电力电缆线路 (2).ppt

电力电缆线路,一、电力电缆线路特点 二、电力电缆基本结构和种类 三、电力电缆载流能力 四、电力电缆运行 五、电力电缆线路常见故障及其处理 六、复习题,一、电力电缆线路特点,电力电缆（通常情况下）是一种地下敷设的送电线路，在应用中具有以下特点： 1 电缆线路优点 2 区别于架空线路的缺点,1 电缆线路优点,（1）不占用地上空间 地下敷设电缆不占用地上空间，一般不受地上建筑物的影响。 （2）供电可靠性高 直埋电缆及沟、隧道敷设电缆，不受雷电、风害、鸟害、挂冰、人为故障等外界因素的影响，供电可靠性高。 （3）电击可能性小 电缆线路敷设于地下，无论发生何种故，由于带电部分在接地屏蔽部分内，只会造成跳闸，不会伤害人畜，比较安全。,1 电缆线路优点,(4）分布电容较大 电缆的结构相当于一个电容器，无功输出非常大。 (5）维护工作量少 电缆线路在地下，一般情况（充油电缆线路除外）只需定期进行路面观察防止外损及 23 年做一次预防性试验即可。,2.区别于架空线路的缺点,（1）投资费用大 同样的导线截面积，电缆的输送容量比架空线路小。但其综合投资费用为相同输送容量架空线路的几倍。,2.区别于架空线路的缺点,（2）引出分支线路比较困难 电缆线路如需分支供电，则需增添一定的设备才能达到分支的目的，如分支箱或 T 型接头等。,2.区别于架空线路的缺点,（3）故障测寻比较困难 电缆线路在地下，故障点无法看到，必须使用专用仪器进行测量。,2.区别于架空线路的缺点,（4）电缆头制作工艺要求高 为保证电缆线路的绝缘强度和密封保护的要求，电缆头制作工艺要求较高，费用高。,二、电力电缆基本结构和种类,电力电缆是指外包绝缘的绞合导线，有的还包有金属外皮并加以接地。 因为是三相交流输电，必须保证三相送电导体相互间及对地的绝缘，须有绝缘层。 为了保护绝缘和防止高电场对外产生辐射干扰通信等，又必须有金属护层。 为防止外力损坏还必须有铠装和护套等。,二、电力电缆基本结构和种类,1 电力电缆基本结构 2 常用电力电缆种类及适用范围 3 电力电缆型号,1 电力电缆基本结构,电力电缆的基本结构由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。 （1）线芯 线芯是电缆的导电部分，用来输送电能，是电缆的主要部分。目前电力电缆的线芯都采用铜和铝，铜比铝导电性能好、机械性能高，但铜比铝价高。 线芯按数目可分为单芯、双芯、三芯、四芯和五芯。按截面形状又可分为圆形、半圆形和扇形。,1 电力电缆基本结构,（1）线芯 电缆的截面采用规范化的方式进行定型生产，我国目前的规格是： 10kV35kV 电缆的导电部分截面为：16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800mm2 15种规格。目前16400mm2 之间的 12 种是常用的规格。 110kV 及以上电缆的截面规格为：100、240、 400、600、700、845 、920mm2 7 种规格，现在已有 1000mm2及以上规格。,1 电力电缆基本结构,（2）绝缘层 绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电缆结构中不可缺少的组成部分。 绝缘层材料要求选用耐压强度高、介质损耗低、耐电晕性能好、化学性能稳定、耐低温、耐热性能好、机械加工性能好、使用寿命长、价格便宜的材料。,1 电力电缆基本结构,（3）屏蔽层 10kV 及以上的电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。 导体屏蔽层的作用是消除导体表面的不光滑（多股导线绞合产生的尖端）所引起导体表面电场强度的增加，使绝缘层和电缆导体有较好的接触。