《电力电缆讲座》PPT课件.ppt
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1、35kV35kV电力电缆讲座电力电缆讲座张学晋张学晋张学晋张学晋目录目录n n第一部分 电力电缆基本情况n n第二部分 电缆工程设计相关部分n n第三部分 电力电缆电气安装工程施工及验收n n第四部分 电力电缆的运行维护管理 第五部分 电力电缆交接、预防性试验、检测主要依据:主要依据:主要依据:主要依据:GB50168-2006GB50168-2006)电力装置安装工程电缆线路施工及验收规范电力装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50150GB 501502006 2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50217-2007GB50217-20
2、07电力工程电缆设计规范电力工程电缆设计规范GB/T12706.3-2008GB/T12706.3-2008 GB50065-2011GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范交流电气装置的接地设计规范的的5.25.2部分部分DL/T4012002DL/T4012002高压电缆选用导则高压电缆选用导则DL/T1253-2013DL/T1253-2013电力电缆线路运行规程电力电缆线路运行规程、DBJ04/T319-2016DBJ04/T319-2016城市电力电缆工程设计及施工验收系列标准城市电力电缆工程设计及施工验收系列标准20122012年国家电网公司十八项电网重大反事故措施年国家
3、电网公司十八项电网重大反事故措施防止电力电防止电力电缆损坏事故部分缆损坏事故部分第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况1.011.01电力电缆的发明历史电力电缆的发明历史1880年,爱迪生在纽约,费兰蒂在伦敦几乎在同一时间发明了第一条电力电缆,他们把导线用绝缘材料包起来,埋在地下,用于照明供电。这就是最早的低压电缆。1890年英国开始安装10kV单相电缆。1910年英国开始使用35kV三芯电缆。1926年英国开始使用66kV充油电缆。1932年意大利安装了220 kV充油电缆。1960年法国制造了500 kV充油电缆1969年美国试装了345 kV SF6充气电缆。1969年法国安
4、装了225 kV聚乙烯绝缘电缆。1995年日本有了500 kV交联聚乙烯绝缘电缆。2000年以来各国在研制7501000 kV电缆。近些年各国的特殊电缆也在研制中,2006年我国安装了试验用超导电缆。1.021.02电缆供电网与架空供电网的主要区别电缆供电网与架空供电网的主要区别架空线路由基础、杆塔、横担、报箍、绝缘子、拉线、导线、引下线、接户线、接地线、连接金具、避雷器、跌落保险、杆上断路器、负荷开关、刀闸、变压器等组成。电缆线路由电缆、接头、终端、避雷器、连接金具、支第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况架、固定卡具、接地线、环网柜、分支箱、保护管、箱式变等组成。二者最主要的不
5、同是,电缆本体设备都是全封闭,电压防护为全屏蔽,具有良好的接地保护。架空线路设备基本属于开放性设备,进行绝缘化改造后,电压防护有所提高,但是没有地电位屏蔽措施,因此还必须保持一定的防护距离。1.031.03网络结构方面网络结构方面架空线路接线灵活,分支方便,更换改造设备容易。电缆线路分支不方便,更换改造设备困难。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 1.041.04运行、检修管理方面运行、检修管理方面架空线路各种设备外露,易于观察,巡视、清扫、故障查寻和缺陷处理方便。容易受到雨、雪、风等自然灾害影响。电缆线路大量设备安装属于隐蔽工程,不能直接观察,故障查寻困难,处理故障时间长。抵
6、抗雨、雪、风等自然灾害灾能力较强。1.051.05造价方面造价方面架空线路造价低,电缆线路造价高。根据估算,传输同样的容量,电缆工程要高于架空线工程610倍的投资。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况1.061.06电缆网的主要特点电缆网的主要特点电缆网的优点电缆网的优点:1占用地面和空间少。2受天气和外部环境影响小。3可提高系统功率因数。4有利于人身安全。5运行维护工作简单方便。6有利于城市规划,有利于环保。电缆网的缺点电缆网的缺点:1建设投资费用大第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况2电缆线路不易更改3分支技术复杂4电缆接头需要专门技术,费用较高。5故障寻测困难
