1、电缆实用技术及运行管理,1.1.1 电力电缆的发展历史1.1.2 架空线路与电力电缆的特点1.1.3 电力电缆线路:电缆本体(一般简称电缆)附件:中间接头、终端头(户内型、户外型、可分离终端)(可分离连接器)其他安装器材(桥架、穿管、防火材料等)电力电缆线路由电缆本体和附件及其他安装器材组成。电缆之间的接续由中间接头完成。电缆与其他电器设备的连接由终端头或可分离终端完成。电缆线路输电特点:高压输电导线通过固体绝缘体隔离后被封闭在接地的金属屏蔽内部。(架空输电线路:高压输电导线通过空气绝缘体隔离,大地为地电极。),1.1电力电缆线路概述,煤矿机电论文,1.2常用电缆类型和特点,电力电缆主要有三大
2、类型(按绝缘材料分):油浸纸绝缘型油浸纸绝缘电力电缆是历史最久、应用最广和最常用的一种电缆。由于其成本低,寿命长,耐热、耐电性能稳定,在1kV至330kV各种电压等级的电缆中都被广泛采用。塑料绝缘型(挤包型)(1)聚氯乙烯V(PVC);(2)聚乙烯(PE);(3)交联聚乙烯YJV(XLPE)。,橡皮绝缘型由于橡皮富有弹性,性能稳定,有较好的电气、机械、化学性能,在10kV及以下的电缆线路中大量应用橡皮绝缘电缆。,1.3电缆的基本结构各组成部分作用特点,1.3.1导体导体是提供负荷电流的通路,电缆导体采用高电导系数的金属铜或铝制造。铜的电导率大,机械强度高,易于进行压延、拉丝和焊接等加工。铜是电
3、缆导体最常用的材料,其主要性能是:(1)20时的密度:8.89g/cm;(2)20时的电阻率:1.724x10-8m;(3)电阻温度系数:0.00393/(4)抗拉强度:200-2l0N/mm。铝也是用作电缆导体比较理想的材料,其主要性能是:(1)20时的密度:2.70g/cm;(2)20时的电阻率:2.80x10-8m;(3)电阻温度系数:0.00407/;(4)抗拉强度:70-95N/mm。,导体截面和直流电阻,由于电流通过导体时因导体存在电阻而会产生热,因此,要根据输送电流量选择合适的导体截面,其直流电阻应符合规定值,以满足电缆运行时的热稳定要求。导体截面在验收中是一个比较重要数据,目前
4、铜价高,变化快,在整个电缆价格中占一半以上价值,有些厂家在,招标中压低报价,主要手段是亏方(铜包铝)和降低外护层厚度和使用劣质材料。在工程实际中,经验丰富工程技术人员,通过目测可以估计出电缆导体截面的大小,也可以通过被测量导体外形尺寸,经查表知道导体截面积。,测量线径计算法:A=n/4dA:导体截面积mmn:导线根数d:导线直径mm称重法:截取电缆导体一段,将每根导线分层剥下,并板成直线,擦清后,称其重量,测其长度(平均值):A=G*10/LG:各层导线之和L:各层导线平均长度:材料密度导体直流电阻是电缆线路的主要电器参数之一,包括导体直流电阻和交流电阻。导体直流电阻是电缆线路在施加直流电压时
5、的电阻值,它与导体所用材料的电阻率和环境温度有关。直流电阻是计算交流电阻的依据。在进行电缆线路的参数测量和测寻故障时是非常重要的参数数据。,导体结构:导体也是电缆工作时的高压电极,而且其表面电场强度最大,如果局部有毛刺则该处的电场强度会更大。因此,设计和生产中以及使用部门在制作接头的导体连接时,要解决的主要技术问题之一就是力图使导体表面尽量做到光滑圆整无毛刺,以改善导体表面电场分布。电缆导体一般由多根导丝绞合而成。采用绞合导体结构,是为了满足电缆的柔软性和可曲度的要求。当导体沿某一半径弯曲时,导体中心线圆外部分被拉伸,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
6、变形。,从绞合导体其外形来分,有圆形、扇形、腰圆形和中空圆形等种类。圆形绞合导体几何形状固定,稳定性好1,表面电场比较均匀。20kV及以上油纸电缆,10kV及以上交联聚乙烯电缆,一般都采用圆形绞合导体结构。,1.3.2 半导电屏蔽层,半导电屏蔽层是中高压电缆采用的一项改善金属电极表面电场分布,同时提高绝缘表面耐电强度的重要技术措施。首先代替导体形成了光滑圆整的表面,大大改善了表面电场分布。同时,能与绝缘紧密接触,克服了绝缘与金属无法紧密接触而产生气隙的弱点,而把气隙屏蔽在工作场强之外。在附件制作中也普遍采用这一技术。在绝缘表面和护套接触处,也可能存在间隙,电缆弯曲时,特别是油纸电缆绝缘表面易造
