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1、2019/10/18,System & Product Basic Training ,2019/10/18,page 2 /,Where does power come from,天然能源 （煤炭，天然气，燃油， 水，风，太阳能，核能）,汽轮机，水轮机 水蒸汽（加热）,发电机 （汽轮机，水轮机 推动发电机发电）,升压变压器 （将电压提升）,变电所 （断路器，隔离开关，熔断器， 接触器，仪器仪表， 接地系统，控制保护系统等等）,输电线路 （架空线路，电缆线路）,变电所 降压变压器 （降低电压）,最终用户,配电系统,2019/10/18,page 3 /,Voltage class of pow
2、er system,电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。 随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。,根据城市电力网规定设计规则规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高
3、压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。,10 kV供电范围为10Km、35 kV为2050Km、66 kV为30100Km、110 kV为50150Km、220 kV为100300Km、330 kV为200600Km、500 kV为150850Km。,52kV 主要用于电气化电路，52KV 及以上属于高压电缆附件范围,2019/10/18,page 4 /,Cable system introduction,Outdoor Terminations,Equipment Terminations,Joints,2
4、019/10/18,page 5 /,Cable system introduction,电力电缆线路概述 电力电缆线路-由电缆本体和附件及其他安装器材组成： a 电缆本体（一般简称电缆） b 附件- 中间接头（完成电缆与 电缆之间的接续） 终 端 （完成电缆与 其他电器设备的连接） 分为户内型、户外型、设备式（特点为与相关设备直接全封闭式连接， 如GIS终端、变压器终端、与开关柜直接连接终端，中低压范围又称为可分离式连接器） c 其他安装器材（接地箱、桥架、穿管、防火材料等) 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 架空输电线路特点：高压输电导线通过空
5、气绝缘隔离，大地为地电极,2019/10/18,page 6 /,Cable structure introduction,6-铜丝屏蔽（仅用于复合护套） 7-金属护套（铅，铝，复合护套） 8-外护套（PVC, PE)，外加石墨层,1. 2-紧压线芯，导体（铝，铜），结构（绞合或分列） 3-导体屏蔽（挤塑） 4-绝缘（高纯XLPE或EPR)，绝缘厚度随截面变化 5-线芯屏蔽（挤塑）,2019/10/18,page 7 /,Cable structure introduction,导体：,导体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（曲线）,分割：,绞
6、合：,240800sqmm,8002500sqmm,2019/10/18,page 8 /,Cable structure introduction,金属屏蔽：,代替导体形成了光滑园整的表面，大大改善了表面电场分布,绝缘屏蔽：,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,护层：,针对各种环境使用条件设计有相应的护层结构。主要是机械保护（纵向、径向的外力作用），防水、防火、防腐蚀、防生物等。可以根据需要进行各种组合。,护套导电层：,用于检测电缆敷设过程中可能的护套损坏,2019/10/18,page 9 /,Cable structure intr
7、oduction,绝缘种类：,世界范围内主要使用 - 纸(不滴流，充气，充油) - XLPE - PVC (只限低压) 较少使用 - EPR 乙丙橡胶 - PE,纸绝缘 优异的运行历史：在275kV及400kV电压等级上已运行40年以上 绕包纸带、浸渍处理、铅包或铝包 设计及制造非常成熟 运行良好 要求广泛的系统维护 500kV电缆正在运行中,XLPE 连续工作温度 90oC 采用特殊工艺挤包 优异介质性能 系统维护少 在超高压系统中运行(500kV电缆已运行) 20世纪70年代开发的技术 90年代超高压发展迅猛,2019/10/18,page 10 /,Cable structure int
8、roduction,立式连续交联,Accumulator 储线器,Conductor Pay Off 导体放线架,Triple Extrusion Head 三层共挤机头,Super-clean Polymer Feed System超净料送料系统,X-ray core measurement X-射线绝缘芯测量仪,2019/10/18,page 11 /,Cable structure introduction,2019/10/18,page 12 /,Manufacture,100 101 102 103 尺寸，m,0 0 0 60 40 20 击穿电压，kV,微孔 杂质,半导电层突起,2
