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1、电力电缆基础知识,2014年12月,目 录,一、电力电缆及附件 二、电缆线路的设计 三、电力电缆的安装 四、电缆工程验收 五、电缆线路运维与检修 六、电缆故障检测与处理,一、电力电缆及附件,1、电力电缆的发展 电力电缆（power cable），用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线路。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。,电力电缆的使用至今已有百余年历史。 1879年，美国发明家T.A.爱迪生在铜棒上包绕黄麻并将其穿入铁管内，然后填充沥青混合物制成电缆。他将此电缆敷设于纽约，开创了地下输电。次年，英国人卡伦德发明沥青浸渍
2、纸绝缘电力电缆。 1889年，英国人S.Z.费兰梯在伦敦与德特福德之间敷设了10千伏油浸纸绝缘电力电缆。,1908年，英国建成20千伏电缆网。从此，电力电缆得到越来越广的应用。 1911年，德国敷设成60千伏高压电缆，开始了高压电缆的发展。 1913年，德国人M.霍希施泰特研制成分相屏蔽电缆,改善了电缆内部电场分布,消除了绝缘表面的正切应力，成为电力电缆发展中的里程碑。 1952年，瑞典在北部发电厂敷设了380千伏超高压电缆,实现了超高压电缆的应用。 到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高压电力电缆。,1897年（清光绪22年），中国第一根地下电力电缆在上海投入使用，长2700米，橡
3、皮绝缘铅包护套的照明电缆是进口产品。直到1939年在昆明（电缆厂）才生产出首根国产电缆。 2011年中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界第一大电线线缆生产国。 在我国，电线电缆产业是仅次于汽车行业的第二大行业。,2、电缆的分类 1）按电压等级： 1kV及以下为低压；3kV至35kV为中压；66kV至220kV为高压；330kV至750kV为超高压；800kV直流和1000kV交流及以上为特高压。 2）按绝缘材料分：油纸绝缘、橡塑绝缘电缆等。 3）按输送类型：交流电缆和直流电缆。,目前我国投入运行的最高电压等级电缆500kV。 2006年，贵州三板溪电站500kV XLPE电缆工程，电缆回路长
4、480米，其中竖井敷设高差达到146米。该项目是自2000年以来国内首个500kV XLPE电缆水电站项目，其中户外电缆终端是世界上第一个500kV XLPE电缆户外终端。 2010年, 上海500 kV静安（世博）输变电工程投运。采用两回路500 kV电缆供电，全线敷设于静安-三林电缆专用隧道内，隧道全长15.45km。是国内第1条长距离500 kV输电电缆线路，具有截面最大、距离最长、中间接头数量最多等特点。,2009年，我国第一个500kV超高压、长距离、大容量的跨海底充油电缆工程开始安装，这也是世界上继加拿大之后第二个同类工程。 海底电缆技术先进，结构复杂。每条海底电缆全长约千米，为世
5、界之最，中间没有接头，为单芯纸绝缘充油电缆。充油电缆生产要经过十几道工序，单根千米长的电缆，要求连续生产，特别是铅合金护套，中间不能中断或停顿，生产及施工难度大。为适应海底及高油压环境，电缆设计有防腐蚀层、防蛀层、横向加强层等。,3、电力电缆的结构,按结构类型分：三芯统包型电缆、单芯电缆,按绝缘材质分：油浸纸绝缘、橡塑绝缘电缆,充油电缆,油纸绝缘电缆已有超过百年的使用历史。 1889年，英国人S.Z.费兰梯在伦敦与德特福德之间敷设了10千伏油浸纸绝缘电力电缆。无论在制造上和使用上，油纸绝缘电缆都有一套非常成熟的技术和经验。 油纸电缆可靠性高、寿命长、适合超高压等级等优点；但敷设安装难度较大、绝