7、成裂纹,这些都是引起局部放电的因素。,1.3.3绝缘,绝缘是将高压电极与地电极可靠隔离的关键结构。绝缘承受工作电压及各种过电压长期作用,因此其耐电强度及长期稳定性能是保证整个电缆完成输电任务的最重要部分。能耐受发热导体的热作用而保持应有的耐电强度。电缆技术的进步主要由绝缘技术的进步所决定。从生产到运行,绝大部分试验测量项目都是针对监测绝缘的各种性能为目的的。绝缘层厚度与工作电压有关。一般来说,电压越高,绝缘层的厚度也越厚,但不成正比例。因为从电场强度方面考虑,同样电压等级的电缆当导体截面积大时,绝缘层的厚度可以薄些。对于电压较低的电缆,为保证电缆弯曲时有一定的机械强度,绝缘厚度则随导体截面增大
8、而加厚,10KV交联电缆厚度4.5mm。,1.3.4护层,为了使电缆绝缘不受损伤,并满足各种使用条件和环境的要求,在电缆绝缘层外包覆有保护层,叫做电缆护层。电缆护层分为内护层和外护层。内护层:内护层是包覆在电缆绝缘上的保护覆盖层,用以防止绝缘层受潮、机械损伤以及光和化学侵蚀性媒质等的作用,同时还可以流过短路电流。内护层有金属的铅护套、平铝护套、皱纹铝护套、铜护套、综合护套,以及非金属的塑料护套、橡胶护套等。金属护套多用于油浸纸绝缘电缆和110kV及以上的交联聚乙烯绝缘电力电缆;塑料护套(特别是聚氯乙烯护套)可用于各种塑料绝缘电缆;橡胶护套一般多用于橡胶绝缘电缆。外护层,1.4 电缆行业标准,电
9、力行业电缆标委会(秘书处设在武高所):电力电缆及附件技术条件、运行、安装方面的标准;CSBTS全国电线电缆标准化技术委员会:电缆生产制造技术标准;IEC国际电工委员会:产品通用标准,IEC橡塑产品标准有两个,其他为这两个产品标准所引用的实验方法标准和外护层的实验标准。IEC经常有一些对上述标准的修改和补充,近期修改内容。,1.4.1 标准概述,采用IEC标准,一致性程度分三种:等同采用:结构、内容完全一致,即翻译版;等效采用:结构允许改变、内容实质上一致;修改采用:结构允许改变、内容基本上一致,允许一定程度的修改。,我国标准化工作的基本原则,1.4.2电缆型号, ()绝缘 导体 护层 额定电压
10、 导体截面 (标准代号)电缆的名称及型号反映了电缆的主要结构要素导体、绝缘和护层的型式。规格主要表示额定电压和导体芯数与截面。由此来表示该种电缆的特点及适用场合。我国电力电缆型号,以字母和数字为代号组合表示。完整的电缆型号由产品系列代号和各组成部分代号构成,并加上电缆额定电压、芯数、标称截面及标准号。均以字母表示。外护层代号以数字表示。各种代号的含义。例如:YJV228.7/103240表示为额定电压8.7/10kV,导体截面为240mm2的三芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯钢带铠装电力电缆。YJLV26/351300表示为额定电压26/35kV,导体截面为300mm2的单芯交联聚乙烯绝缘聚氯
11、乙烯护套铝芯非铠装电力电缆。,1.4.3电力电缆电压与系统电压,国际电工委员会(IEC)的表示方法为U0/U(Um),U0为电缆设计时采用的导体和地或金属屏蔽之间额定工频电压,一般相当于电缆所处的电力系统的相电压,但有时不完全一致。U为电缆设计时采用的导体和导体之间额定工频电压,可用于系统的额定线电压。Um为电缆所在系统的最高系统电压的最大值。,IEC推荐U0/U序列为:,(A)中低压:IEC60502(U=130(Um=36),对应的国标GB12706(U=135(Um=40.5):0.6/1;1.8/3;(3.6/3)、3.6/6;(6/6)、6/10;(8.7/10)、8.7/15;12
12、/15;12/20;18/30;(21/35);(26/35);(B)高压:IEC60840(U=45150(Um=170),对应的国标GB11017:(26/35)、26/4547;36/6069;64/110115;76/132138;87/150161;(C)超高压:IEC62067(U=220500(Um=550),对应的国标GB/ZXXXXX:127/220230;160/275287;190/330345;220/380400;290/500。上述序列中,括号内电压为中国系统采用。,接地方式对电缆的影响,接地方式对电缆的影响(电缆的ABC分类及中国电网概况)为适应电缆所在系统运行条