7、,修复时间长。1.071.07电力电缆的基本结构电力电缆的基本结构通俗的定义:在金属线芯上进行绝缘挤包缠绕,用防护材料进行屏蔽、密封,能够传输电能的特殊导线。其构造特性要点:1、线芯;2、绝缘;3、防护;4、密封;第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况1.081.08电力电缆按照电压等级分类电力电缆按照电压等级分类6kV35kV中压电力电缆:6/6(7.2)kV;6/10(12)kV;8.7/10(12)kV;8.7/15(17.5)kV;21/35(40.5)kV;26/35(40.5)kV1.091.09按照绝缘材料划分电缆类型按照绝缘材料划分电缆类型1、交联聚乙烯绝缘电缆2、
8、聚氯乙烯(PVC)绝缘电缆3、聚乙烯(PE)绝缘电缆4、橡胶绝缘电缆第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况5、粘性油纸绝缘电缆 6、不滴流油纸绝缘电缆7、充油电缆8、充气电缆说明:橡塑绝缘电力电缆是指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡胶绝缘电力电缆1.101.10电缆导体(线芯):电缆导体(线芯):其作用是用来传输电能,常用材料为铜、铝,近来铝合金电缆开始推广;截面积(计量单位平方毫米):为了便于制造和使用电缆的截面采取标准系列规格,我国的规定是:2.5、4、6、10、16、25、第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况35、50、70、95、120、150、185、2
9、40、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、2000、2500等。1.111.11线芯结构:线芯结构:采取多根细丝绞合成束,绞合的根数国标也有规定,绞合后再经过模具进行压紧,使紧压系数从0.73提高到0.9以上,有利于进行压接连接。如果需要其它形状的导体如扇形,也可以通过不同的模具得到。这样的结构可以提高导体的抗拉强度和弯曲柔韧性。1.121.12电缆导体电阻:电缆导体电阻:由于导体本身具有电阻,在通过电流时会发热,其温升数值是限制电缆载流量的关键因素。因此我们希望导体的电阻越小越好。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况例如240mm2的
10、铜芯20时导体最大电阻,小于0.0754/k。导体电阻率反映两个方面的情况,金属的纯度达不到要求其电阻率要升高,线芯的实际截面积缩小其电阻率也要升高,因此我们检验电缆截面是否达到指标,是以电阻率即物理截面积为准。1.131.13导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层(内屏蔽层,内半导电层)一般情况3kV及以下低压电缆没有导体屏蔽层,6kV及以上的中高压电缆都必须有导体屏蔽层。导体屏蔽层是挤包在电缆导体上的非第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况金属层,体积电阻率为1001000 m。通常也称为半导体屏蔽层,与导体等电位。1.141.14电缆导体电阻:电缆导体电阻:由于导体本
11、身具有电阻,在通过电流时会发热,其温升数值是限制电缆载流量的关键因素。因此我们希望导体的电阻越小越好。例如240mm2的铜芯20时导体最大电阻,小于0.0754/k。导体电阻率反映两个方面的情况,金属的纯度达不到要求其电阻率要升高,线芯的实际截面积缩小其电阻率也要升高,因此我们检验电缆截面是否达到指标,是以电阻率即物理截面积为准。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 1.15 1.15导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层(内屏蔽层,内半导电层)一般情况3kV及以下低压电缆没有导体屏蔽层,6kV及以上的中高压电缆都必须有导体屏蔽层。导体屏蔽层是挤包在电缆导体上的非金属层,
12、体积电阻率为1001000 m。通常也称为半导体屏蔽层,与导体等电位。1.161.16导体屏蔽层主要作用:导体屏蔽层主要作用:消除导体表面的坑洼不平;消除导体表面的尖端效应;消除导体与绝缘之间的孔隙;使导体与绝缘之间紧密的接触;改善导体周边的电场分布;对于交联电缆导体屏蔽层还具有抑制电树生长和热屏蔽作用。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 1.17 1.17绝缘层绝缘层(主绝缘主绝缘)电缆主绝缘具有耐受系统电压的特定功能,在电缆使用寿命周期内,要长期承受额定电压和系统故障时的过电压,雷电冲击电压,保证在工作发热状态下不发生相对地或相间的击穿短路。因此主绝缘材料是电缆的质量关键。
