电力电缆ppt

g ）加热电缆 主要指生活取暖、植物栽培、管道保温等用电线电缆 h ）特种电线电缆 主要指耐高温、防火、核电站等用电线电缆 绕组线（电磁线） 具有绝缘层的导电金属电线，用以绕制电工产品的线圈或 绕组。其作用是通过电流产生磁场，或切割磁力线产生感 应电流，实现电能和磁能的相互转换。 a）漆包线 绝缘层是漆膜 b）绕包线 用天然丝、涤纶丝、玻璃丝、绝缘纸或合成树脂薄膜等紧密 绕包在导电线芯上。绝缘层较漆包线厚，电性能较高，能较 好承受过电压及过载负荷，一般应用于大中型电工产品中。 通信电缆和通信光缆
带绝缘作用： 线电压＝ 3 相电压，每相绝 缘厚度为所需厚度的一半。此 时每一线芯对金属护套的厚度 只能承受跟 3 / 2 ＝0.866倍相 电压，因而必须增加线芯对护 套的绝缘层厚度。
1－导电线芯； 2－相绝缘； 3－带绝缘； 4－填充； 5－铅套； 6－内衬层； 7－铠装； 8－外被层
图2.4 ZLQ22
图2.11
图2.12
6kV以上加半导电屏蔽层。 成缆后加护套，保护电缆不受光、潮气、化学侵蚀和机械损 伤。护套材料为PVC、氯丁橡胶、铅等。
2.3 聚氯乙稀绝缘电力电缆 PVC塑料由PVC树脂添加增塑剂、润滑剂、防老剂等制得， 其价格低，生产效率高，化学稳定性好。但由于其为极性材料， 介质损耗大，击穿场强低，故只能用于较低电压绝缘（6KV以 下）。 聚氯乙稀绝缘电力电缆价格低，较浸渍纸绝缘电力电缆生 产、敷设方便。 电缆的典型结构： 单芯
椭圆形
半圆形
（2）绝缘材料 作用： 承受电压，起绝缘作用。 选材原则：绝缘性好，耐热，耐低温，损耗小，化学稳定性好， 加工性好，寿命长，价格合适，供应充足 主要材料： 电缆纸 主要成分纤维素
浸滞剂
橡皮 塑料
主要成分电缆油
天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、 乙丙橡胶、硅橡胶 氟塑料、交联聚乙烯（XLPE）
图 2.13
图 2.14
二芯
图 2.15
图 2.16
三芯
图 2.17
图 2.18
图 2.19
四芯：
图 2.20
图 2.21
图 2.22
图 2.23
五芯：
图 2.24
图 2.25
图 2.26
图 2.27
图 2.28
图 2.29
电缆型号： ① 类别、用途： N－农用 ② 绝缘： V－PVC ③ 线芯： L－铝 C－船用 K－控制 乙丙橡胶 Y－PE F－氯丁橡皮 5 6 P－信号 硅橡胶 Q－铅 L－铝 Z－纸 Y－PE YJ－交联聚乙烯
图2.7 径向型电缆
图2.8 非径向型电缆
2.1.2 干绝缘(贫乏浸滞纸绝缘) 电力电缆 使电缆上部绝缘层内产生气隙，绝缘性能下降。 而电缆下部浸渍剂增加，压力升高，可能导致电缆下部的金 属护套破裂或浸渍剂延接头盒的不紧密处溢出。 10KV以下、敷设落差较大的场合，可采用干绝缘电力电缆。 该电缆的结构、原料及工艺基本上与粘性浸滞纸绝缘电力电 缆相同。 区别在于：在浸渍工艺完毕后，滴干，120－130℃和真空下 干燥，带间的浸渍剂滴去70％左右，而纸内的滴去30％左右。 2.1.3 不滴流电力电缆 在敷设落差很大时，干绝缘电力电缆仍不能满足要求。 在电缆的工作温度范围内浸渍剂不流动，成为塑性固体。 浸滞剂： 电缆油＋合成微晶地蜡
电缆的典型结构： （1）单芯 较长、大截面电缆 内、外屏蔽层作用： ● 均化电场 绝缘层内、外表面 平整，使突起屏蔽于半导电屏蔽层内 ● 避免在绝缘层表面产生局部放电 内半导电层与导电线芯等电位，它们 之间的气隙不受电场力的作用 ● 限制电场 内、外屏蔽层材料： ●金属化纸（纸+铝箔） ●半导电纸（纸浆中添加炭黑）
降低外来电磁场的干扰（铜编织网，主要用于柔性电线，
（5）非金属护层 内衬层： 作用： 一般位于铠装层之内 抗腐蚀保护 防止潮气扩散 塑料 沥青 可膨胀缠绕带，非硫化橡胶
衬层（防止机械负荷，屏蔽丝的固定） 纤维、 毛毡、 纺织带、塑料带、橡胶等 外被层： 一般位于铠装层之外 浸滞麻或人造纤维、塑料 沥青等
图2.1
金属护套作用： 防止浸渍剂的流失和水、潮气的侵入，减小气隙形成的可能 性，提高电气性能。