13、件,便于选择电缆,IEC标准将电力系统划分为三类:A类:该系统任一相导体与地或接地导体接触,能在1min内与系统分离;B类:该系统仅包括单相导体与地或接地导体接触,接地故障时间不超过8h,每年总累积时间不超过125h;C类:该系统为所有不属于A类及B类的系统。预期会经常处于接地故障运行的系统,选用C类为宜。U0与不同中性点接地方式的选择因此了解电缆的型号规格对予正确使用电缆、正确选用电缆附件是非常重要的。除了电压等级外,导体截面与护层结构的选择也是需要认真考虑的。,1.5电力电缆的载流量,电缆的载流量是指电缆在最高允许温度下,电缆导体允许通过的最大电流。在选用电缆时,必须确保电缆各部分损耗所产
14、生的热量不使电缆温度超过其最高允许温度。电缆的最高允许温度,主要取决于所用绝缘材料热老化性能。电缆工作温度过高,将加速绝缘材料老化,缩短电缆的使用寿命。,1.5.1影响载流量的主要因素,电缆载流量是运行管理的一个动态重要技术指标,载流量因计算中考虑因素和取值不同,得出结果相差很大。影响载流量主要因素电缆本体的材料结构和它的敷设环境。(1)材料结构导体最高允许温度:90、70、60。(2)敷设环境。电缆敷设方式、电缆设计、周围环境温度、在电缆敷于地下(直埋或管中)场合,土壤温度、土壤热阻系数、埋设深度、相距和邻近电力电缆或热源的热影响,均对载流量有影响。环境对载流量影响图。,1.5.2电缆截面的
15、经济最佳化,国际电工委员会标准IEC287-3提出了电缆尺寸即导体截面经济最佳化的观点:电缆导体截面的选择,不仅要考虑电缆线路的初始成本,而且要同时考虑电缆在经济寿命期间的电能损耗成本,应符合使两项成本之和为最低的原则。用数学式表示即:CT=CI+CJ式中,CT为总成本;CI为初始投资成本;CJ为N年经济寿命期间焦耳损耗IR的现值,即按贴现率(i)换算成现值计算。符合电缆导体截面经济最佳化的称作“经济导体截面”可以通过计算得到(略)。经济截面与成本IEC287-3指出,通常应取电缆运行温m度与平均环境温度o之温度差,等于电缆允许最高温度c与平均环境温度o温度差的1/3,即m=1/3(c-0)+
16、0。例如,交联聚乙烯电缆允许最高温度为90,设平均环境温度为24,则其运行温度应是1/3(90-24)+24=46。满足此运行温度的电缆截面,即符合经济最佳化的原则。,1.5.3 电缆载流量的计算,(1)假设条件。电缆载流量有两个假设条件,一是假定电缆导体中通过的电流是连续的恒定负载(即100%负载率);二是假定在一定的敷设环境和运行条件下,电缆处于热稳定状态,即电缆加上负载后,导体温度逐渐上升到一个稳定值,这时电缆的发热和散热达到平衡。也就是说,导体、绝缘层和护层中产生损耗所发出的全部热量,能够及时地通过周围媒质散发,导体温度不超过最高允许工作温度。(2)等值热路图和载流量计算。(略)需注意
17、问题:工程中经常发现,由于受到电缆截面的限制,为了增加容量。电缆采用双并、甚至三并的做法。这种方法不可取,因为多并电缆连接时,连接处存在接触电阻不同而此接触电阻又往往与电缆本身的电阻可比拟,其结果会造成多并电缆的电流分配不平衡。因此对大容量的配电干线都采用母线槽。虽然母线槽的价格比电缆高,但从性价比出发比较,母线槽已越来越受到设计人员和业主的青睐。,1.6 电缆的技术性能指标及评价,符号说明:R0:20时导体直流电阻。20:导体直流电阻温度系数。c:导体工作温度。Ys、Yp:集肤效应系数和临近效应系数。:绝缘相对介电常数。:绝缘体积电阻率。R、rc:绝缘层内外半径。S:两根电缆的间距。GMR:
18、导体的几何平均半径。0:周围媒质温度。Wi:绝缘介质损耗。T1、T2:有关部分的综合热阻。E:长期工频击穿强度。C、n:与材料性能有关的常数。t:时间(寿命)。,1.6.1 通流性能:,(A)电缆的导体电阻直流电阻:RR01+20(c20),m;有效电阻(交流):RR1+Ys+Yp,m;(B)线芯损耗:cI2R,Wm;(C)恒定负载载流量(co)WiT1)RT21/2,A;(D)电缆的电容:C18ln(R/rc)10-6,F/km;(E)电缆的电感:L1210-4ln(S/GMR),H/km;,1.6.2绝缘性能:,(A)绝缘电阻:Rx(2)ln(R/rc),/m;(B)工作电场强度:EUrl
