電力電纜的分類及結(jié)構(gòu)

一、電力電纜的品種

跟著電力電纜使用規(guī)模的不斷擴(kuò)展和電網(wǎng)對電力電纜提出的新要求，制作電力電纜的新資料、新工藝不斷出現(xiàn)，電纜的電壓等級逐步增高，功能不斷增強(qiáng)和細(xì)分，電力電纜的品種越來越多。電力電纜能夠有多種分類方法，如按電壓等級分類、按導(dǎo)體標(biāo)稱截面積分類、按導(dǎo)體芯數(shù)分類、按絕緣資料分類、按功能特色和運(yùn)用場所分類等。

1.按電壓等級分類

電力電纜都是依照必定的電壓等級出產(chǎn)制作的，不同電壓等級的電纜使用于不同電壓等級的電網(wǎng)，同一電壓等級的電纜能夠選用相同的絕緣厚度，也能夠根據(jù)導(dǎo)體截面積不同、絕緣資料不同及接地方法運(yùn)轉(zhuǎn)情況不同，選用不同的絕緣厚度。我國電纜產(chǎn)品的電壓等級包含0.6/1、1/1、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10、8.7/15、12/15、12/20、18/20、18/30、21/35、26/35、36/63、48/63、64/110、127/220、190/330、290/500 kV共19種。

從施工技能要求、電纜中間接頭、電纜終端結(jié)構(gòu)特征及運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)等方面考慮，一起為了溝通的便利，也能夠根據(jù)電壓規(guī)模粗略進(jìn)行分類∶

（1）低壓電力電纜（1kV）。

（2）中壓電力電纜（6~35kV）。

（3）高壓電力電纜（110kV）。

（4）超高壓電力電纜（220~500kV）。

2.按導(dǎo)體標(biāo)稱截面積分類

電力電纜的導(dǎo)體是按必定等級的標(biāo)稱截面積出產(chǎn)制作的，這樣做是為了構(gòu)成必定的標(biāo)準(zhǔn)，既便于制作，也便于施工。

我國電力電纜標(biāo)稱截面積系列分為1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2500mm?，共27種。高壓和超高壓電力電纜標(biāo)稱截面積系列分為240、300、400、500、630、800、1000、1200、1600、2000、2500mm?，共11種。

在挑選電纜導(dǎo)體的截面積時，能選用一個大的截面積電纜時，就不要選用兩個或兩個以上的小截面積電纜來替代。

3.按導(dǎo)體芯數(shù)分類

電力電纜導(dǎo)體芯數(shù)有單芯、二芯、三芯、四芯和五芯共5種。單芯電纜一般用于傳送直流電、單相溝通電和三相溝通電，一般中、低壓大截面的電力電纜和高壓、超高壓電纜多為單芯。二芯電纜多用于傳送直流電或單相溝通電。三芯電纜首要用于三相溝通電網(wǎng)中，在35kV及以下各種中小截面積的電纜線路中得到最廣泛的使用。四芯和五芯電纜多用于低壓配電線路，跟著TN-S維護(hù)系統(tǒng)推行和普及，五芯低壓電纜的使用比四芯低壓電纜的使用會更多一些。一般情況下，只有1kV電壓等級的電纜才有二芯、四芯和五芯。

4.按絕緣資料分類

（1）擠包絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜包含聚氯乙烯絕緣電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、聚乙烯絕緣電力電纜、橡膠絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜制作簡單，重量輕，終端和中間接頭制作便利，施工和運(yùn)轉(zhuǎn)時允許曲折半徑小，敷設(shè)安全，維護(hù)量小，并具有耐化學(xué)腐蝕和必定的耐水功能，適用于高落差和筆直敷設(shè)。聚氯乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜一般多用于10kV及以下的電纜線路中;交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜多用于6kV及以上乃至110~500kV的電纜線路中;橡膠電力電纜，因為其柔性特別好，適用于35kV及以下的線路中，特別適用于發(fā)電廠、變電站、工廠企業(yè)內(nèi)部的連接線，礦山、船舶等場所以及其他常常移動的電器設(shè)備。

（2）油浸紙絕緣電力電纜。油浸紙絕緣電力電纜是歷史上使用最廣泛的一種電纜。油浸紙絕緣電力電纜的絕緣是一種復(fù)合絕緣，它是以紙為首要絕緣體，用絕緣浸漬劑充分浸漬制成的。