6、缘油易燃、线路落差受到一定限制。自从开发出不滴流浸纸绝缘后，解决了落差限制问题，使油浸纸绝缘电缆得以继续广泛应用。,交联电缆的使用历史不长，但发展很快。自60年代初美国GE公司生产制造出世界上第一条5kV交联电缆以来，大约每5年便提高一个电压等级。我国从80年代中期开始，在京、沪、穗、深等城市陆续进口了一批110-220kV交联电缆，运行情况总的来说还是不错的，各地在施工和运行方面也积累了一些有益的经验。 交联电缆的电气性能、耐热性及机械性较好，敷设安装方便，落差不受限制；但交联电缆从材料生产、处理到绝缘层(包括屏蔽层）挤塑的整个生产过程中，绝缘层内部难以避免出现杂质、水分和微孔，再者其长期运
7、行可靠性和使用寿命还有待作进一步的验证和评价。,电缆导体：铜、铝 电缆绝缘层： 纸绝缘：采用525毫米的木质纤维纸，经过绝缘浸渍后成为油浸纸绝缘，绕包在电缆导体上。交联聚乙烯：聚乙烯经过化学或辐照交联后的产物，具有介电常数小、介质损耗小的优点。 电缆屏蔽层：半导电屏蔽、金属屏蔽 作用：导体表面不光滑引起的电场集中、避免到体与绝缘层之间产程局部放电。,电缆外护层： 内衬层：无纺布、沥青、聚乙烯、聚氯乙烯等； 铠装层：钢铠、铅、波纹铝、钢丝、不锈钢等； 外被层：聚氯乙烯、聚乙烯等； 半导电层：石墨、挤塑半导电层等。,4、电力电缆的型号 电缆型号的编制方法：以字母和数字代号组合而成，加上电缆的额定电
8、压、芯数、标称截面及标准号。 产品系列代号：Z：纸绝缘；YJ：交联聚乙烯绝缘；Y：聚乙烯绝缘；ZR：阻燃电缆；CY：自容式充油电缆；NH：耐火 ；FY：防白蚁 等。 导体：T：铜（一般省略不写）；L：铝 护套代号含义：Q：铅护套；L：铝护套；LW：皱纹铝护套；V：聚氯乙烯护套；YH：橡胶护套。 电缆外护层代号的含义：按铠装层和外被层的顺序用两个阿拉伯字母表示。1：联锁钢带、纤维外被层；2：双层钢带、聚氯乙烯护套；3：细圆钢丝、聚乙烯外被层；4：粗钢丝。 例:ZR-YJLV22-8.7/10kV-3240,5、电缆的制造,6、电缆附件（Cable Accessories） 是连接电缆与输配电线路
9、及相关配电装置的产品，一般指电缆线路中各种电缆的中间连接及终端连接，它与电缆一起构成电力输送网络；电缆附件主要是依据电缆结构的特性，既能恢复电缆的性能，又保证电缆长度的延长及终端的连接。按其用途一般分为终端头及中间接头，终端头分为户内终端和户外终端。,油纸电缆户外终端,油纸电缆 户内终端,油纸电缆中间接头,三芯交联电缆热缩附件,三芯交联电缆冷缩附件,三芯交联电缆冷缩中间接头,电缆肘型插头,单芯交联电缆户外终端,单芯交联电缆GIS终端,单芯交联电缆中间接头： 直通接头、绝缘接头,不同类型电缆附件,110kV电缆“T”型接头,电缆线路接地、交叉互联箱、接地电缆,电缆分支箱、环网柜,7、电力电缆的优
10、缺点,优点：电缆敷设于地下，不占用空间，可容纳多回线路；有利于市容市貌，美观环境；受自然影响小，供电可靠性较高；运行维护费用比较架空线路低；电压质量高；电磁污染低等。 缺点：安装成本大、故障查找难、修复时间长、费用高；安装工艺复杂等。,二、电缆线路的设计,1、路径选择； 2、敷设方式 ； 3、电缆的选择； 4、电缆接头型号、终端头型号及绝缘材料选择； 5、交叉跨越及接近穿越建筑物区段的保护措施； 6、单芯电缆接地系统设计； 7、电缆供电系统电气主接线设计。,1、路径选择,2、敷设方式 沟、隧道,直埋、排管,桥架、竖井,海（江、湖）底,3、电缆的选择 应遵照以下原则： （1）电缆的额定电压要大于
11、或等于安装点供电系统的额定电压； （2）电缆持续容许电流应等于或大于供电负载的最大持续电流； （3）导体截面要满足供电系统短路时的热稳定和动稳定性的要求； （4）根据电缆长度验算电压降是否符合要求； （5）线路末端的最小短路电流应能使保护装置可靠的动作 。,4、电缆接头型号、终端头型号及绝缘材料选择； 电缆接头和终端的基本要求： 导体连接良好：连接点的接触电阻小而稳定。与相同长度、截面的电缆导体相比，连接点的电阻应不大于1，运行后其比值不应大于1.2； 绝缘可靠：满足各种状态下的长期安全绝缘结构，并有一定的裕度； 密封良好：能有效防止外界水分或有害物质侵入绝缘，防止绝缘剂流失； 足够的机械强度
