电缆基本知识 第一章电缆结构和特性 电缆结构：纸绝缘统包电缆属于非径向型电缆，纸绝缘的切向绝缘强度只有径向绝缘强度的1/2~1/10，所以容易产生滑移放电，因此只能使用到10KV电压等级。 交联聚乙烯（XLPE）电缆：导体工作温度可达到90°。短时（最长）5S内温度可达到250°。 阻燃：分为一般阻燃和高阻燃两种。阻燃（ZR-）电缆是以材料氧指数≥28的聚烯烃作为外护套，具有阻滞延缓火焰沿着其外表蔓延，使火灾不扩大的电缆。用于电缆比较密集的隧道、竖井和电缆夹层中，35KV及以下的电缆应选用阻燃电缆。考虑到一旦发生火灾，能及时扑救，有条件时，应选用低烟无卤或低烟低卤护套的阻燃电缆。高阻燃电缆（GZR-）是具有特殊结构的电缆，用于防火要求特别高的场所。其结构特点是，在绝缘芯和外护套间挤填了一层无机金属化合物，如AL(OH)3。当遇火时，化合物立即分接，析出结晶水，并生成一层不可燃、不熔融的胶状进入氧化物，包覆在绝缘芯外，隔绝氧气，阻止燃烧。这种电缆又称为高阻燃隔氧层电缆。 光纤复合架空地线（OPGW）： 导体： 铜 铝 说明：铝 20°时的密度为8.89g/cm3 20°时的密度为2.70g/cm3 是铜的1/3 电阻率1.724*10-8Ωm 电阻率2.80*10-8Ωm 是铜的1.62倍 电阻温度系数0.00393/°C 电阻温度系数0.00407/°C 是铜的1.035倍 抗拉强度200~210N/mm2 抗拉强度70~95N/mm2 是铜的1/3 大截面电缆线芯多采用多股导线绞合而成。主要考虑导线沿某一半径弯曲时，导体中心外圆部分被拉伸，中心线圆内部分被压缩，绞合导体中心线内外两部分可以相互滑动，使导体不发生塑性变形。绞合外形包括：圆形、扇形、腰圆形和中空圆形等。圆形绞合形状固定，稳定性好，表面电场均匀。20KV以上纸绝缘及10KV以上交联聚乙烯电缆，一般采用圆形绞合导体结构。 电缆制造厂对电缆导体的质量指标是导体的直流电阻。有时电缆导体的实际截面积可能比标称截面积小。测量导体截面：可采用称量法、估算法（估算法应考虑压紧系数的影响） 几种电缆绝缘优缺点： 聚氯乙烯 聚乙烯 交联聚乙烯 乙丙橡胶 电气性能较高、机械强度较高；耐酸、耐碱、耐油，工艺性能好 优良的电气性能、介电常数小、介损小、加工方便 电气性能好、耐热性能好、机械性能好 电气性能好、耐热性好、耐臭氧和耐气候性能好 耐热性差、绝缘电阻低、介质损耗大 耐热性差、机械强度低、耐电晕性能差、容易产生环境应力开裂 分子之间交联成三度空间结构的大分子 不耐油、可以燃烧 6KV及以下 电缆绝缘厚度计算：一般按照能承受单相电压的2.5~3.0U0考虑；按照能承受的最大场强和工频试验电压（或雷电冲击耐受电压）计算，选择大者。35KV及以下者，交联电缆工频击穿强度为10~15KV/mm，110~220KV击穿强度为20~30KV/mm。 电缆屏蔽：实质是一种改善电场分布的措施。屏蔽层的半导体材料，其体积电阻率为103~106Ωm。没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层。这个金属屏蔽层的作用，在正常运行时通过电容电流；当系统发生短路时，作为短路电流的通道，同时起到屏蔽电场的作用。在电缆结构设计中，要根据系统短路电流的大小，对金属屏蔽层的截面积提出相应的要求。 电缆内渗入水分会有什么危害？会产生水树枝，加速绝缘老化。因此，必须在敷设时，保证水分不会进入到电缆内，采取密封措施；尤其在雨天或有水的沟内敷设，要特别注意。一旦水分进入到电缆内，要采取去水措施，非常复杂。一是切除电缆水分多的段，另外是采用抽真空法：一端吹入比较干燥的空气（湿度小于50%），另一端抽线Pa，同时用硅胶罐遇潮变色的方法检查，以5Min不变色为合格标准。 