5.按功能特色和運(yùn)用場所分類

（1）阻燃電力電纜。普通電纜的絕緣資料有一個共同的缺點(diǎn)，便是具有可燃性。當(dāng)線路中或接頭處產(chǎn)生毛病時，電纜或許因局部過熱而焚燒，并導(dǎo)致擴(kuò)展事故。阻燃電纜是在電纜絕緣或護(hù)層中添加阻燃劑，即便在明火燒烤下，電纜也不會焚燒。阻燃電力電纜的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的普通聚氯乙烯絕緣電力電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu)基本上相同，而用料有所不同。關(guān)于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其填充物（或填充繩）、繞包層內(nèi)襯層及外護(hù)套等，均在原用資料中加入阻燃劑，以阻止延燃;有的電纜為了下降電纜火災(zāi)的毒性，電纜的外護(hù)套不必阻燃型聚氯乙烯，而用阻燃型聚烯烴資料。關(guān)于聚氯乙烯絕緣電力電纜，有的選用加阻燃劑的方法，有的則選用低煙、低鹵的聚氯乙烯料作絕緣，而繞包層和內(nèi)襯層均用無鹵阻燃料，外護(hù)套用阻燃型聚烯烴資料等。至于選用哪一種型式的阻燃電力電纜，要根據(jù)運(yùn)用者的具體情況進(jìn)行挑選。

（2）耐火電力電纜。耐火電力電纜是在導(dǎo)體外添加有耐火層，多芯電纜相間用耐火資料填充。其特色是可在產(chǎn)生火災(zāi)以后的火焰焚燒條件下，堅持必定時刻的供電，為消防救火和人員撤離供給電能和控制信號，從而大大減少火災(zāi)損失。耐火電力電纜首要用于1kV電纜線路中，適用于對防火有特殊要求的場合。

二、電力電纜的基本結(jié)構(gòu)

不論是何種品種的電力電纜，其最基本的組成有三部分，即導(dǎo)體、絕緣層和護(hù)層。關(guān)于中壓及以上電壓等級的電力電纜，導(dǎo)體在運(yùn)送電能時，具有高電位。為了改進(jìn)電場的散布情況，減小導(dǎo)體外表和絕緣層外外表處的電場畸變，避免尖端放電，電纜還要有表里屏蔽層。總的來說，電力電纜的基本結(jié)構(gòu)有必要有導(dǎo)體（也可稱線芯）、絕緣層、屏蔽層和護(hù)層四部分組成，這四部分在組成和結(jié)構(gòu)上的差異，就構(gòu)成了不同類型、不同用處的電力電纜，多芯電纜絕緣線芯之間，還需要添加填芯和填料，以利于將電纜絞制成圓形，便于出產(chǎn)制作和施工敷設(shè)。以下是這四個組成部分的效果和要求。

1.線芯

（1）效果。線芯的效果是導(dǎo)電，用來運(yùn)送電能，是電纜的一個首要部分。

（2）資料要求。電纜線芯的資料應(yīng)是導(dǎo)電功能好、機(jī)械功能高、資源十分豐厚的資料，適宜于生成制作和大量使用。

（3）標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)。

①截面。為了便于規(guī)劃制作和裝置施工，電纜的截面有必要選用標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行定型出產(chǎn)，即電纜的截面由小到大按標(biāo)稱截面標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出產(chǎn)。

②芯數(shù)。指電纜具有多少根線芯，一般有單芯、二芯、三芯、四芯、五芯電纜5種方式。

③形狀。有圓形、橢圓形、中空圓形和扇形線芯四種。

④結(jié)構(gòu)。若用單根實(shí)心的金屬資料制成電纜的線芯，線芯的柔軟性就會很差而不能隨意曲折，截面越大曲折越困難，這樣必定給出產(chǎn)制作和電纜敷設(shè)施工帶來無法克服的困難。經(jīng)研討和實(shí)踐證明，選用多股導(dǎo)線單絲絞合線作為線芯是最好的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)既能使電纜的柔軟性大大添加，又可使曲折時的曲度不會集在一處，而散布在每根單絲上，每根單絲的直徑越小，曲折時產(chǎn)生的曲折應(yīng)力也就越小，因而在允許曲折半徑內(nèi)曲折不會產(chǎn)生塑性變形，從而電纜的絕緣層也不致?lián)p壞。一起曲折時每根單絲間能夠滑移，各層方向相反絞合（相鄰層一層右向絞合，一層左向絞合），使得整個導(dǎo)體表里受到的拉力和壓力分解，這便是選用多股導(dǎo)線絞合方式的線芯的原因。

2.絕緣層

（1）效果。它能將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上互相阻隔，從而確保在運(yùn)送電能時不產(chǎn)生相對地或相間擊穿短路，因而絕緣層也是電纜結(jié)構(gòu)中不可短少的組成部分。

（2）資料要求。

①耐壓強(qiáng)度高。因為電纜導(dǎo)電部分的相間間隔及其對地間隔都較小，所以絕緣層承受著很高的電場強(qiáng)度，一般在1~5kV/mm之間，110kV的電纜中達(dá)8~10kV/mm，500kV的電纜中高達(dá)14~16.5kV/mm，電壓等級越高的電纜，對絕緣資料的耐壓強(qiáng)度的要求越高。

②介質(zhì)損耗角正切值低。運(yùn)轉(zhuǎn)于溝通電場中的絕緣介質(zhì)，因為極性分子的存在，絕緣層中將會有走漏電流通過，使絕緣層（介質(zhì)）發(fā)熱，這部分損耗稱為介質(zhì)損耗。電纜電壓等級越高，介質(zhì)損耗越大，這部分損耗高，發(fā)熱就大，絕緣就會加快老化，因而要求絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切值低。