19、n(R/rc),MV/m;(C)耐电强度与时间关系(寿命曲线):EE+Ct1/n;或:E1nt1E2nt2CON。,1.6.3 防护性能:,(A)机械强度;(B)防水密封性能:径向阻水、纵向阻水;(C)防火阻燃性能:(a)阻燃性能:非金属材料总体积:A类7L、燃烧40min;B类3.5L、燃烧40min;C类1.5L、燃烧20min。(b)耐火性能:火焰温度A类:9501000,90min;B类:750800,90min。,1.6.4 护层接地方式(感应电压及计算),感应电压应控制在50V(有防护时为100V)。(A)正常运行时感应电压计算(三相等边):US2jln(2s/Ds)10-7,V/
20、m(B)短路运行时感应电压计算。(C)护层接地方式:(a)金属护套一点接地(一端或中点):无环流,感应电压与电缆长度成正比,短电缆线路常用。(b)金属护套两端接地:有环流,感应电压为零,但影响载流量,轻负荷电缆线路常用。(c)金属护套交叉换位连接:两端接地,中间用绝缘接头将护层交叉换位连接,无环流,感应电压与电缆长度成正比,但可以限制在允许的范围内,长电缆线路常用。(d)敷设“三七开”回流线:对于金属护套一点接地的较长电缆线路,沿线路敷设一条或多条两端接地良好的金属导线,即“回流线”,可以抵消部分感应电压。回流线“三七开”敷设,即1.7s,0.3s,0.7s敷设时效果最好。,电缆附件是电缆线路
21、必不可少的组成部分,没有附件则电缆是无法工作的。完成输电任务的是由电缆及附件组成的电缆线路整体。可以说电缆附件是电缆功能的一种延续。对于电缆本体的各项要求,如导体截面及表面特性、半导电层、金属屏蔽层、绝缘层及护层等各部分的要求也适用于对电缆附件,尤其是中间接头,即中间接头的各个部分应对应于电缆所有的各个部分。终端也基本一样,只是外绝缘有所特殊。除此之外,附件还有比电缆本体更多的要求,因为它的结构更复杂,弱点也更多。技术上难度也更大。主要有:1、导体连接技术;2、电场(应力)局部集中问题的处理技术;3、界面耐电强度提高技术;4、密封技术。,2 附件概述和实用技术,2.1.1 电缆附件分类,(1)
22、电缆终端电缆终端和电缆接头统称为电缆附件,它们是电缆线路中必不可少的组成部分。电缆终端是安装在电缆线路末端,具有一定绝缘和密封性能,用以将电缆与其他电气设备相连接的电缆附件。按使用场所不同,电缆终端可分为以下类型:(A)户内终端。用于不受阳光直射和淋雨的室内环境。(B)户外终端。用于受阳光直射和风吹雨打的室外环境。高压电缆户外瓷套管式终端又称为敞开式终端。为了减少附件品种,这种型式终端也用于户内。(C)设备终端。被连接的电气设备上带有与电缆相连接的相应结构或部件,以使电缆导体与设备的连接处于全绝缘状态。例如,插入变压器的象鼻式终端,和用于中压电缆的可分离连接器等。可分离连接器以硅橡胶或乙丙橡胶
23、为绝缘,常用的有插入式和螺栓式两种。(D)GIS终端。用于SF6气体绝缘、金属封闭组合电器中的电缆终端。GIS终端是高压电缆常用附件之一,多用于屋内配电装置。电缆终端按所用材料不同,有热缩型、冷缩型、橡胶预制型、绕包型、瓷套型、浇铸(树脂)型等品种。按外形结构不同,有鼎足式、扇形、倒挂式等。,(2)电缆接头,电缆接头是安装在电缆与电缆之间,使两根及以上电缆导体联通,并具有一定绝缘、密封性能的附件。电缆接头除连通导体外,还具有其他功能。按其功能不同,电缆接头有以下类型:(A)普通接头(直线接头)。用于两根同型号的电缆相互连接的接头。(B)绝缘接头。这种接头用于较长的单芯电缆线路各相金属护套交叉互
24、联,以减少金属护套损耗。(C)塞止接头。这种接头只作电缆的电气连接,而将被连接的电缆油道在接头处隔断,使其不能相互流通。(D)分支接头。用于将三根或四根电缆相互连接的接头。(E)过渡接头。用于两种不同绝缘材料的电缆相互连接,(F)转换接头。用于一根多芯和多根单芯电缆相互连接的接头。(G)软接头。可以弯曲的电缆接头,这种接头用于生产大长度水底电缆时,在制造厂将两根半成品电缆在铠装之前相互连。软接头也用于水底电缆检修,在现场用于工制作,也称为检修软接头。电缆接头按所用材料不同,有热缩型、冷缩型、绕包型(分带材绕包与成型纸卷绕包两种)、模塑型、预制件装配型、浇铸(树脂)型、注塑型等。,2.1.2电缆