（2）二芯 线芯为圆形或弓形。圆形少用，弓形可减小电缆外 形尺寸，节省材料
图2.2
（3）三芯、四芯
扇形芯为主，第四芯可为圆形或扇形
1、线芯；2、绝缘；3、填 料；4、带绝缘；5、内护套； 6、内衬层；7、铠装层；8、 外护层 图2.3
绞合线芯：柔软，弯曲性好 ，弯曲和回复时不损伤绝缘 圆形 钢芯铝（铜）绞线 分割线芯 中空线芯
自承重电 线、电缆 非紧压型：
减小集肤效 应邻近效应
充油电缆
紧压型： 结构紧凑，线芯表面光滑， 减少多导丝效应，节省材料。
扇形
电缆的导电线芯截面为35 mm2以上时多采用。
—电缆结构紧凑，减小电缆外 形尺寸，节省材料； —结构比较稳定。
铜和铝的特性比较
主要结构： 单线： 导线截面较小时为单芯[一般10mm2以下电线，16mm2 以下电缆]，截面较大时优先考虑绞合线芯[一般10mm2
以上电线，25mm2以上电缆]。
圆线 双金属圆线 有镀层圆线 中空圆线
扁线
双金属扁线
中空扁线
弓形单线
Z形单线
（用于制中空线芯）
扇形
梯形
多边形
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双沟形
等
CH2 CH2 CH2 CH n CH3
不含双键，故耐臭氧性、耐老化性极大提高。为了改善其硫 化性能，加入第三单体（双环戊二烯），得到三元乙丙橡胶，可 用于高压绝缘。
CH2 CH2 CH z x CH2 CH y CH CH2 CH3
电缆的典型结构：
单芯
图2.9
图2.10
二芯
三芯
1－线芯 2－绝缘 3－护套 4－外护套
f）按导电线芯数分： 单芯 二芯 三芯 四芯 低压配电线路和中性点接地三相四线制
五芯
工作保护和接地分开
六芯及以上
1.2 电线电缆的基本组成部分及材料
（1）线芯： 作用：传导电流 选材原则：导电性优异，工艺性和机械性能好 价格合适，供应充足 主要材料： 铜 导电性仅次于银，位居第二，电阻率ρ20=1.7241×10-8 Ω•m，电阻温度系数α铜＝0.00393 ℃-1 。 铝 导电性在银、铜、金后，位居第四，ρ20=2.8264 ×10-8 Ω•m，电阻温度系数α铝＝0.00403 ℃-1。 1. 质量相同时的体积； 2. 电导值相同时的截面； 3. 负载相同时的截面； 4. 电阻值相同时的质量。
压缩气体 六氟化硫（SF6）、氮气（N2）
聚氯乙稀（PVC）、 聚乙烯（PE）、聚丙烯(PP)、
（3）电气屏蔽层 均化电场 作用： 绝缘层内、外表面平整，使突起屏蔽于半导 电 屏蔽层内 避免在绝缘层表面产生局部放电 内半导电层与导电线芯 等电位，它们之间的气隙不受电场力的作用 限制电场 线芯屏蔽层（内屏蔽层） 分类： 绝缘屏蔽层（外屏蔽层） 金属化纸（纸+铝箔） 材料： 半导电纸（纸浆中添加炭黑） 半导电橡皮（橡胶+炭黑） 半导电塑料
（4）金属护层 铜屏蔽：传导泄漏电流、充电电流和故障电流（主要用于中、高 压电缆）。 保证电场径向分布 船用电缆） 金属护套： 钢管 铅、铝护套 充油、充气电缆护套 浸滞纸绝缘电缆、充油电缆护套 防潮、防腐蚀 传导泄漏电流、充电电流和故障电流 降低外来电磁场的干扰 接触防护 铠装：保护电缆免受机械应力的损伤 钢丝（带），铜带、铝丝（非铁磁性），丝状编织层。
涉及供电、配电和用电所需要的各种通用或专用的电线电 缆 ，以及控制、信号、仪表和测温等弱电系统中所使用的电线 电缆。习惯上按产品用途分为八类： a） 低压配电电线电缆 主要指固定敷设和移动的供电电线电缆 b） 信号及控制电缆 主要指控制中心与系统间传递信号或控制操作用的电线电缆 c ）仪器和设备连接线 主要指仪器、设备内部安装线和外部引接线 d） 交通运输工具电线电缆 主要指汽车、机车、舰船、飞机配套用电线电缆 e ）地质资源勘探和开采电线电缆 主要指煤、矿石、油田的探测和开采用电线电缆 f ）直流高压电缆 主要指X射线机、静电设备等配套用的电线电缆
作用： 抗腐蚀保护
金属护套的机械防护与绝缘 橡皮、塑料、弹性体等
第2章 电力电缆的典型结构