同样，为了使绝缘层和金属护套有较好接触，一般在绝缘层外表面均包有外屏蔽层。,1.导电线芯 2、导体屏蔽层 3、交联聚乙烯绝缘层 4、绝缘屏蔽层 5、纵向阻水缓冲层 6、皱纹铝护套 7、聚乙烯护层及半导电涂层,1 电力电缆基本结构,（3）屏蔽层 油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导电纸带。 塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别为半导电塑料和半导电橡皮。 对于无金属护套的塑料、橡胶电缆，在绝缘屏蔽外还包有屏蔽铜带或铜丝。,1 电力电缆基本结构,（4）保护层 保护层的作用是保护电缆免受外界杂质和水分的侵人，以及防止外力直接损坏电缆。保护层材料的密封性和防腐性必须良好，并且有一定机械强度。,1.导电线芯 2、导体屏蔽层 3、交联聚乙烯绝缘层 4、绝缘屏蔽层 5、纵向阻水缓冲层 6、皱纹铝护套 7、聚乙烯护层及半导电涂层,2.常用电力电缆种类及适用范围,按结构和绝缘材料种类进行如下分类: （1）不滴漏油浸纸带绝缘型电缆 该电缆三线芯的电场在同一屏蔽内，这种结构的电缆只能用在 10kV 及以下的电压等级。其基本结构如图 4-19 所示。,2.常用电力电缆种类及适用范围,（2）不滴漏油浸纸绝缘分相型电缆 该电缆结构上使内部电场分布均匀和气隙减少，绝缘性能比带绝缘型结构好，因此适用于 2035kV电压等级，个别可使用在 66kV 电压等级上。其基本结构如图 4-20 所示。,2.常用电力电缆种类及适用范围,（3）橡塑电缆： 1）交联聚乙烯绝缘电缆、 2）聚氯乙烯绝缘电缆、 3）橡胶绝缘电缆,2.常用电力电缆种类及适用范围,1）交联聚乙烯绝缘电缆。 该电缆容许温升高，允许载流量较大，耐热性能好，适宜于高落差和垂直敷设，介电性能优良；但抗电晕、游离放电性能差。接头工艺虽较严格，但对技工工艺技术水平要求不高，因此便于推广，是一种比较理想的电缆。基本结构如图 4-21 所示。,2.常用电力电缆种类及适用范围,2）聚氯乙烯绝缘电缆。 该电缆化学稳定性高，安装工艺简单，材料来源充足，能适应高落差敷设，敷设维护简单方便。但因其绝缘强度低、耐热性能差、介质损耗大，并且在燃烧时会释放氯气，对人体有害和对设备有严重的腐蚀作用，所以一般只在10kV 及以下电压等级中应用。其基本结构如图 4-22 所示。,2.常用电力电缆种类及适用范围,3）橡胶绝缘电缆。 该电缆柔软性好，易弯曲，有较好的耐寒性能、电气性能、机械性能和化学稳定性，对气体、潮气、水的渗透性较好。但耐电晕、臭氧、热、油的性能较差。因此一般只用在138kV以下的电力电缆线路中。由于其良好抗水性，因此适宜作海底电缆，由于其很好的柔软特性，因此更适宜在矿井和船舶上敷设使用。其基本结构如图 4-23 所示。,3 电力电缆型号,（1）型号 我国电缆产品的型号由几个大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。 用字母表示电缆的类别、绝缘材料、导体材料、内护层材料、特征，。我国电缆产品型号中字母含义见表 4-16 。,3 电力电缆型号,（1）型号 用数字表示恺装层和外被层类型外护层代号数字的含义见表 4-17 。,3 电力电缆型号,（2）电缆型号规范表示法 一般一条电缆的规格除标明型号外，还应说明电缆的芯数、截面、工作电压和长度，如 ZQ223×70-10-300 表示铜芯、纸绝缘、铅包、双钢带恺装、聚氯乙烯外护套，3 芯、截面70mm2，电压为10kV，长度为300m的电力电缆。又如 YJLV223×150-10-400 表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、双钢带恺装、聚氯乙烯外护套,3芯、截面150mm2,电压为10kV,长度为 400m 的电力电缆。