25、终端和中间接头的现行标准,80年代后期,我国电线电缆行业协会和上海电缆研究所开始进行中低压电缆附件的标准化工作,着手制订35kV及以下电缆附件的基础标准和产品标准。迄今已制订了4个国家标准和11个行业标准。国际电工委员会(IEC)在各会员国要求下,于1991年筹划制订电缆附件标准,经过多次征求意见和修改,于1997年3月至5月先后颁布了6kV-30kV挤包绝缘电缆附件、纸绝缘电缆附件以及电缆附件试验方法等三个标准。国家标准(GB)、行业标准(JB)和IEC标准的标准号和名称。,2.1.3电力电缆附件技术基本要点、基本要求,基本要点:电力电缆附件的所有技术问题可以说主要是从两个方面来考虑和解决:
26、1、从电场分布及其改善措施来考虑(即结构设计)。改善电场分布的主要技术就是解决附件上出现的应力集中问题的处理技术。主要方法有:(1)几何结构法,增加等效半径,即应力锥结构;(2)电气参数法,增加周围媒质介电常数和和表面电容,即应力管结构;(3)几何结构与电气参数结合法。,1一电缆导体;2一电缆绝缘;3一金属护套,2、从提高绝缘耐电强度来考虑(即材料选用和改善)。主要技术有:(1)消除可能出现气隙和杂质的部位,特别是两种绝缘材料界面处杂质和气隙,用耐电强高的材料代替耐电强度低的材料,如用硅脂填充气隙。增加两种绝缘材料界面的压力以提高耐电强度。(2)用半导电屏蔽把气隙屏蔽到工作场强之外,同时也改善
27、了表面电场的分布。,基本要求,电缆有导体、绝缘、屏蔽和护层这四个结构层。作为电缆线路组成部分的电缆终端、电缆接头,必须使电缆的四个结构层分别得到延续。在电缆线路的故障统计中,电缆终端和电缆接头的故障次数,往往占据了相当大的比例。为了电缆输配电线路的安全运行,应当在以下几个方面,确保电缆终端和电缆接头的质量。()导体连接良好。()绝缘可靠。()密封良好。()足够的机械强度。,2.1.4 常用电缆附件关键技术、结构特点,1、常用电缆附件关键技术(1)热收缩附件热收缩附件关键技术。热收缩附件使用中的关键技术问题。(2)预制式附件预制式附件关键技术及使用中的关键技术问题。(3)冷缩式附件冷缩式附件关键
28、技术及使用中的关键技术问题。,2、常用电缆附件的结构特点,(1)热收缩附件热收缩型电缆附件是以聚合物为基本材料而制成的所需要的型材,经过交联工艺,使聚合物的线性分子变成网状结构的体型分子,经加热扩张至规定尺寸,再加热能自行收缩到预定尺寸的电缆附件。,(2)预制式附件,鉴于硅橡胶的综合性能优良,在35kV及以下电压等级中,绝大部分的预制型附件都是采用硅橡胶制造。这类附件具有体积小、性能可靠、安装方便、使用寿命长等特点。,(3)冷缩式附件,(A)冷收缩型电缆附件采用硅橡胶或乙丙橡胶材料制成,抗电晕及耐腐蚀性能强。电性能优良,使用寿命长。(B)安装工艺简单。安装时,无需专用工具,无需用火加热。(C)
29、冷收缩型电缆附件产品的通用范围宽,一种规格可适用多种电缆线径。因此冷收缩型电缆附件产品的规格较少,容易选择和管理。(D)与热收缩型电缆附件相比,除了它在安装时可以不用火加热从而更适用于不宜引人火种场所安装外,在安装以后挪动或弯曲时也不会像热收缩型电缆附件那样容易在附件内部层间出现脱开的危险。这是因为冷收缩型电缆附件是靠橡胶材料的弹性,压紧力紧密贴附在电缆本体上,可以适从于电缆本体适当的变动。(E)与预制式电缆附件相比,虽然两者都是靠橡胶材料的弹性压紧力来保证内部界面特性,但是冷收缩型电缆附件不需要像预制式电缆附件那样与电缆截面一一对应,规格比预制式电缆附件少。另外,在安装到电缆上之前,预制式电
30、缆附件的部件是没有张力的,而冷收缩型电缆附件是处于高张力状态下,因此必须保证在贮存期内,冷收缩型部件不能有明显的永久变形或弹性应力松弛,否则安装在电缆上以后不能保证有足够的弹性反紧力,从而不能保证良好的界面特性。,2.1.5电缆附件安装注意事项,在电力系统中大量使用的挤包电缆是交联聚乙烯电缆,施工过程中应注意以下几个问题:1、附件安装前要对电缆进行校潮。2、附件安装场所应保持干燥和清洁。施工场地无灰尘等杂物。3、油纸绝缘电缆专用工具和交联电缆专用工具应分开使用。4、对不可剥离的外半导电屏蔽层进行处理时,不可伤及电缆绝缘层。5、附件安装前,要用无水酒精或其他专用清洁剂对绝缘表面进行清揩。并且应从