13、交联聚乙烯是一种良好的绝缘材料,现在得到广泛的应用,其颜色为青白色半透明。交联聚乙烯主绝缘材料具有以下特性1较高的绝缘电阻 2能够耐受较高的工频、脉冲电场击穿强度,3较低的介质损失角正切值4化学性能稳定;第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 5耐热性能好,长期允许运行温度90。6良好的机械性能,易于加工和工艺处理。1.181.18电缆产品电压表示为电缆产品电压表示为 U0/U U0/U(UmUm)U0:电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压;(相电压)U:电缆设计用的导体间的额定工频电压;(线电压)Um:设备可承受的“最高系统电压”的最大值;(最高电压)例如;6/10(
14、12);8.7/10(12);21/35(40.5);26/35(40.5)kV 64/110(126)kV第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 1.19 1.19三相工频系统的中性点接地方式三相工频系统的中性点接地方式以上A、B、C三类电压的划分,是与系统保护有紧密联系的。保护的确定又与三相工频系统的中性点接地方式有密切的关联。接地方式有四种情况:中性点直接接地;中性经消弧线圈接地;中性点经电阻接地;中性点不接地。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况 26/35KV单芯铝导体交联聚乙烯绝缘电力电缆截面图第一部分第一
15、部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况1.201.20绝缘屏蔽层的工艺特性绝缘屏蔽层的工艺特性1 1绝缘屏蔽按照工艺分为可剥离型和不可剥离型,一般中压电缆,35kV及以下采用可剥离型,好的可剥离绝缘屏蔽具有良好的附着力,剥离后没有半导电颗粒残留。110kV及以上采用不可剥离型。不可剥离型屏蔽层与主绝缘的结合更紧密,施工工艺要求更高。1.211.21绝缘屏蔽层的工艺特性绝缘屏蔽层的工艺特性2 2在现代的交联生产工艺中导体屏蔽、主绝缘、绝缘屏蔽三层是在机器中同时完成的。即三层共挤技术,简称03技术。三层共挤技术更好的发挥了半导电材料的屏蔽作用。1.221.22金属屏蔽层金属屏蔽层金属屏蔽层包裹在绝
16、缘屏蔽层外,金属屏蔽层一般采用铜带或铜丝第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况,它是将电场限制在电缆内部,保护人身安全的关键结构。也是保护电缆免受外界电气干扰的接地屏蔽层。在系统发生接地或短路故障时,金属屏蔽层是短路接地电流的通道,其截面积应根据系统短路容量、中性点接地方式计算确定,一般35kV系统计算屏蔽层截面积推荐不小于35平方毫米。1.231.23金属屏蔽层的结构特性金属屏蔽层的结构特性在110kV及以上电缆线路中金属屏蔽层是由金属护套构成,既有电场屏蔽作用还有防水密封功能,同时还兼有机械保护功能。金属护套的材料和结构一般采用波纹铝护套;波纹铜护套;波纹不锈钢护套;铅护套等。
17、另外有一种复合护套,是采用铝箔贴在PVC,PE护套内的结构,在欧美的产品中使用较多。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况n n 单芯电缆的金属护套还是系统短路接地电流的通道,也是构成交叉互联系统的重要单芯电缆的金属护套还是系统短路接地电流的通道,也是构成交叉互联系统的重要通路。通路。n n1.241.24铠装层铠装层铠装层铠装层n n在内衬层外缠绕有金属铠装层,一般采用双层镀锌钢带铠装。其作用是保护电缆内在内衬层外缠绕有金属铠装层,一般采用双层镀锌钢带铠装。其作用是保护电缆内部,防止在施工、运行过程中机械外力对电缆的损伤。也兼有接地防护的作用。部,防止在施工、运行过程中机械外力对
18、电缆的损伤。也兼有接地防护的作用。n n铠装层有多种结构,如钢丝铠装,不锈钢铠装,非金属铠装等等,用于特殊电缆结铠装层有多种结构,如钢丝铠装,不锈钢铠装,非金属铠装等等,用于特殊电缆结构。构。n n1.251.25外护套外护套外护套外护套n n这是电缆最外边的保护,一般采用聚氯乙烯(这是电缆最外边的保护,一般采用聚氯乙烯(PVCPVC)聚乙烯)聚乙烯(PE)(PE),都是绝缘材料,都是绝缘材料,采用挤包成形。非直埋敷设时,电缆外护套采用阻燃聚氯乙烯(采用挤包成形。非直埋敷设时,电缆外护套采用阻燃聚氯乙烯(PVCPVC)。适应冬季)。适应冬季寒冷和夏季炎热的要求,不开裂,不软化。寒冷和夏季炎热的
19、要求,不开裂,不软化。n n外护套主要的作用是密封防止水分侵入,保护铠装层不受腐蚀,防止电缆故障引发外护套主要的作用是密封防止水分侵入,保护铠装层不受腐蚀,防止电缆故障引发的火灾扩大。的火灾扩大。第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况n n电缆型号和产品表示方法电缆型号和产品表示方法n n导体代号导体代号n n铜导体铜导体(T T)省)省 铝导体。铝导体。L Ln n绝缘代号绝缘代号n n交联聚乙烯绝缘交联聚乙烯绝缘YJYJ 乙丙橡胶绝缘乙丙橡胶绝缘EEn n硬乙丙橡胶绝缘硬乙丙橡胶绝缘EYEYn n金属屏蔽代号金属屏蔽代号n n铜
