塑料绝缘电力电缆铜丝疏绕屏蔽剖析.pdf
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1、塑料绝缘 电力 电缆铜丝疏绕屏蔽剖析 上海机电 职大 王伟斌 吴 炯上海电 缆厂 胡建 国 狄永清 r 2 吖 摘要介绍 了国外 已在推广应 用的 塑力缆金属屏蔽疏绕结构。采用双 层反 向铜 丝疏绕或 铜 丝枷铜带间隙绕 包结构, 代替传统的铜带搭盖绕 包结掏, 无疑 其屏蔽特性将 固减少接触 电 阻而提 高; 如 再加上组合防水层, 将提 高防水树及局被 性。对结构设 计依据、 计算设 计参数进 行 了剖析; 并介绍 了计算机 计算短路 容量, 确 定铜丝尺寸、 根数、 工 艺参数的实用程序。 主题词 - 属材 蔽 ,间 隙绕 包,短路 流计算机辅助设计 CA 塑牟 i i 一 , ,J J
2、 , 、圣 铜 丝疏饶结掏新技术的优势 金属屏蔽 层结构形式的薪探索 在 国外 中高压塑力缆结构 中,凡要求用 于 电场屏蔽、导通 电容 电流和短路故障 电流 以及提高防雷特性的金属屏 蔽层, 己开始 逐 步用铜丝疏绕结构新技术, 以取代铜带搭盖 绕包的传统结构。 这是基于铜带搭盖绕包形 式在运行后,往往在搭盖问的接触面产 生氧 化物 以及弯, 曲冷热变形后, 减少 了接触压力, 造成接触 电租成倍增加, 影 响短路容 量, 影响 正常电容电流的导通,且 导致 电流流 向不是 轴向,而是绕绝缘外形成螺旋 电流,引起 电 感, 当雷电压或操作过电压时, 在屏蔽层上会 产生很 大感应 电压。 搭盖
3、绕包当接触不 良后, 热传导性下降, 导致 超过 正常允许温升下运行, 加速热老化, 最终 将导致热击穿。此外,在正常工艺条件 下硫 化时或运行超负荷下, 由于过热膨胀而 会导 致铜带 弓胀变形。铜带应 与半 导电层紧 紧接触并 良好接地; 反之 , 半导电层损 伤会使 局部放 电性能下降, 长期运行下去, 将导致 电 树开裂, 加速 电老化。 采用疏绕 铜丝 或疏绕铜丝加疏绕铜带结 构, 将 使上 述问题得 以改善 , 因为它没有氧化 层 , 弯 曲变形小, 热膨 胀变 形也小,接触 电阻 不会变大I 霞有 电感引起 电压 问题 ; 弯 曲热胀 不致 予损伤半导 电层, 困而 电性、 机械性
4、能及 热 性得到改善。 1 金属屏蔽 结构 的渣变 为确保金属屏蔽层与绝缘层或半导电层 的 良好接触 , 现今金属屏蔽结构几经改变, 其 性能越来越完善 , 并与防水层同时考虑, 形成 综台护层。其发展过程有如下几种 ( 1 )传统式的锕带 措盏绕 包。 ( 2 )铜带搭盖层外加铜丝疏绕, 以增大 容量。 【 3 ) 铜带间隙疏绕再加铜丝反 向疏绕 。 ( 4 )绕 包一层铜丝 以后,再加一层铜带 包扎。 ( 5 )双 层铜丝反 向疏绕,或在一层铜丝 绕 乜外 用扁铜丝反 向捆扎 这种 新 改 进 结 构, 可克服第( 4 ) 种结构的缺点。采 用屏 蔽结 构( 4 ) 的 电缆在运行或发热膨
5、胀 时, 因铜带和 铜丝 间不能产生有效滑动,常 造成铜带断裂 及铜丝堆 聚在一 起, 当局部短路 时, 铜丝 电流 过大而发热 集 中, 造成铜丝熔断。 ( 6 ) 目前,欧洲各国考虑铜丝结构不够 稳定, 均将铜丝压成 波浪 形, 在挤外半 导电层 时将铜丝嵌入 外半 导电层 内,或挤外 护套时 嵌 入外 护套 内。 ( 7 )铜丝疏绕结构 与热膨胀缓 冲层、径 向隔水层、 纵 向堵水层等防水结构综 合应用 2对防水结构的考虑 新近, 为提 高 3 5 k V、 1 1 0 k V级 电缆 的耐 1 1 维普资讯 http:/ 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o
6、m 免费下载水 ;尊 持性,强调 防水结掏 -并考虑 了以下几 种 选 坪 ( 1 ) 啦 属h T - 蔽后, 挤 P VO护套,没 有 防水护层, 只能用 于中、低压, 能用于 1 1 0 k V 及 以上 电压级 电缆。 ( 2 )用皱纹铝 ( 或铅)护套和 P VO外护 套, 但单位 民重最六, 敷 设不便,只用于特殊 场合 。 ( 3 )采用 吸水黪胀半导 电无纺布,纵 向 堵水层和铝 塑复台弗径 向隔水层,再加保护 铝塑复合带的热缓 冲层,最 后 用 P VG外 护 层 。 3 纵 向堵水屡 的应用 纵 向堵水层采用绕 包吸水膨胀半导 电无 纺布 带结 构。如果外护层损 伤,水份进
7、入金 属屏蔽空隙,金属屏蔽层下面的吸水膨胀带 可吸收进入 空隙的水份或潮气,并马上膨胀 堵住空隙, 阻止水份 进一步浸入 , 将浸水 区限 制在 1 2 m 内, 提 高了电缆 运行 可靠性。我 国 已在 1 1 0 k V 级 XL P E力缆 中采用防水 层 结构, 并 已有研 制品, 其 阻水带是 黑色半导 电 膨胀型阻水绕 包带 , 放在铜丝、 锕 带屏蔽层外 面; 而 1 0k V 级、3 5k V级 放在铜r 特、 铜丝里 面。阻水带亦有用 国产 白色阻水带,厚 0 5 5 M ,膨胀倍数为 5 6倍; 或用一层进 口黑 色带 加两层 白色带绕 包于金 属屏蔽外面,黑 色阻水带厚
8、0 6mm,膨 胀倍 数为 1 0倍 。 4 重 视 电缆绝 缘热膨 胀产 生的影响 XL PE具有较高的热膨 胀系数和较低的 压缩模量, 当电缆从冷 态到热态 时, 由于温度 增加使 绝缘体膨胀 ,在铝 塑复合带 上产生机 械压力, 可能导致复合带断裂。为肪止断裂, 可在护层中加一缓冲层, 它在 电缆 从冷到热 时, 能有效吸收绝 缘体 所产生 的径 向增 量; 而 当电缆 从热 到冷 时,叉能恢复其原状 。这种 膨胀还会使外屏蔽铜 带或铜丝嵌 入 电 缆 绝 缘 ,这对 于 1 1 0 k v级 以上的电缆 而言 , 特别 要考虑 由绝缘热膨胀而 引起的金属屏蔽变形 损 伤 问 题 。 J
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