,三、电力电缆载流能力,电缆载流量 是指某种电缆在输送电能时允许传送的最大电流值。 电缆导体中流过电流时会发热，绝缘层中会产生介质损耗，护层中有涡流等损耗。因此运行中的电缆是一个发热体。 如果在某一状态下发热量等于散热量时，电缆导体就有一个稳定温度。刚好使导线的稳定温度达到电缆最高允许温度时的载流量，称为允许载流量或安全载流量。,三、电力电缆载流能力,在实际运用中的载流量有三类： 一是长期工作条件下的允许载流量，二是短时间允许通过的电流，三是短路时允许通过的电流。 1 电缆长期允许载流量 2 电缆允许短路电流,1.电缆长期允许载流量,当电缆导体温度等于电缆最高长期工作温度，而电缆中的发热与散热达到平衡时的负载电流，称为电缆长期允许载流量。 表 4-8 及表 4-19 分别给出了部分电缆长期允许载流量。,1.电缆长期允许载流量,1.电缆长期允许载流量,1.电缆长期允许载流量,当环境温度变化时，电缆埋设环境温度不一样，允许载流量也不同，应乘以校正系数。电缆载流量的校正系数见表 4 一 20 。,1.电缆长期允许载流量,对不同截面电缆，当埋于地下的土壤热阻系数不同时的载流量校正系数见表 4-21 。,1.电缆长期允许载流量,当电缆直接埋地多根并列敷设时的载流量校正系数见表 4-22 。,1.电缆长期允许载流量,电缆导体的长期允许工作温度不应超过表 4-23 所规定的值。,2.电缆允许短路电流,电缆线路如发生短路故障，电缆导体中通过的电流可能达到其长期允许载流量的几倍或几十倍。 但短路时间很短，一般只有几秒钟或更短时间。由短路电流所产生的损耗热量使导体发热、温度升高，由于时间短暂，绝缘层温度升高很少。,2.电缆允许短路电流,规定当系统短路时，电缆导体的最高允许温度不宜超过下列规定。,（1）电缆线路中无中间接头时,2.电缆允许短路电流,（2）电缆线路中有中间接头时 锡焊接头 120 ； 压接接头 150 ； 电焊或气焊接头与无接头时相同。,四、电力电缆运行,1 电力电缆投入运行 2 电力电缆线路巡视检查 3 电力电缆试验,1 电力电缆投入运行,1）新装电缆线路，须经过验收检查合格，并办理验收手续方可投人运行。 2）停电超过一个星期但不满一个月的电缆，重新投人运行前，应摇测其绝缘电阻值，与上次试验记录比较（换算到同一温度下）不得降低 30% ，否则须做直流耐压试验。,1 电力电缆投入运行,3）停电超过一个月但不满一年的，则必须作直流耐压试验，试验电压可为预防性试验电压的一半。停电时间超过试验周期的，必须做标准预防性试验。 4）重做终端头、中间头和新做中间头的电缆，必须核对相位，摇测绝缘电阻，并做耐压试验，全部合格后，才允许恢复运行。,2.电力电缆线路巡视检查,电力电缆线路投人运行后，经常性的巡视检查是及时发现隐患、组织维修和避免引发事故的有效措施。 （1）日常巡视检查的周期 有人值班的变（配）电所，每班应检查一次，无人值班的，每周至少检查一次。遇有特殊情况，则根据需要作特殊巡视。,2.电力电缆线路巡视检查,（2）日常巡视检查内容 1）观察电缆线路的电流表，看实际电流是否超出了电缆线路的额定载流量。 2）电缆终端头的连接点有无过热变色。 3）油浸纸绝缘电力电缆及终端头有无渗、漏油现象。 4）并联使用的电缆有无因负荷分配不均匀而导致某根电缆过热。 5）有无打火、放电声响及异常气味。 6）终端头接地线有无异常。,2.电力电缆线路巡视检查,（3）定期检查周期 1）敷设在土壤、隧道以及沿桥梁架设的电缆，发电厂、变电所的电缆沟，电缆井电缆架及电缆段等的巡查，每三个月至少一次； 2）敷设在竖井内的电缆，每半年至少一次； 3）电缆终端头，根据现场运行情况每 13 年停电检查一次；室外终端头每月巡视一次，每年二月及十一月进行停电清扫检查。 