③耐電暈功能好。絕緣層中的氣泡或表里外表的凸起在很高電場下易被電離而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，放電時產(chǎn)生的臭氧對絕緣層具有損壞效果，各種資料的耐電暈功能是不同的，因而要求選用耐電暈功能好的資料。

④化學(xué)功能穩(wěn)定。化學(xué)功能不穩(wěn)定的資料，在外來因素的效果下，其功能易改變，它的絕緣水平就會隨之產(chǎn)生變化，一般這種變化是使絕緣功能變差，這對電纜的運(yùn)用壽命有直接的影響，因而要選用化學(xué)功能穩(wěn)定的資料。

⑤耐低溫。一般情況下，非金屬資料的強(qiáng)度高，其脆化點(diǎn)高，電纜線路的施工（特別在北方地區(qū)）常常需在氣溫很低的情況下進(jìn)行裝置，一旦變脆很易損壞，就無法裝置，所以要求有耐低溫的功能。在北方冬季平均氣溫在0℃以下敷設(shè)高壓電纜需預(yù)先加熱后再施工。

⑥耐熱功能好。電纜的最高允許運(yùn)轉(zhuǎn)溫度取決于絕緣資料的耐熱功能，即在絕緣資料的物理功能和化學(xué)功能不產(chǎn)生變化時的最高允許溫度越高越好，這樣電纜線路允許通過的載流量越大，因而絕緣資料的耐熱功能越高越好。

⑦機(jī)械加工功能好。絕緣資料有必要具有必定的柔性和機(jī)械強(qiáng)度，這樣才有利于出產(chǎn)制作和施工裝置，因而這是絕緣資料應(yīng)具備的功能。

⑧運(yùn)用壽命長。絕緣資料通過必定長的時期，均會產(chǎn)生老化現(xiàn)象，功能下降甚至無法運(yùn)轉(zhuǎn)。因為電纜線路的成本、施工費(fèi)用高，敷設(shè)難度大，因而對電纜運(yùn)用壽命的要求更高，要求經(jīng)久耐用。現(xiàn)在電纜的運(yùn)用壽命一般不少于30年。

3.屏蔽層

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（1）效果。6kV及以上的電纜一般都有導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層，也稱為內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層。導(dǎo)體屏蔽層的效果是消除導(dǎo)體外表的不光滑（多股導(dǎo)線絞合會產(chǎn)生的尖端）所引起導(dǎo)體外表電場強(qiáng)度的添加，使絕緣層和電纜導(dǎo)體有較好的觸摸。相同，為了使絕緣層和金屬護(hù)套有較好觸摸，一般在絕緣層外外表均包有外屏蔽層。

（2）資料要求。油紙電纜的導(dǎo)體屏蔽資料一般用金屬化紙帶或半導(dǎo)電紙帶。絕緣屏蔽層一般選用半導(dǎo)電紙帶。塑料、橡皮絕緣電纜的導(dǎo)體或絕緣屏蔽資料分別為半導(dǎo)電塑料和半導(dǎo)電橡皮。關(guān)于無金屬護(hù)套的塑料、橡膠電纜，在絕緣屏蔽外還包有屏蔽銅帶或銅絲。

（3）結(jié)構(gòu)、品種。所謂金屬化紙，便是在厚度為0.12mm的電纜紙的一面，貼有厚度為0.014mm的鋁箔。所謂半導(dǎo)電紙，即在一般電纜紙漿中，摻入膠體碳粒所制成的紙，它的電阻率為1×10'~1×10°Ω·m。而半導(dǎo)電塑料、半導(dǎo)電橡皮，則要求電阻率在1×10°Ω·m以下，實(shí)際數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于這一數(shù)字。

4.護(hù)層

（1）效果。護(hù)層的效果是密封維護(hù)電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，以及避免外力直接損壞電纜絕緣層，有些電纜的外護(hù)套還具有阻燃的效果，因而它的制作質(zhì)量對電纜的運(yùn)用壽命有很大的影響。

（2）資料要求。護(hù)層資料的密封性和防腐性有必要杰出，并且有滿足機(jī)械強(qiáng)度，適當(dāng)考慮空氣中敷設(shè)電纜外護(hù)套資料的阻燃功能。

（3）結(jié)構(gòu)、品種。一般電纜的護(hù)層是由內(nèi)護(hù)套、內(nèi)襯層、鎧裝層和外被層（或外護(hù)套）等幾個部分有挑選的組合而成，充油電纜的護(hù)層有必要有加強(qiáng)層。為適應(yīng)不同環(huán)境場合的需要，護(hù)層在制作時，能夠選用這幾個部分不同組合的結(jié)構(gòu)，因而在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)注意按不同的用處挑選不同結(jié)構(gòu)的護(hù)層。