9、019/10/18,page 13 /,Why we need to use cable accessories,电缆端头无终端时 的电场分布特点 E x=0 = Ucth(l ) 其中：=( vReqM K ) 1/ 2 式中： v ：绝缘层介电常数， M ：周围媒质介电常数， Req ：等效半径 = riln(ri/rc)， ri： 绝缘层半径, rc： 导体半径， K ：与周围媒质性质有关的系数。 当(vReqM K) 1/2 l 1.5时, cth(vReqM K) 1/2 l 1, 即增加l 对E x=0值几乎没有影响。只有增加周围媒质介电常数M 、等效半径Req 和与周围媒质性质有
10、关的系数K（包括表面电阻）可以降低E x=0值。,2019/10/18,page 14 /,CA basic technology,电力电缆附件技术基本原理 电力电缆附件的所有技术问题主要是从两个方面来考虑和解决的： 1) 电场分布与改善方面（即结构设计，解决应力集中的处理技术) 改善电场分布的常用方法有： -几何结构法，增加等效半径，即应力锥结构； -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； -几何结构与电气参数结合法。 2) 提高绝缘耐电强度（即材料选用和改善，界面耐电强度提高技术） 提高绝缘的耐电强度的主要技术是： -消除可能出现气隙和杂质的部位，特别是两种绝缘材界面
11、处杂质和气隙， -用耐电强度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。 -用半导电屏蔽把气隙屏蔽到工作场强之外，同时也改善了表面电场的分布。,2019/10/18,page 15 /,CA basic technology,电缆附件的结构原理及要点介绍 电缆附件是电缆线路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
12、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： l 导体连接技术 l 电场（应力）局部集中问题的处理技术 l 界面耐电强度提高技术 l 密封技术,2019/10/18,page 16 /,CA basic technology,常用电缆附件的原理及注意问题 1）热收缩附件 所用材料一般为以聚乙烯及乙丙橡胶等多种材料组分的共聚物组成。 主要采用应力管处理应力集中问题。 主要优点是轻便、安装容易、性能尚好。价格便宜。缺点：需要动火。 应力管是一种绝缘电阻率适中（107108m）
13、，介电常数较大（2530）的特殊电性参数的热收缩管，利用电气参数强迫电缆绝缘屏蔽断口处的应力疏散成沿应力管较均匀的分布。这一技术只能用于35kV及以下电缆附件中。因为电压等级高时应力管将发热而不能可靠工作。 其使用中关键技术问题是： 要保证应力管的电性参数必须达到上述标准规定值并且设计长度 足够，方能可靠工作。 另外注意用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口出的气隙以排除气体。 交联电缆因内应力处理不良时在运行中会发生较大收缩，因而在安装附件时注意应力管与绝缘屏蔽搭盖不少于20mm，以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。 热收缩附件因弹性较小，运行中热胀冷缩时可能使界面产生气隙，因此密封技术很重要，以防止潮
14、气浸入。,2019/10/18,page 17 /,CA basic technology,2）预制式附件 所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。 主要采用几何结构法即应力锥来处理应力集中问题。 其主要优点是材料性能优良，安装更简便快捷，不动火。 弹性好，使得界面性能得到较大改善，是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。价格较贵。 其使用中关键技术问题是： 附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求，适当的过盈量。 另外也需采用干硅脂润滑界面易于安装同时填充界面的气隙。 预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。,2019/10/18,page 1
15、8 /,CA basic technology,3）冷缩（预制）式附件 所用材料一般也为硅橡胶。一般采用几何结构或/和电气参数结合法来处理应力集中问题。与预制式附件相比，除了材料性能优良、不动火、弹性好，使得界面性能得到较大改善，也是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。其最大特点是安装工艺更方便快捷，且避免了预制式附件滑动时可能损坏界面性能的问题，安装到位后，其工作性能与预制式附件基本一样。 价格较贵。 其使用中关键技术问题是： 附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求，适当的过盈量。 另外也需采用干硅脂润滑界面易于安装同时填充界面的气隙。 预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。,2019/10/18,page 19 /,电缆附件,低压电缆附件 中压电缆中间接头 中压电缆终端 中压开关接线系统 高压电缆附件 核级电缆附件,2019/10/18,page 20 /,高压电力110kV电缆附件 泰科电子,户外（内）电缆终端,设备电缆终端,干 式,直通和绝缘中间接头,干 式,充 油,充 油,Y形中间接头,2019/10/18,page 21 /,高压电力电缆附件 设计理念,可靠的并且无需根据电缆设计的产品 高稳定性 灵活应用 宽范围 适用不同品牌的电缆 不同规格电缆的对接 安装 无/低投资 安装简单（更
