電力電纜概述
(一)能長期、安全可靠地傳輸大容量電能的絕緣電源稱為“電力電纜”。
電力電纜是導(dǎo)體外包有絕緣材料,并有各種保護(hù)層的電纜。它的主要功能與架空導(dǎo)線一樣,在電力系統(tǒng)中傳輸和分配大容量的電能用。與架空線的區(qū)別是電力電纜可在各種環(huán)境下敷設(shè),安全隱蔽、不受外界氣候變化的干擾;以及可以較少維護(hù),經(jīng)久耐用(一般要求40年以上)。但電力電纜的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,制造工序多,產(chǎn)品價(jià)格要比架空導(dǎo)線高出幾十倍;因此一般應(yīng)用于不適應(yīng)采用架空線路的場合,如城市中輸配電線路和工礦企業(yè)的動力引入與廠區(qū)的主干電力線路中;以及跨越江河鐵路站場,貫穿地下隧道等。實(shí)際上電力線路是架空導(dǎo)線與電力電纜共同組成的,架空導(dǎo)線側(cè)重于產(chǎn)生電源的輸、變、配電部分,而電力電纜側(cè)重使用于配電、用電端,因此,中低壓電力電纜的生產(chǎn)量占98%以上。
隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高,電力電纜在電力系統(tǒng)中的比例不斷增加。如城市中心區(qū)的中、低壓架空線路將逐步改為隱蔽的電纜線路,市郊和中心城鎮(zhèn)將采用架空絕緣電纜。
(二) 電力電纜應(yīng)具有下列技術(shù)特性
1, 能長期承受較高乃高的工作電壓,應(yīng)具有非常優(yōu)良的電絕緣性能,因此電力電纜按使用電壓級可分為:低壓(1千伏及以下)、中壓(6——35千伏)、高壓(66——330千伏)、超高壓(500千伏及以上)。
2, 能傳輸很大的電流(幾百安乃至幾千安),因此會采用截面積為幾百乃至幾千平方毫米的導(dǎo)電線芯。同時要求所用絕緣及其他材料具有優(yōu)良的耐熱老化性能,而整體結(jié)構(gòu)能保持熱平衡。
3, 為使電纜能適應(yīng)各種敷設(shè)方式和使用環(huán)境(地下、水中、溝管、隧道、豎井),必須采用多種組合的保護(hù)層結(jié)構(gòu)。
事實(shí)上,電力電纜所依托的高壓絕緣技術(shù)、大電流傳輸技術(shù)以及結(jié)構(gòu)平衡、護(hù)層結(jié)構(gòu)等均代表了電工學(xué)科中這幾方面的學(xué)術(shù)水平。
(三) 制造電力電纜的工藝設(shè)備主要有絞線機(jī),絕緣包覆設(shè)備,成纜機(jī)(將3——5根絕緣線芯絞合成纜),內(nèi)、外護(hù)套擠包機(jī)以及鎧裝(鋼帶、鋼絲鎧裝)設(shè)備。其中,不同的絕緣結(jié)構(gòu)采用不同的設(shè)備,且工藝技術(shù)要求*。
(四) 電力電纜均使用于電力系統(tǒng)中,因此一般不再分小類,而是按不同絕緣材料或結(jié)構(gòu)分出系列作為分類。
電力電纜的產(chǎn)品系列有:
1, 聚氯乙稀絕緣電力電纜 由于聚氯乙稀塑料價(jià)格便宜,物理機(jī)械性能較好,擠出工藝簡單,但絕緣性能一般。因此大量用來制造1千伏及以下的低壓電力電纜,供低壓配電系統(tǒng)用,年產(chǎn)量達(dá)十多萬公里。如采用加了電壓穩(wěn)定劑的絕緣料,允許上產(chǎn)6千伏級的電纜。
2, 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 由于聚乙烯是電絕緣性能的塑料,加上經(jīng)過高分子交聯(lián)后成為熱固性材料,因此其電性能好,機(jī)械性能和耐熱性好。近二十年來,已成為我國中、高壓電力電纜的主導(dǎo)品種,可適用于6——330千伏的各個電壓級中。
近年來,1千伏低壓電纜的交聯(lián)化已成為一個技術(shù)方向,關(guān)鍵是降低絕緣厚度使之在價(jià)格上能與聚氯乙稀電纜競爭。
3, 粘性油浸漬絕緣電力電纜 在1992年前是我國中壓電纜的主導(dǎo)產(chǎn)品。這是電力電纜的經(jīng)典結(jié)構(gòu),已有百多年的歷史,電、熱性能裕度大,使用壽命長(國內(nèi)還在用1923年敷設(shè)的進(jìn)口電纜)。但由于生產(chǎn)工序多,周期長,材料來源少等,已被交聯(lián)聚乙烯電纜所取代。
4, 充油電纜 是另一種結(jié)構(gòu)的油紙電纜,采用薄型絕緣紙繞包后,用低粘度油在壓力下填充間隙中。適用于66——500千伏。從上世紀(jì)六十年代起是我國高壓電纜的*產(chǎn)品,但近年來也已被交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓電纜所取代。
5, 橡皮絕緣電力電纜 是一種柔軟的,使用中可以移動的電力電纜,主要用于企業(yè)經(jīng)常需要變動敷設(shè)位置的場合。采用天然橡膠絕緣,電壓等級主要是一千伏,可以生產(chǎn)6千伏級。
6, 架空絕緣電纜 實(shí)質(zhì)上是一種帶有絕緣的架空導(dǎo)線,由于仍架設(shè)在電桿上,其絕緣設(shè)計(jì)裕度可小于電力電纜。絕緣可采用聚氯乙稀或交聯(lián)聚乙烯。一般制成單芯,但也可將3——4相絕緣芯絞合成一束,不加護(hù)套,稱為集束型架空電纜。