电力电缆的基础知识_secret

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1、电力电缆的基础知识电力电缆的分类一.按绝缘材料的不同可分为（常用）：1、油浸纸绝缘电缆（PILC）2、交联聚乙烯电缆（XLPE）3、聚乙烯电缆（PE）4、聚氯乙烯电缆（PVC）5、橡胶电缆（EPR）二.按电压等级来分：可分为低、中压电力电缆（35kV及以下），高压电力电缆（110kV、220kV）和超高压电力电缆（500kV）。电力电缆的结构有五种典型结构，其结构示意图如图1所示：图1-a.单芯电缆I图1-b、单芯电缆II图1-c三芯电缆I图1-d三芯电缆II图1-e三芯电缆III电缆结构示意图图1中，导体芯线和绝缘层是必须的电

2、缆组成部分，导体芯线的材料通常为铜芯和多股铝芯，绝缘材料如上所述有四大类。图1-a所示的单芯电缆是油浸纸绝缘介质电缆的典型结构，金属屏蔽层为铅包，外护层由钢带和塑料材料等组成；图1-b中所示的单芯电缆，通常是塑料交联聚乙烯（XLPE）绝缘介质电缆的典型结构，比图1-a中的结构多了内外半导电层和石墨层，而金属屏蔽层一般为铜带，金属护套可能是钢带（丝）、铝、铜或不锈钢等材质；图1-c所示的三芯电缆是油浸纸绝缘介质电缆的典型结构，与图1-a所示的单芯电缆结构基本相同；9图1-d所示的三芯电缆，多为塑料聚乙烯（PVC）绝缘介质和橡皮绝缘

3、介质电缆，一般为6kV以下低等级电缆典型结构，这样的结构也有四芯电缆情况。图1-e所示的三芯电缆，多为XLPE绝缘介质电缆的结构与图1-a所示的单芯电缆基本相同。分析五种电缆的典型构造，归总进来，电缆主要由五部分组成：导体芯线、绝缘层、半导电层、金属屏蔽层、外护套层。电力电缆故障的基本知识电力电缆故障分类由于电力电缆的种类较多，结构组成不尽一致，加上人们的工作属性和人们的目的要求不同等原因，使得电缆故障的分类方法较多，这里归纳以下几种情况：一.按电缆的组成材料分类（物理特性）分析电力电缆的结构组成，我们可以得出电缆主要由两大部分

4、组成：金属导体：如导体芯线、金属屏蔽层、金属外护套等；绝缘体：如主绝缘层（油浸纸、聚氯乙烯（XLPE）、聚乙烯（PVC）、橡胶（PE））；非金属外护层（PE、PVC），因此电缆故障也分为两大类：1、导体故障（开路故障）：顾名思义，导体故障是电缆中的金属导体所出现的故障，这里主要指芯线导体（如铜线、铝线）和金属屏蔽层（如铅包、铜带）故障。以导体芯线为例，如图2所示：图2在图2中，电缆芯线的正常电阻值应为：RAA′=L/S（Ω）=RO式中L为电缆长度，S为芯线截面面积，为导体电阻率，因此当电缆成型后，其电阻值RO是一个定值（一般为毫

5、欧级）。所以，只有当RAA′＞＞RO才认为导体有问题，在实际中有两种情况，即两种类型故障：1.1断线故障：即RAA′=∞，也就是说电缆的芯线或金属屏蔽层在某一处或多处断开，如实际中，电缆被人为挖断、电缆被烧断、在电缆接头处，电缆芯线或电缆的两边屏蔽层根本没有连接上、XLPE电缆在生产过程中屏蔽层不连续等。1.2似断非断故障：即RAA′＜＜RO≠∞，如电缆的芯线或金属屏蔽层某处似连非连、接头部分芯线或屏蔽线处理不好等。这种故障一般人们不易发现，但实际中是确实存在的。对于以上两种情况的导体故障我们统称为开路故障。因此，开路故障的确切

6、定义为：电缆的导体损伤导致导体断开或似断非断的情况。导体包括电缆的芯线和金属屏蔽层。断线故障是开路故障的一个特例。2、绝缘故障9电缆中的绝缘层，不管是主绝缘层还是外护套绝缘层(主要对110kV及以上等级电缆)，它和导体芯线一样，是电缆必不可少的重要组成部分，但相比之下要比导体材料脆弱的多。因此，在实际中，电缆的绝大多数故障都是由绝缘层不好引起的。电力电缆绝缘层损伤一般会出现两种故障：泄漏性故障和闪络性故障。等效电路如图3所示：图32.1泄漏性故障在物理上，绝缘材料也叫电介质，分析电介质主要考虑它的三个特性：电介质的电导（漏导）特

7、性、电介质的击穿特性和电介质的损耗特性。这里主要考虑前两个特性。电介质的电导：理论上，绝缘材料即电介质是不导电的,其等效电阻为∞，即当给电介质两端施加直流电压，不管是电压多高，电介质中没有电流流过，根据欧姆定律知：Ig=U/RJ=0。但实际上，电介质是存在电阻的，流过电介质的电流（泄漏电流用Ig表示）一般与外加电压成正比关系。具体到电力电缆，其几何尺寸和电介质的电阻系数是一定的，所以，在额定电压下的泄漏电流Ig应该不大于某一确定的值Igm。但如果电介质的电导特性变坏即RJ变小，泄漏电流Ig变大，说明电介质存在故障。对电缆来说，这

8、种电缆的绝缘层电导特性变坏的故障我们称之为泄漏性故障。2.2闪络性故障电介质的击穿：所有的电介质都不例外，当给电介质上施加电压后，电介质中会流过微小的泄漏电流Ig，其值随所施电压的增大基本线性增大，而当所施电压超过某一数值Us时，泄漏电流Ig突然增大，电介质完全