中高压电力电缆半导电屏蔽电阻率特性分析.pdf
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1、2 0 0 4 年第 3 期 No 3 2 0 04 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e S ( : a b l e 2 0 0 4年 6月 J u n 2 0 0 4 中高压电力电缆半导电屏蔽电阻率特性分析 徐 刚 , 吴 炯 ( I 上海电机技术高等专科学校 , 上海 2 0 0 2 1 o ; 2 上海电机技术研究所 上海 2 0 0 0 8 0 ) 摘 要 : 本 文 分 析 了 GB T1 2 7 0 6 2 3 2 0 0 2及 GB T1 1 0 1 2 2 0 0 2额定 电压 6 3 0 k V 及 3 5 k V 和 l 1 O k V挤 包绝缘
2、电力电缆及 交联聚 乙烯绝缘电力电缆标; 住中提 出的半导 电屏蔽电阻率技术指标规定的理论依 据 探讨上述标准中指 出老化前 、 后导体半导 电屏蔽 电阻率均不超过 l 0 Q m 绝缘半导 电屏蔽电阻率均不 超过 5 1 0 Q m 规定值 对 电缆 运行 特性 的影响 。 关键词 : 中高压挤包绝缘电力电缆; 半导电屏蔽电阻率; 特性分析; 电阻率稳定性 中圈分类号 : TM2 4 7 1 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 0 4 ) 0 3 0 0 2 5 : 0 4 Anal y s i s of t he r e s i s t i v i t
3、 y of t h e s e m i c ondu c t i v e s h i e l d u s e d i n m i ddl e a nd hi g h vo l t a ge powe r c ab l e s XU Ga n g e t a l ( S h a ng h a i Hi g h 【 Te c h ni c a l S c h o o l f o r M o t o r Te c h n o l o g yS h a n g h a i 2 0 0 2 4 0Ch i n a) Ab s t r a c t :Th i s p a p e r a n a l y s
4、 e s t h e t h e o r e t i c a l 1b a s i s of t h e r e q u i r e me n t s f o r t h e r e s i s t i v i t 3 o f t h e s e mi c O n dU C t i v e s h i e l d 【 s t i p ul a t e d i n t h e s t a n d a r d s GB T l 2 7 0 6 2 3 2 0 0 2 Po we r c a b l e wi t h e x t r u d e d i n s ul a t i o n a n d
5、P o we r c a b l e wi t h 【 XI P E i n s u l a t i o n o f r a t e d v o l t a g e s 6 3 0 k V a n d 3 6 k V a n d GB T 1 1 O 1 7 1 2 2 0 0 2 P o w e r c a b l e wi t h e x t r u d e d i n s u l a t i o n a n d P o we r c a b l e wi t h XI P E i n s u l a t i o n o f r a t e d v o l t a g e o f 1 1
6、0 k VI t i n v e s t i g a t e s t h e e ffe c t o f t h e r e q u i r e me n t s s t i p ul a t e d i n t h e a n 1 s t a n d a r d s o n t h e c a b l e p e r f o r ma n c e t h a t t h e c o n d u e t or s hi e l d s h a l l h a v e a r e s i s t i v t y n o t e x c e e d i n g l 0 n F I 1 b e f