20、带屏蔽铜带屏蔽(D)(D)省略省略 铜丝屏蔽铜丝屏蔽SSn n护套代号护套代号5)5)n n聚氯乙烯护套聚氯乙烯护套VV 聚乙烯护套聚乙烯护套YYn n弹性体弹性体6)6)护套护套 F F 金属箔复合护套金属箔复合护套AAn n铝护套铝护套QQn n铠装代号铠装代号n n双钢带铠装双钢带铠装 2 2 细圆钢丝铠装细圆钢丝铠装33n n粗圆钢丝铠装粗圆钢丝铠装 4 4 (双)非磁性金属带(双)非磁性金属带7)7)铠装铠装66n n非磁性金属丝非磁性金属丝8)8)铠装铠装77n n外护套代号外护套代号 聚录乙烯外护套聚录乙烯外护套22n n聚乙烯外护套聚乙烯外护套 3 3 弹性体外护套弹性体外护套
21、44第一部分第一部分 电力电缆基本情况电力电缆基本情况n n注:注:n n5 5)包括挤包的内衬层和隔离套等。)包括挤包的内衬层和隔离套等。n n6 6)弹性体包括氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯或类似聚合物为基的材料。)弹性体包括氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯或类似聚合物为基的材料。n n7 7)非磁性金属带包括非磁性不锈钢带、铜或铜合金带、铝或铝合金带等。)非磁性金属带包括非磁性不锈钢带、铜或铜合金带、铝或铝合金带等。n n8 8)非磁性金属丝包括非磁性不锈钢丝、铜丝或镀锡铜丝、铜合金丝或镀锡铜合金丝、)非磁性金属丝包括非磁性不锈钢丝、铜丝或镀锡铜丝、铜合金丝或镀锡铜合金丝、铝或铝合金丝等。铝或铝合金丝等。
22、n n9 9)通常用绝缘作为电力电缆型号中的系列代号。)通常用绝缘作为电力电缆型号中的系列代号。n n n nG.1.3 G.1.3 产品表示方法产品表示方法n n产品用型号(型号中有数字代号的电缆外互层、数字前的文字代号表示内护层)、规产品用型号(型号中有数字代号的电缆外互层、数字前的文字代号表示内护层)、规格(额定电压、导体芯数、标称截面积及金属屏蔽的标称截面积)及本部分标准编号格(额定电压、导体芯数、标称截面积及金属屏蔽的标称截面积)及本部分标准编号表示。表示。n n例如例如n n交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽聚录乙烯护套电缆,额定电压为交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽聚录乙烯护套电缆,额定电压为26/3
23、5kV,26/35kV,三芯铜导体,标称截三芯铜导体,标称截面积面积240mm2240mm2,表示为:,表示为:n nYJV-26/35 3X240 GB/T 12706.3-2008YJV-26/35 3X240 GB/T 12706.3-2008n n交联聚乙烯绝缘铜丝屏蔽聚录乙烯内护套钢带铠装聚录乙烯护套电力电缆,额定电压交联聚乙烯绝缘铜丝屏蔽聚录乙烯内护套钢带铠装聚录乙烯护套电力电缆,额定电压交联聚乙烯绝缘铜丝屏蔽聚录乙烯内护套钢带铠装聚录乙烯护套电力电缆,额定电压交联聚乙烯绝缘铜丝屏蔽聚录乙烯内护套钢带铠装聚录乙烯护套电力电缆,额定电压为为为为26/35kV26/35kV,单芯铜导体
24、,标称截面积,单芯铜导体,标称截面积,单芯铜导体,标称截面积,单芯铜导体,标称截面积240mm2240mm2,铜丝屏蔽标称截面积,铜丝屏蔽标称截面积,铜丝屏蔽标称截面积,铜丝屏蔽标称截面积25mm2,25mm2,表示为:表示为:表示为:表示为:n nYJSV22-26/35 1X240/25 GB/T 12706.3-2008YJSV22-26/35 1X240/25 GB/T 12706.3-2008n nG.2 G.2 成品电缆标志成品电缆标志n n成品电缆的护套表面应有制造厂名称、产品型号及额定电压的连续标志,标志应自己成品电缆的护套表面应有制造厂名称、产品型号及额定电压的连续标志,标志
25、应自己清楚、容易辨认、耐擦。清楚、容易辨认、耐擦。n n成品电缆标志应符合成品电缆标志应符合GB/T6995.3-2008GB/T6995.3-2008规定。规定。电缆设计的线电压U为35kV;单芯,标称截面为30021.271.271.271.27如何确定电缆的订货长度如何确定电缆的订货长度如何确定电缆的订货长度如何确定电缆的订货长度电缆的订货长度,应符合下列规定:(1)长距离的电缆线路,宜采取计算长度作为订货长度。对35kV以上电压单芯电缆,应按相计;当线路采取交叉互联等分段连接方式时,应按段开列。(2)35kV及以下电压电缆用于非长距离情况,宜考虑整盘电缆中截取后不能利用其剩余段的因素,
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