31、绝缘开始向半导电屏蔽层方向清揩,不能相反方向。6、绕包式附件施工过程中,操作者应戴尼龙手套,绕包过程应注意绝缘带的拉伸比例,绝缘厚度应有足够的裕度以避免手工绕包造成的偏差。7、热缩式附件施工过程中,接头工应该注意火焰的温度,热缩过程要求加热均匀,无气泡和皱纹,热缩式附件各部分热缩后,应该尽量避免移动。如果经过弯折和移动,应该再次加热,8、在预制式附件的安装过程中,应该将导体端口用PVC胶带包绕,绝缘的端口要倒角,防止损伤附件内壁。9、半导电带不宜绕包太多。,2.2导体连接,从近几年电缆附件发生故障解剥原因分析,有一半的故障是因导体压接不良造成的,压接的电气和机械性能取决于压接塑性变量的大小和实
32、际接触面积。为此,必须选择合适的连接金具和合理的压接模具,同时还应用正确的压接工具。(一)导体连接的方法(1)压缩链接(2)机械连接(3)锡焊连接(4)熔焊连接,2.2.2 电缆用接线端子和连接管,接线端子(GB14315-93)压接型接线端子是一种使电缆末端导体与电气装置连接的导电金具。它与电缆末端导体连接的部位是管状,与电气装置连接的部位是特定形状的平板,平板中央有与螺栓配合的圆孔。压接型接线端子按材料不同有铜、铝之分,按结构特征不同,有非密封式和密封式两种类型。接线端子的规格尺寸按其适用的电缆截面积确定,应符合接触电阻和抗拉强度的要求。管状部位的内径要与电缆导体的外径相配合。相同截面的导
33、体,紧压型导体适用的端子内径要比非紧压型的稍微小些,截面较大时,两者相差约1-2mm。,2.2.3 压接模具,压接模具的作用是在压接工艺过程中,借助压接钳的压力使导电金具和电缆导体的连接部位产生塑性变形,在界面上构成导电通路并具有足够机械强度。压接模具的正确设计和选用,关系到压接质量的稳定。压接模具的宽度取决于压接钳的出力。导体压接面的总宽度,应当是压接管壁厚的2.75-5.5倍。当压接钳压力一次不能满足压接面宽度所需要的压力时可分两次压接。压接模具有围压模和点压模两个系列。预制式电缆接头的压接应采用围压,因为围压工艺有利于预制件内半导体与接管的连接。压接模具的规格尺寸表(略)。,2.2.4
34、压接工艺要点,为使导体压缩连接能够形成良好的导电通路,具有足够的机械强度,并保持性能稳定,压接过程中应注意以下几点。(1)压接前要检查核对连接金具和压模,必须与电缆导体标称截面、导体结构种类(紧压或非紧压)相符。(2)应清除导体表面油污,铝导体要用钢丝刷除去表面氧化膜,使导体表面出现金属光泽。(3)导体经圆整后插入连接管或接线端子,插入长度必须充足。(4)压接顺序,每道压痕间距及其与端部的距离应符合规定。在压接部位,围压形成的边应在一个平面上,点压的压坑中心线应成一条直线。(5)当压模合拢到位后,时间应停留1015s,使压接部位金属塑性变形达到基本稳定后,才能松模。(6)压接后,压接部位表面应
35、光滑,不应有裂纹或毛刺,边缘处不得有尖端。点压的压坑深度应与阳模的压人部位高度一致,坑底应平坦元裂纹。,2.2.5 铜和铝以及截面不相同的导体如何连接,铜铝导体的对接方法铜铝两种导体对接,可采用铜铝过渡接管。这种接管是用紫铜棒和铝棒经摩擦焊接或闪光焊接,而后经车制成适合一定截面的连接管,以压接法连接。铜铝两种导体对接,也可以采用经镀锡的铜连接管,以压接法连接。截面不相同的导体连接(1)两种不同截面的铜导体相连接,可采用开口或有浇注孔的铜接管,以锡焊法连接;也可以用紫铜棒车制成适合大小截面的连接管,以压接法连接。(2)不同截面的铝导体相连接,可采用铝棒经车制成适合大小截面的连接管,以压接法连接。
36、(3)不同截面的铜导体和铝导体连接,可采用铜棒经车制成适合大小截面的连接管,镀锡后,以压接法连接。,2.3 附件通用安装材料的性能和使用条件,2.3.1 包绕绝缘材料电缆终端和中间接头制作,都要包绕附加绝缘、屏蔽层、密封层和护层,需要使用各种绝缘包带、屏蔽包带、护层包带等。现将绝缘带的种类及其性能分述如下。(1)J-50型高压绝缘自黏带。J-50型高压绝缘自黏带有两种规格,适用于导体连续运行温度不超过90,运行电压不超过110KV的挤包绝缘电缆的终端和中间接头的增绕绝缘,也适用于其他场合的绝缘防水密封,但不适用于严重污染环境。J-50的产品规格及主要技术指标略如下:单位mm 规格 宽度 厚度