7、or e a n d a f t e r a g i n g a n d t h a t i n s u l a t i o n s h i e l d s h a l l h a v e a r e s i s t i v t y n o t e x c e e d i n g 5。 n m b e f o r e a n d a f t e r a g i n g Ke y wo r d s:mi d d l e a n d hi g h v o l t a g e p o we r c a b l e s wi t h e x t r u d e d i n s u l a t i o
8、n;r e s i s t i t y o f t h e s e mi c o n d u c t i v e s h i e l d I c h a r a c t e r i s t i c a n a l y s i s;s t a b i l i t y o f r e s i s t i v t y 1 前 言 随着橡 塑电力 电缆向 中高压 、 大容量发展 , 对电 力电缆结构中半导电屏蔽电阻率的指标及其在老化 前后 的稳定性提 出的要求 , 也越 来越 突出 。 多年来已 有众多 电缆 技术 工作者和专家强调作 为电缆结 构 中 第 四单 元 的 半 导 电屏 蔽 层 特 性
9、的 重 要 性 不 容 忽 视 1 M z _ 。国外也有不少专业标准制定了半导电屏 蔽 电阻率限定值 和技 术规范要求 , 我 国 2 0 0 2年 1 0月发 布 , 2 0 0 3年 4月 实施 的额定 电压 6 3 0 k V 和 3 5 k V 挤包 绝 缘 电力 电缆 及 附件 , 以及 1 i 0 k V 交联聚 乙烯绝缘 电力电缆 及附件 国家标 准中明确规 定 了成 品电缆 型式试 验 中要对半导 电屏蔽 电阻进行 试验 , 并规定 了半导 电屏蔽 电阻测量 方法 , 且要求 老 化前 、 后 的导 体屏 蔽 电阻率 不超 过 1 0 Q m, 绝缘 屏蔽不超过 5 1 0
10、Q ml 6 j 。可见 , 我 国电缆行业 也 收稿 日期 : 2 0 0 3 1 2 一 l 1 作者简介: 徐 刚( 1 9 5 8 一) , 男 浙江上虞人, 讲师 作者地址 : 上海市闵行 区江川路 6 9 0号 2 0 0 2 4 0 十 分重 视半 导 电屏蔽技 术参数 的选择 和规 范 , 这将 大大促进我 国橡塑 电力 电缆 的发展 。 本文将 从 吸收 、 理 解 的角度探 讨上述 标准 关于 半导电屏蔽电阻率技术参数、 技术要求提 出的理论 依据 并分析 相关规 定值对 电力 电缆运行 特性 的影 响 以供有 关人员的参考 。 图 1 2 半导电屏蔽电阻率限定的理论依据
11、2 1 为了确保 电缆 的安全运行 从 电缆 结 构 的等值 电路 出发 ( 图 1 ) 7 j , 设 外加 电压 作用下 , 电缆对地 电容 电流为 , 绝缘上 电压 维普资讯 http:/ 2 0 0 4 年第 3 期 NO 3 2 0 0 4 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e 8 Ca h i e 2 0 0 4年 6月 J u n , 2 0 0 4 降 和半导 电层上 电压降 【 之 比为 一1( RJ r-R“) I:( 尺,+ 尺, , ) ( ( 1 ) 【 l, 1 “ J ( 式 中, 尺 、 尺” 为导 体屏 蔽 和绝 缘 屏 蔽 的电 阻
12、( Q) ; ( 、 为绝缘层 电容 ( F) ; 为角频率 ( s ) 。若对 1 c m 长 绝缘线 芯 其 电容 为 1 p F, 工 频时 一3 1 4 ( s ) , R 、 尺 取 同一数量级 。 约 为 3 l 0 Q, 则 一3 3 1 4 ! 。( 。) 即半导电屏蔽层 上将 分配到电压 为绝缘 层上的干分 之一 这是相 当安全而不 至于引起半导 电层击 穿。 若 半导 电层厚 0 5 1 0 mm, 而周 长为 3 c m, 则半 导 电导电层 电阻率 约为 1 0 Qm 的数量级 , 所以半导 电层 电阻率 在工频 时只要 为 1 0 n m 就 能达 到要 求 , 但
13、脉冲电 压作 用下 ( 波 形 l 。 8 4 0 s ) , 因波 头时 间很 短 , 故 等值 的交 流频率 为 - 厂 1 o ( s ) , 这 时 为 了达到在 半导 电屏蔽 上 同样 的电压 分配 ( 即频率 比工频 增 加 1 0 3 1 4 1 0 。 倍 ) , 故 这 时要 求 半导 电 层的 电阻率 约为 : 1 0 3 1 4 1 0 6 1 0 1 1 0 。 Q m( 按 公式 ( 1 ) 可知 , 因 增 加 , 则( 尺 +R” ) 下 降) 。所 以一 般 为了保证 电缆安 全运行 , 要 求半 导 电层 的 电阻率 p 1 0 Q m( 与文献 6 国家标准
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