电缆载流量影响因素： 导体最高允许工作温度：越高，I越大； 周围媒介温度：越高，I越小； 导体截面积：越大，I越低； 导体的电阻率：越大，I越小； 介质损耗：介损越低，I越小； 周围媒介热阻：越低，I越小；（书中都是按照净距100mm来计算的，当净距为100mm，12根电缆并联使用时，校正系数为0.69）。 电缆热稳定：铜的热熔系数为3.5*106J/m3K。 举例：已知35KV交联聚乙烯铜芯电缆，导体截面为400mm2，短路前导体温度为90°，若系统最大短路电流为25KA，短路时间为3S。问该电缆是否具有足够的短路电流热稳定性？ 解：根据题意，需要计算该电缆的允许短路电流Isc。 已知ts=3s，θ0=90°，θsc=250°， 取β=93%，电缆导体截面S=400*10-6m2，则 C=3.5*106*400*10-6=1400[J/(mK)] = = 带入公式得 = =31.29（KA） 据计算结果，该电缆允许短路电流为31.29KA，大于系统最大短路电流，所以，该电缆具有足够的短路电流热稳定性。 总结： 热稳定性决定于：β（本次取93%）、导体电阻R、电缆截面、温度差（规定）。 第二章 电缆敷设 1、电缆路径选择的主要依据： （1）、统一规划原则—业主考虑、设计考虑。 （2）、安全运行原则 与建筑物基础距离0.6m；与人行道树木中心距离0.75m；过路穿管； 电缆防止受到敷设，PH值在6~8之间； 电缆原理热力管道或足以影响电缆载流量的其他热源； 电缆周围不应使电缆长期遭受各种机械力损伤，如过大的压力、拉力、振动等。 （3）、经济合理原则 2、电缆直埋敷设质量标准： 表-1 敷设距离要求 控制项目 质量标准 埋设深度 10KV及以下 0.7m 35KV及以上 1.0m 穿越农田时 另加0.2m 电缆与建筑物基础距离 0.6m 电缆与行道树木距离 0.75m 电缆平行净距 10KV及以下 0.1m 35KV及以上 0.25m 不同部门的电缆 0.5m 电缆交叉净距 无隔板 0.5m 有隔板 0.25m 电缆与热力管道净距 平行 2m 交叉 0.5m 电缆与其他管道净距 0.5m 电缆与铁道平行间距 一般 3m 电气化铁路 10m 电缆导管内径ф （1.5~1.5）D （D为电缆直径） 表-2 敷设半径要求 电缆类别 护层结构 多芯 单芯 油浸纸绝缘电缆 铅包 有铠装 15D 20D 无铠装 20D 铅包 30D 交联聚乙烯绝缘电缆 15D 20D 聚氯乙烯绝缘电缆 10D 10D 3、敷设电缆时，作用在电缆上的有哪几种力？牵引力、侧压力、扭力。 牵引力：铜导体允许牵引应力为70Mpa，铝导体为40Mpa。自容式充油电缆为27Mpa。 侧压力：油浸纸绝缘7KN/m，有塑料护套电缆侧压力为3KN/m。 扭力：扭转角不大于25°/m。 4、电缆敷设牵引力和侧压力计算： 根据牵引力估算侧压力： 式中：T为牵引力（N），R为弯曲半径（m） 各种敷设条件下的摩擦系数 牵引时摩擦面情况 摩擦系数 牵引时摩擦面情况 摩擦系数 钢管 0.17~0.19 混凝土管、有润滑剂 0.3~0.4 塑料管 0.4 滚轮上牵引 0.1~0.2 混凝土管、无润滑剂 0.5~0.7 沙 1.5~3.5 混凝土管、有水 0.2~0.4 第三章 电缆附件 1、电缆终端：户内终端、户外终端、设备终端、GIS终端。 2、电缆接头：普通接头、绝缘接头、塞止接头（油浸纸绝缘多用）、分支接头、过渡接头（油浸和交联对接）、转换接头（一芯和多芯对接）、软接头。 热缩型、冷缩型、绕包型、模塑型、预制件转配型、浇注型、注塑型。 3、电缆终端和电缆接头基本技术指标： （1）、导体连接良好； （2）绝缘可靠； （3）、密封良好； （4）、足够的机械强度。 4、电缆终端在电气装置方面应符合什么规定？ （1）、相位； （2）、安全净距： 运行电压 0.4 6 10 20 35 110 220 室内 相~相 20 100 125 180 300 900 2000 带电部位~地 850 1800 室外 相~相 75 200 200 300 400 1000 2000 带电部位~地 900 1800 （3）、户外终端引出线： 电缆导体截面（mm2） 硬铜线规格根数/线径（mm） 相当截面（mm2） 电缆导体截面（mm2） 硬铜线规格根数/线径（mm） 相当截面（mm2） 16~35 7/2.65 35 150~185 7/4.00 95 50~70 7/3.15 50 240~400 7/4.75 120 95~120 7/3.55 70 5、对电缆头接地线的镀锌软铜线、电缆接头用什么材料做防腐和机械保护： 防腐材料：热涂沥青加塑料带或桑皮纸涂包两层。另外一种是套热缩管，两端用防水带正搭盖绕包两层，再包自粘性橡胶带一层。 机械保护：保护盒，盒内缝隙填沙。或采用硬质塑料或环氧玻璃钢制造。 7、应力锥的作用：改善金属护套末端电场分布、降低金属护套边缘处电场强度，避免应力集中。有了应力锥之后，在锥面绝缘厚度逐渐增加，绝缘表面的电场强度逐渐递减，于是疏散了电力线密度，提高了过渡界面的游离电压。 8、插入式终端特点：由于电缆终端的端子处于完全密封状态，开关柜制造厂商和电缆终端制造厂商提供电缆耐压试验专用的特殊装置。插入式电缆头上有专用的电容测试点，以检验电缆是否带电！该专用测试验电设备，由厂家提供。 第四章 高压交联电缆附件安装 1、高压交联电缆附件安装特殊要求： （1）、环境要求： 防尘，搭建防尘棚，穿防尘服； 环境温度高于0°；否则，应增加保暖措施； 响度湿度应低于75%； 施工现场保持通风，在电缆层、工井中施工，应增加强制通风。 （2）、适当精度的测量工具：尺子允许偏差在1~2mm。 （3）、允许公差：电缆在加工过程中，电缆出现偏心现象（0.5~1mm）。因此，电缆附件生产厂商应充分考虑电缆的偏心问题，留有足够的施工允许误差。 （4）、必要的专用工具：必须配备专用工具。 2、“绝缘回缩”？怎样消除？ （1）、绝缘回缩：交联电缆在生产过程中内部存在热应力，当切除相当长一段电缆后电缆知识，绝缘内部的热应力释放，导致电缆绝缘在电缆端部相对导体产生轴向的位移。这种现象，成为“绝缘回缩”，这种现象普遍存在。 （2）、“绝缘回缩”危害： 电缆运行一段时间后，如果发生“绝缘回缩”，会造成终端和接头处产生气隙，从而引起局部放电，从而导致绝缘击穿。 如电缆“绝缘回缩”现象严重，说明电缆本体存在较大的内应力，比较容易引起电树枝状放电。 （3）、产生“绝缘回缩”的主要原因： 主要原因在于交联生产过程中的热应力。电缆在生产过程中，交联电缆温度超过结晶融化温度，使得电缆压缩弹性模数大幅度下降。然而电缆生产线冷却过程较为迅速，使得热应力没有释放，最终在电缆本体中形成热应力。 交联电缆绝缘和导体的热膨胀系数不同，相差10~30倍。交联聚乙烯相对金属导体而言，较容易回缩。 （4）、消除“绝缘回缩”的措施： 必须释放电缆内部的热应力。必须在附件安装过程中释放热应力。 加热矫直。去应力、调直。 固定设计。固定装置，是为防止电缆绝缘回缩，对终端或接头特别设计的电缆固定装置。 切断电缆后，留一段时间等电缆绝缘缓慢回缩。一般等待时间为24小时。此方法较为消极。 3、加热矫直设备和使用： 必须配置热电偶，温度控制在75±3°C，加热时间6小时以上。注意：温度不得超过80°C。 4、聚四氟的基本特性：（PTFE）它在250的温度下不熔化，在-260的超低温中不发脆。聚四氟乙烯光滑异常，连冰都比不过它；它绝缘性能特别好，报纸厚的一层薄膜，便足以抵挡1500V的高压电。

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