4）对挖掘暴露的电缆，酌请加强巡视； 5）雨后，对可能被雨水冲刷的地段，应进行特殊巡视检查。,2.电力电缆线路巡视检查,（4）定期检查内容 1）直埋电缆线路。 线路标桩是否完整无缺；路径附近地面有无挖掘；沿路径地面上有无堆放重物、建筑材料及临时建筑，有无腐蚀性物质；室外露出地面电缆的保护设施有无移位、锈蚀，其固定是否可靠；电缆进人建筑物处有无漏水现象。,2.电力电缆线路巡视检查,（4）定期检查内容 2）敷设在沟道、隧道及混凝土管中的电缆线路。沟道的盖板是否完整无缺；人孔及手孔井内积水坑有无积水，墙壁有无裂缝或渗漏水、井盖是否完好；沟内支架是否牢固，有无锈蚀；沟道、隧道中是否有积水或杂物；在管口和挂勾处的电缆铅包有无损坏，衬铅是否失落；电缆沟进出建筑物处有无渗漏水现象；电缆外皮及恺装有无锈蚀、腐蚀、鼠咬现象。,2.电力电缆线路巡视检查,（4）定期检查内容 3）室外电缆终端头。终端头的绝缘套管应完整、清洁、无闪络放电痕迹，附近无鸟巢；联接点接触应良好，无发热现象；绝缘胶有无塌陷、软化和积水；终端头是否漏油、铅包及封铅处有无电裂；芯线、引线的相间及对地距离是否符合规定，接地线是否完好；相位颜色是否明显，是否与电力系统的相位相符。,3 电力电缆试验,1）新电缆敷设前应做交接试验；安装竣工后和投入运行前也应做交接试验。 2）接于电力系统的主进电缆及重要电缆每年应进行一次预防性试验；其他电缆，一般每 13 年试验一次。预防性试验宜在春、秋季土壤中水分饱和时进行。 3）新敷设的带有中间接头的电缆线路，在投人运行 3 个月后，应进行预防性试验，以后按试验周期进行。,五、电力电缆线路常见故障及其处理,1 电力电缆线路常见故障 2 电力电缆线路故障原因及对策,1 电力电缆线路常见故障,（1）短路性故障 有两相短路和三相短路，多为制造过程中留下的隐患造成。 （2）接地性故障 电缆某一芯或数芯对地击穿，绝缘电阻低于 10k称为低阻接地，高于 10k称为高阻接地。主要由于电缆腐蚀、铅皮裂纹、绝缘干枯、接头工艺和材料等造成。,1 电力电缆线路常见故障,(3）断线性故障 电缆某一芯或数芯全断或不完全断。电缆受机械损伤、地形变化的影响或发生过短路，都能造成断线情况。 (4）混合性故障 上述两种以上的故障。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（1）外力损伤 故障原因：在电缆的保管、运输、敷设和运行过程中都可能遭受外力损伤，特别是已运行的直埋电缆，在其他工程的地面施工中易遭损伤。这类事故往往占电缆事故的 50 。 处理对策：为避免这类事故，除加强电缆保管、运输、敷设等各环节的工作质量外，更重要的是严格执行动土制度。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（2）保护层腐蚀 故障原因：地下杂散电流的电化腐蚀或非中性土壤的化学腐蚀使保护层失效，失去对绝缘的保护作用。 解决办法：在杂散电流密集区安装排流设备；当电缆线路上的局部土壤含有损害电缆铅包的化学物质时，应将这段电缆装于管内，并用中性土壤作电缆的衬垫及覆盖，还要在电缆上涂以沥青。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（3）铅包疲劳、龟裂、胀裂 造成此原因：是该电缆品质不良。 解决方法：通过加强敷设前对电缆的检查；如电缆安装质量或环境条件很差，安装时局部电缆受到多次弯曲，弯曲半径过小，终端头、中间头发热导致附近电缆段过热，周围电缆密集不易散热等，这要通过抓好施工质量得以解决。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（4）过电压、过负荷运行 造成此原因：电缆电压选择不当、在运行中突然有高压窜人或长期超负荷，都可能使电缆绝缘强度遭破坏，将电缆击穿。 