37、长度 J-50-1 25土2 0.60.08 5000 J-50-2 2550.750.08 5000(2)ZRJ-20型阻燃自黏带。ZRJ-20型阻燃自黏带适用于导体连续运行温度不超过70的10kV及以下的挤包绝缘电缆的终端和中间接头,有阻燃性能,规格与J-50型相同,机械性能略低于J-50型。(3)自黏性应力控制带。自黏性应力控制带厚度0.8mm,宽度25mm,适用于导体连续运行温度不超过90的35kV及以下电压等级的挤包绝缘电缆终端中的应力控制结。,(4)J基自黏性橡胶带。J基自黏性橡胶带是一种具有良好耐水、耐酸、耐碱特性的包绕材料,有四种规格。J-10型适用于1kV及以下,正常工作温度
38、不超过75的一般增绕绝缘和密封防水;J-20型适用于正常工作温度不超过75、3-10kV挤包绝缘电缆的终端和中间接头的绝缘保护;J-21型适用于10kV及以下的交联聚乙烯绝缘电缆中间接头的绝缘保护;J-30型适用于35kV交联聚乙烯绝缘电缆终端和中间接头中作包绕绝缘用。自黏性橡胶带在拉伸包绕后经过一定时间,自行结结成紧密的整体,但在空气中容易龟裂,因此绕包外面需覆盖两层黑色聚氯乙烯带。J基自黏性橡胶带有四种规格编号厚度 宽度 长度 编号 厚度 宽度长度1 0.70.08 201 5000 3 0.70.08 30士1 50002 0.70.08 251 5000 4 1.0士0.130士150
39、00(5)聚氯乙烯胶黏带。聚氯乙烯胶黏带厚度0.12mm,宽度10mm、25mm,用于10kV及以下电压等级的电缆终端一般密封。(6)半导电乙丙自黏带。半导电乙丙自黏带厚度0.6mm,宽度25mm,适用于导体连续运行温度不超过90的1l0kV及以下的挤包绝缘电缆终端和中间接头的半导电屏蔽结构。(7)双面半导电丁基胶布带。双面半导电丁基胶布带厚度0.25mm,宽度30mm,适用于10kV及以下电缆中间接头的内外屏蔽。(8)黑聚氯乙烯带。黑聚氯乙烯带厚度0.25mm,宽度25mm,用作电缆终端和中间接头最外层保护,无黏性,绕包末端要用绑线绑牢。(9)聚四氟乙烯带。聚四氟乙烯带厚度0.lmm,宽度2
40、5mm,绝缘性能好,但燃烧时产生剧毒气体,一般只在制作交联聚乙烯绝缘电缆终端时用作热塑化脱模用。(10)自黏性硅橡胶带。自黏性硅橡胶带厚度0.5mm,宽度25mm,绝缘性能好,耐电晕,适用于10kV及以下电缆终端增绕绝缘。,需要灌注到各种电缆终端盒和中间接头盒内起到增强绝缘和密封防潮作用的材料,主要有沥青基绝缘胶、聚氨醋电缆胶、电缆复灌油、G20冷浇环氧剂、ZRH-20阻燃环氧冷浇剂等。(1)聚氨醋电缆胶。聚氨醋电缆胶有优良的性能,导热好,能很快地将电缆导体产生的热量散发出去;弹性好,在通过短路电流的情况下,导体也不会发生窜动,是一种很有前途的灌注绝缘材料。(2)G20冷浇环氧剂。G20冷浇环
41、氧剂适用于10kV及以下的环氧树脂电缆终端和中间接头中。它是由厂家配制好的环氧树脂浇注剂,与固化剂配套分装供货,浇注温度应在15以上,使用方便。(3)ZRH-20阻燃环氧冷浇剂。ZRH-20阻燃环氧冷浇剂适用于10kV及以下的环氧树脂电缆终端头和中间头。也适用于有阻燃要求的其他场合。,2.3.2.灌注绝缘材料,2.4.1双接地线原理及其制作目前我公司的电缆已全部为交联电缆,而安装后及运行中的交联电缆线路的试验监测方法仍是国内外未能解决的技术课题。目前国际电工委员会IEC推荐的安装后交联电缆线路的试验方法是:对于新安装的电缆线路,a、交流耐压试验,1.73U0,5min或U0,24h,或b、直流
42、耐压试验,4U0(高压电缆为3U0),15min。我国交接试验标准GB50150-91也规定直流耐压4U0,15min。2.4.2对接地线的技术要求当电缆发生绝缘击穿或系统短路时,电缆导体中通过故障电流,将在电缆金属护套中产生感应电压,为了人身和设备的安全,在电缆终端和接头处必须按规定装设接地线。在电缆终端和接头处,应依据接地装置施工及验收规范的规定,将电缆终端和接头的金属外壳、电缆金属护套、铠装层、电缆与接头的金属支架,以及金属保护管,采用接地线或接地排接地。三相终端和接头的金属外壳和电缆金属护套,需用等位连接线联通,等位连接线应满足通过电缆护层的循环电流的需要。电缆终端和接头的接地线和等位
