的结构型式依据电缆的型式、电压等级以及用途的不同而有差异。终端头的主要组成部分是内绝缘、外绝缘（瓷套管）、密封结构、出线杆与屏蔽罩等。

终端头的型式一般可分为户外式、户内式和封闭式3种。

电缆终端头和中间接头，一般说来，是整个电缆线路的薄弱环节。确保电缆接头的质量，对电缆线路的安全运意义很大。

供油装置（充油电缆）

充油电缆借助于供油装置的油压来消除由于温度变化而可能形成的气隙，从而使油纸绝缘的工作电场强度有很大提高。自容式充油电缆的供油装置主要是供油箱。供油箱有重力供油箱和压力供油箱两种。

护层保护器

护层过电压保护器的主要元件是非线性电阻阀片（如氧化锌阀片），在正常工作条件下，阀片呈现较高的电阻，而当出现过电压时，它又呈现较小的电阻，使过电压电流通过它流入大地，从而使护层得到保护。护层保护器按其构造分单相式与三相式两种。

信号装置

在电缆线路上，尤其是在110KV及以上的高压电缆线路上，为了对电缆的运行状态进行自动监视，应根据不同线路的要求，装设必要的指示仪表、传感元件、继电器以及控制电缆等信号装置。常用的有以下几种：

⑴油压信号装置

⑵护层绝缘监视装置

⑶温度信号装置

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路径选择与电缆选型

7.1 电缆线路选择需考虑电缆安装方式、电缆的类型和路径的道路结构

电缆的类型

电缆的类型可归纳为硬管型（如钢管电缆）、软管型（如油浸纸绝缘电缆、固体挤压聚合电缆）及悬挂型（如架空电缆）三类。由于电缆钢性的差异，对路径有不同的要求。

道路结构与路径

电缆线路的路径选择常决定于道路的结构，如路面和路基的种类。此外城市中的各种地下管线较多，如水管、煤气管、电话电缆等，要考虑彼此间的相互关系。

7.2电缆选型

导体材料和截面的选择

110kV及以上电压等级的电力电缆，励磁回路、高温或易爆场所以及发电厂厂用电回路的电力电缆，要求采用铜导体。其他场合所用电缆视具体情况选用铝或铜导体。

1、为使电缆在运行时，导体的温度不超过允许工作温度和短路温度，要求根据电缆线路的负荷电流和短路电流在电缆的标称截面系列中选择合适的截面。

2、对输电电缆线路，主要按负荷电流和电缆导体的长期允许温度选择截面。

3、对长电缆线路，除了按负荷电流选择截面外，还要校核该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。

4、在发电厂内使用的电缆，负荷电流不大时，其截面大小将取决于短路容量。

绝缘种类的选择

1、380V线路用电缆：在一般场所多选用聚氯乙烯电缆。

2、10～35kV电缆：在中国大多选用不滴流电缆或交联聚乙烯电缆，适宜在矿井、水下、核电站内使用。其缺点是价格贵和介质损耗因数较大。

3、对110kV及以上线路，可根据具体情况选用自容式充油电缆或交联聚乙烯电缆。

护层种类的选择

1、对明敷的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护套的电缆；

3、在水下敷设或电缆受到较大拉力时要选用钢丝铠装电缆；

4、有金属套的电缆敷设在易受振动的场所时要选用铝套电缆；

5、交联聚乙烯电缆敷设在水下，或者电压等级在63kV及以上时，要选用有防水金属套的电缆；在水下敷设或受到较大拉力时也要选用钢丝铠装电缆，在其它场合不一定都要求铠装。

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电缆的敷设

电缆敷设的方式有直接埋在地下、安装在电缆沟内、安装在地下隧道内、安装在建筑物内部、安装在桥梁构架上、敷设在排管内、敷设在水底等。   

直埋电缆

将电缆直接埋在地下，是*经济也是采用*多的敷设方式，适用于郊区和车辆通行不太频繁的地方。

安装于电缆沟、电缆隧道和建筑物内

电缆沟一般由砖彻成，或由混凝土浇灌成，置于地面之下，沟的顶部与地面齐平的地方，可采用钢筋混凝土盖板等盖住。电缆在沟里可以放在沟底或同支架承托。为保持沟内干燥，应采取防止地下水流入沟内的措施。

电缆隧道一般是同钢筋混凝土筑成的地道，内部装有电缆支架，可以架设很多电缆。隧道的壁厚应能承受各种情况下的机械应力，隧道内应有照明及防止积水的措施。

在电缆隧道和沟内，应装有贯穿全长度的连续的接地红，接线的两端和接地极连通。

电缆水平装置于建筑物上时，应加支撑。垂直装置时应予以固定。

电缆穿过主墙，引入房屋或隧道等，应将其放在导管里，并做好防止地下水渗入屋内或隧道内的措施。

安装在桥梁构架上

在土质具有较强腐蚀性的地方敷设电缆而又无防腐等级较高的电缆时，可采取在地面上建造电缆构架等方法敷设。若电缆条数较多而采用电缆栈桥时，可将电缆敷设于栈桥的支架上。这种露天敷设的电缆应尽量避免太阳直接照射，必要时可加装遮阳罩，以减少

太阳的照射发热而影响电缆的载流能力，也可避免电缆护层的加速老化。

架设于桥梁上的电缆，发经常受到震动，应加垫弹性材料制成的衬垫。架设于木桥的电缆应穿在铁管中。

敷设在排管内

排管是将预先制好的管子按需要的孔数排成一定的型式，用水泥浇成的整体。管子应使用对电缆金属护套不起化学作用的材料制成，为了在敷设时不损伤电缆护套，要求管子内壁光滑。此外，敷设在排管里的电缆，一般采用加强铅包，以便在检查和敷设时，放入后拔出电缆时的拉力不超过电缆的允许应力。

敷设于水底

根据各种不同的条件，水底电缆可采取深埋式或沿河底敷设两种方式。深埋对电缆外护层的防腐和减少外力损坏都有很大的好处，埋入泥中电缆的护层比外露在河床上的记层使用寿命长得多。

水底电缆在河滩部分位于枯水位以下部分由潜水员冲沟埋深，并盖瓦形混凝土板保护。水底电缆上岸后，在陆上需装适当的锚定装置。水底电缆线路的两岸，应设立标志。

敷设方式的比较

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电缆的连接与试验

终端头的安装

电缆终端头的安装制作工作，通常包括以下几个步骤：

a、准备工作（材料验收检查、接头工器具准备、搭脚手架、终端头预组装，并检验其密封性能）；

b、剖塑料护套，锯钢带；

c、弯电缆芯，剖铅（铝）包；

d、套进尾管法兰，切绝缘纸，压接导电杆；

e、绕包应力锥及装配环氧锥，完成接地屏蔽；

f、吊装套管及组装固定，扳紧上、下法兰螺丝；

g、封铅、抽真空、进油，或灌电缆油、电缆胶；

h、收尾工作（装接地线、刷相色漆、挂铭牌、复核相位、拆除脚手架、清理现场、搭尾线等）。

电缆试验

电缆线路施工完毕，须经试验合格后方可办理交接验收手续投入运行。电力电缆的试验项目如下：

a、校潮试验；

b、电缆油样试验；

c、直流耐压试验与泄漏电流的测量；

d、正序、零序阻抗及电阻、电容的测量；

e、充油电缆线路的其他试验（油流检查试验、电缆油的含气量试验、护层绝缘电阻测量）。