解决方法：这需通过加强巡视检查、改善运行条件来及时解决。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（5）户外终端头浸水爆炸 造成此原因：因施工不良，绝缘胶未灌满，致终端头浸水，最终发生爆炸。 解决方法：要严格执行施工工艺规程，认真验收；加强检查和及时维修。对已爆炸的终端头要截去重做。,2 电力电缆线路故障原因及对策,（6）户内终端头漏油 终端头漏油，破坏了密封结构，使电缆端部浸渍剂流失干枯，热阻增加，绝缘加速老化，易吸收潮气，造成热击穿。 发现终端头渗漏油时应加强巡视，严重时应停电重做。,六、复习题,一、选择题 1电缆的绝缘屏蔽层一般采用（ ）。 A 金属化纸带 B 半导电纸带 C 绝缘纸带 D 金属化纸带、半导电纸带或绝缘纸带 答案： B,一、选择题,2. 以下耐热性能最好的电缆是（ ）。 A 聚乙烯绝缘电缆 B 聚氯乙烯绝缘电缆 C 交联聚乙烯绝缘电缆 D 橡胶绝缘电缆 答案：C,一、选择题,3高压电力电缆中，橡胶绝缘电缆具有（ ）的优点。 A 耐电晕 · B 柔软性好 C 耐热性好 D 耐腐蚀性好 答案： B,一、选择题,4当电缆导体温度等于电缆长期工作允许最高温度，而电缆中的发热与散热达到平衡时的负载电流称为（ ）。 A 电缆长期允许载流量 B 短时间允许载流量 C 短路允许最大电流 D 空载允许载流量 答案： A,一、选择题,5电力电缆停电超过一个星期但不满一个月时，重新投人运行前应摇测其绝缘电阻值，与上次试验记录比较不得降低（ ) ，否则须做直流耐压试验。 A . 10 % B . 20 % C . 30 % D . 40 % 答案： C,一、选择题,6敷设在竖井内的电缆，每（ ）至少应进行一次 定期检查。 A 一个月 B 三个月 C 半年 D 一年 答案： C,一、选择题,7在电缆故障原因中，所占比例最大的是（ ）。 A 外力损伤 B 保护层腐蚀 C 过电压运行 D 终端头浸水 答案： A,一、选择题,8.电缆型号 zQ22一3 x70一10一300 表示的电缆为（ ）电缆。 A.铝芯、纸绝缘、铅包、双钢带铠装、聚氯乙烯护套、3芯、截面 70mm ，、l0kv B.铜芯、纸绝缘、铅包、双钢带铠装、聚氛乙烯外护套、3芯、截面 70mm2 ，、10kV C.铝芯、纸绝缘、铝包、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、3芯、截面 70mm2 、 l0kA D.铜芯、纸绝缘、铅包、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、 3 芯、截面 70mm ，、10 答案：B,二、判断题,1电力电缆的特点是易于查找故障、价格低、线路易分支、利于安全。（ ) × 2电力电缆中，绝缘层将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离。（ ） 3刚好使导线的稳定温度达到电缆最高允许温度时的载流量，称为允许载流量或安全载流量。（ ） ,二、判断题,4对无人值班的变（配）电所，电力电缆线路每周至少进行一次巡视。（ ) 5新敷设的带有中间接头的电缆线路，在投人运行 1 年后，应进行预防性试验。（ ) ×,三、多项选择题,1高压电力电缆的基本结构分为（ ）。 A 线芯（导体） B 绝缘层 C 屏蔽层 D 保护层 答案： A B C D,三、多项选择题,2.电力电缆线路常见故障类型有（ ）几种。 A 接地故障 B 短路故障 C 断线故障 D 混合性故障 答案： A B C D,四、简答题,1、电力电缆与架空电力线路比较有哪些优缺点？ 2、电力电缆的基本结构有什么组成？ 3、电力电缆的日常巡视检查及定期检查内容各有哪些？ 4、电力电缆常见故障有哪些？,结束,