12、：应能承受在各种运行条件下所产生的机械应力。,5、交叉跨越及接近穿越建筑物区段的保护措施,6、单芯电缆接地系统设计,7、电缆供电系统电气主接线设计,单环网供电系统,双环网电气主接线,H型接线模式,三、电力电缆的安装,1、电力电缆的敷设 1）工程前期准备：根据设计图现场确认电缆敷设路径（市政园、林绿化手续、相邻管线）；电缆敷设通道是否敷设要求（电缆支架、弯曲半径、电源、照明、排水、通风、管孔疏通等）；牵引力及侧压力计算、电缆盘摆放位置的选择；编制施工计划敷设人员及机械、工器具配备等； 2）电缆盘的运输和保管：电缆盘不允许平放运输，放置地点安全、平稳、牢靠； 3）敷设前电缆质量检查：电缆相关质保证
13、明、电缆盘外观、密封有无破损、规格型号是否正确、遥测护层绝缘电阻等。,电缆敷设图,敷设电缆,人工敷设,机械敷设,海缆施工准备 施工方案必须严格按照海洋勘察报告和设计文件编制，且必须满足海缆施工的现场作业要求。 海缆施工作业人员数量应满足施工的需要，施工管理人员及特殊工种人员的资质须报审合格。 敷设船只应满足以下条件： 1）船只的载重量、容积、吃水深度等应满足海缆总重量、长度、弯曲半径及作业水域等要求。 2）船只应配备合适的退扭架和布缆机，保证过缆时的退扭高度满足海缆的退扭要求。 3）船只应配有刹车装置、张力控制、牵引拉力、长度测量、入水角调整、导航和定位等仪器，并配有通讯设备。,海底电缆敷设,
14、电缆隧道敷设优质案例,水平蛇形敷设及 变形吸收装置,不良案例,2、电缆附件的安装 施工准备： 1）认真学习附件安装说明及图纸，掌握安装工艺要求； 2）检查电缆附件与设计是否相符、齐全、有无损坏等； 3）施工现场环境、电源及容量、照明等是否符合安装要求； 4）施工平台、防雨篷等搭建牢固、合理，符合安全要求，并具备防雨、防尘功能；,5）施工人员数量、技能水平配置是否符合工艺要求； 6）安装工器具规格型号、消耗性材料准备是否齐全、充足； 7）附件安装现场基础设施、构架、终端塔等是否与设计相符 ； 8）检查、核对电缆相位是否正确、外护层绝缘是否合格； 9）安装现场是否符合安全规程要求。,电缆中间接头结
15、构尺寸,电缆终端结构图,工器具及耗材准备： 根据不同电压等级附件安装需要配备：电缆校直器、加热及温度控制仪、电锯、手锯、压接钳、绝缘剥切刀、半导电剥切刀、反应力锥剥切器、应力锥扩张器、力矩扳手、套筒扳手、内六方扳手、测量工具、温湿度计、 除湿机、焊接用工具、吊装设备等 。常用耗材：无水乙醇、专用清洁纸、玻璃、专用砂纸、保鲜膜、清洁布、焊料、液化气等。 现场环境要求：相对湿度不大于70%。,10kV电缆剥切,导体连接,接地线连接,电缆附件密封,110kV及以上电缆附件安装,绝缘剥切、打磨,安装终端头 应力锥,安装中间接头应力锥,中间接头剖面,吊装户外绝缘套管,附件安装不良案例,电缆绝缘表面处理不
16、符合工艺要求,四、电缆工程验收,1、电缆线路的验收应分为中间验收和竣工验收。 2、电缆线路的验收内容包括电缆及附件的敷设安装、电缆路径、附属设备、交接试验、竣工资料等。 3、安装中的电缆线路，应按国家相关标准的有关规定进行质量检验及评定； 4、 隐蔽工程应在施工过程中进行中间验收，包括对电缆线路各种设施构筑物的前期验收。并应作好记录。,5、 电缆线路技术资料的验收 电缆线路验收时应做好下列资料的验收和归档。 1）电缆线路走廊以及城市规划部门批准文件。包括建设规划许可证、规划部门对于电缆线路路径的批复文件、施工许可证等。 2）完整的设计资料，包括初步设计、施工图及设计变更文件、设计审查文件等。 3）电缆线路（通道）沿线施工与有关单位签署的各种协议文件。 4）工程施工监理文件、质量文件及各种施工原始记录。,5）隐蔽工程中间验收记录及签证书。 6）施工缺陷处理记录及附图。 7）电缆线路竣工图纸和路径图，比例尺一般为1:500，地下管线密集地段为1:100，管线稀少地段，为1:1000。在房屋内及变电所附近的路径用1:50的比例尺绘制。平行敷设的电缆线路，必须标明各条线路相对位置，并标明