43、连接线,一般采用35mm2镀锡软铜线。截面在120mm2及以下的电缆,也可用25mm2的镀锡软铜线。在10KV的电缆线路中,当采用零序保护时,电缆应穿过零序电流互感器,当接地线连接点在零序电流互感器与终端之间时,该接地线应采用绝缘线并穿过零序电流互感器。,2.4电缆终端和接头对接地线的技术要求,交联电缆最重要的性能参数从检查交联电缆成品质量角度来看,最重要的性能参数有:A、电性能方面:直流电阻;局部放电量;耐电强度;B、非电性能方面:结构尺寸检查;微孔杂质检查;交联度(热延伸试验);内应力性能(热收缩试验);护层绝缘电阻。上述项目对于了解和验收一批电缆的质量很有意义,其中电性能为出厂试验项目,
44、每根电缆都做。非电性能项目为抽样试验或型式试验的部分项目,取成品的短样进行制片测试。交联电缆产品标准技术要求的新内容及趋势。(1)更加注重交联电缆产品(电缆本体及其附件)出厂前的质量水平;(2)而且更加注重的是其长期性能(30年以上的安全运行寿命);(3)即所谓的“遗忘工程(Forgetit)”;(4)更加注重交联电缆产品整体(电缆本体及其附件);(5)Cablesystem,质量水平。,3.2塑料电缆的试验项目及标准要求(重点:交联电缆绝缘电缆),实际上,对于出厂时的例行试验及安装后的交接试验及运行中的预防性试验,其选取原则是一致的,首先是非破坏的,即对良好绝缘不应造成损坏,其次有效性,对存
45、在的缺陷灵敏地检测出,最后必须可行性,操作方便、技术经济合理。目前出厂试验项目主要是导体直流电阻、交流耐压,对交联电缆还有局部放电试验。在工厂完成这些试验是符合上述一条原则的。但对于安装后及运行中的电缆线路来说,上述项目由于各种原因而不能简单照搬。针对具体电缆的特性,选择合理的试验项目,现将1997年实施的新的“电气设备预防性试验规程”有关电缆试验的内容简单介绍:(1)油纸绝缘电缆的试验项目及标准要求。(2)塑料电缆的试验项目及标准要求。(3)新的预防性试验规程中增加一些新的项目,3.3 敷设后及运行中电缆线路性能监测主要试验项目,3.4 当前国内外开展的交联电缆线路性能新试验技术简介(停电检
46、测,在线测检),归纳起来,目前国内外开展的新的交联电缆线路绝缘性能试验技术主要有两个发展方向。一是较传统的停电检测方法,这些方法对交接试验更为可行,对运行中的电缆也可进行检测。主要有:交流(或工频)谐振试验(IEC标准推荐20300Hz);超低频(0.1Hz)耐压试验(有正弦波及余弦方波等方法);振荡波冲击电压试验。另外一个发展方向是不停电检测方法,特别是状态监测技术。现阶段国内外已开展一些在线检测方法,虽然都还不很成熟,需要积累大量的数据,但这应该是个方向。目前报道较多的是在线直流分量检测,迭加法测绝缘电阻、在线测tg,低频迭加法测损耗,在线局部放电检测等。,4 全省电缆运行状况、存在问题和
47、措施,4.1.1电缆概况截止到2005年底,全省10-220kV电缆线路共有7134条,总长度5683.172KM。山东电网电缆线路概况。4.1.2电缆故障情况。运行电缆本体故障原因统计,运行电缆附件故障统计,电缆附件故障原因。通过统计分析可以看出:我省电缆本体故障以机械破坏为主,在222次电缆本体故障中,机械破坏186次,占故障总次数的83.78%。其次是安装质量和绝缘老化各占10次,分别占故障总次数的4.5%。在电缆附件故障中,附件安装质量、机械破坏、制造质量和绝缘老化是故障的主要原因。,运行电缆本体故障原因统计,运行电缆附件故障统计,电缆附件故障原因,4.2 年度内所做的工作,4.2.1
48、 建立健全电缆运行管理规章制度。4.2.2 加强电缆基础管理,确保资料准确完整。4.2.3 加强运行管理。4.2.4 新产品、新技术、新工艺、新材料使用情况和技术培训情况。4.2.5 反事故措施落实情况。4.2.6 采取有效措施,防止外力破坏。,由于过去对电力电缆专业重视不够,缺乏系统管理,人员配备相对较弱,没有制定完善的制度、规程、规范。随着电力电缆的迅猛发展,与电力电缆的技术进步和投运数量增长速度相比,电力电缆工作的管理相对滞后。各供电公司根据本单位电力电缆管理的实际情况,先后制定了“电缆专业工作管理标准”、“电缆线路设计规范”、“电缆设备定级标准”、“电缆沟施工现场管理标准”、“电缆沟井口井盖标准”、“电缆线路运行规程”、“电缆线路检修规程”、“电缆沟巡查管理规定”、“电缆反事故措施”、“电缆线路、电缆沟验收标准卡”等。济南供电公司在全省率先实行了电力电缆专业化集中管理,建立健全了电缆管理标准和规章制度。通过建章立制定标准,规范了生产管理,在电缆的标准化、规范化管理方面有了很大提高。,