输电线路：110kV及以上的电力线路 配电线路：35kV及以下的电力线路 2.1 浸滞纸绝缘电力电缆 浸滞纸从19世纪末开始作为绝缘材料 目前在中、高压领域被塑料绝缘电缆所代替 在超高电压方面纸绝缘对于电缆而言仍具有重要意义 2.1.1 粘性浸滞纸绝缘电力电缆 绝缘成分： 电缆纸 其主要成分是纤维素（C6H10O5）n 粘性浸滞剂 松香（30－35％）＋ 低压电缆油（65－70％） 浸渍剂在浸渍时具有较低的粘度，在电缆的工作温度范围内 粘度较高，不流动或基本不流动。
（2）用于电能传输和分配的电线电缆 a）按电流形式分： 交流电缆 直流电缆 b）按电压等级分： 交流 低压线缆 中压线缆 高压线缆 U <6kV 6kV≤ U ≤ 35kV 35kV < U <330kV 35kV < U <220kV （电缆） U < 30kV （裸线） 30kV ≤ U <600kV 直流
FYJ－辐照交联聚乙烯 T－铜，可省略 H－橡套 ⑤ 铠装： 0－无铠装 3－细圆钢丝铠装 4 Z－直流 5 D－不滴流 ④ 内护层（衬层、护套）：V－PVC
1－联锁钢带铠装
2－双钢带铠装
4－粗圆钢丝铠装
⑥ 外护套：0－无护套 1－纤维护套 ⑦ 特征： CY－充油
2－PVC护套 3－PE护套 F－分相护套 P－屏蔽
ZR－阻燃 TZR－特种阻燃 WZR－无卤阻燃
图2.5
分相铅包电缆
1－导电线芯； 2－半导电纸屏蔽； 3－绝缘层； 4－半导电纸屏蔽； 5－铅套； 6－内衬层及填料； 7－钢丝铠装； 8－外被层
径向型电缆： 非径向型电缆：
图2.6 ZLQF32
只存在径向电场。单芯及分相屏蔽（铅包）多芯电缆。 电场存在沿径向和轴向分量，降低电缆的击穿强度。
电缆弯曲时，带绝缘将变形，易产生气隙，降低其电气性能。
第1章 绪论
水电站（机械能） 电 火电站（热能） 核电站（核能） 风电站（风能） 电能
升压
传输
降压
分配
站
潮汐电站（潮能） 太阳能电站（光能）
其它形式能量
用户
电力传输、分配电缆→血管 通信电缆、光缆 远距离 大容量 输电 高电压 →神经 P=UI Wc=I2R
1.1 电线电缆的分类
电线电缆： 用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。 （1）基本分类 裸电线 仅有导体，无绝缘。 金属单线、架空电缆用绞线。 电力电缆 在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆。 含有绝缘层和保护层。 电气装备用电线电缆 从电力系统的配电点把电能直接传送到各种用电设备的电源 连接线路用电线电缆及各种电气安装线。
超高压线缆 330kV ≤ U <1000kV （裸线） 220kV ≤ U <500kV （电缆） 特高压线缆 U ≥ 1000kV U ≥ 600kV
c）按绝缘材料分： 橡皮绝缘电线、电缆（天然、丁苯、 乙丙、硅橡胶等） 塑料绝缘电线、电缆（聚氯乙稀、聚乙烯、聚丙烯、 氟塑料、交联聚乙烯） 浸滞纸绝缘电力电缆 (电缆纸、油） 充油电缆 充气电缆 d）按敷设位置分： 架空电缆 与架空线相比，安全性高、占用空间小、损耗小 地下电缆 水下电缆 （跨河、跨江、海底电缆） e）按导电线芯的导电性能分： 普通电缆 低温和超导电缆 (电缆纸、油） (氮气、六氟化硫）
在温度较高、敷设落差较大时，浸渍剂会从电缆上部向下流，
2.2 橡皮绝缘电力电缆 橡皮绝缘弹性好，具有低的透水性、较好的化学稳定性和电 气性能。最早的绝缘电线是用马来树胶作绝缘的。 常用于电缆绝缘的橡胶种类： （1）天然橡胶 CH3 H
CH2 C C CH2 CH2 CH3 C C CH2 H n
（2） 丁苯橡胶（丁二烯、苯乙烯聚合）
CH2 CH CH CH2 CH2 CH n
（3）丁基橡胶（异丁烯、异戊二烯共聚）
CH3 CH2 C CH2 n CH3 C CH CH2 CH3 CH2 CH3 C m CH3
（4）氯丁橡胶
CH2
C CH CH2 n Cl
以上几种橡胶由于多含不饱和双键，故耐臭氧性、耐老化 性较弱，击穿场强较低，主要用于6kV及以下电压等级。 （5）乙丙橡胶（乙烯、丙烯共聚物）