母线、电力电缆及绝缘子ppt课件.ppt

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1、发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 电力系统中性点的运行方式电力系统中性点的运行方式第三章第三章 电弧及电气触头的基本知识电弧及电气触头的基本知识 第四章第四章 低压电器低压电器 第五章第五章 熔断器熔断器 第六章第六章 高压开关电器高压开关电器 第七章第七章 互感器互感器 第八章第八章 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子 第九章第九章 电力电容器和电抗器电力电容器和电抗器 第十章第十章 电气主接线电气主接线 第十一章第十一章 自用电接线自用电接线 第十二章第十二章 配电装置配电装置 第十三章第十三章 接

2、地装置接地装置第十四章第十四章 电气设备的选择电气设备的选择第八章第八章 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子第一节母线第二节电力电缆第三节绝缘子本章小结思考练习第八章 母线、电力电缆及绝缘子第一节 母线教学内容教学内容l本节教学内容一、母线的作用二、母线的结构类型三、母线的安装和维护首页一、母线的作用一、母线的作用 母线：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置连接的导体。 母线的作用：汇集、分配和传送电能 母线包括：一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。二、母线的结构类型二、母线的结

3、构类型 l（一）敞露母线（）1.按母线的使用材料分类（1）铜母线 l 铜具有导电率高、机械强度高、耐腐蚀等优点，是很好的导电材料。但铜的贮藏量少，在其它工业中用途很广，因此在电力工业中应尽量以铝代铜，除在特殊技术上要求必须用铜线外，一般应采用铝母线。（2）铝母线l 铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量高，。而且一般情况下，用铝母线比用铜母线经济，因此，目前我国广泛采用铝母线。二、母线的结构类型二、母线的结构类型 l（一）敞露母线1.按母线的使用材料分类（3）铝合金母线有铝锰合金和铝镁合金两种。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小

4、，焊接困难，使用范围较小。（4）钢母线l 钢的电阻率比铜大（比铜大7 倍），用于交流时，有很强的集肤效应，其优点是机械强度高和价廉。它适用于高压小容量回路（如电压互感器）和电流在200A以下的低压回路和直流电路以及接地装置中。二、母线的结构类型二、母线的结构类型2.按母线的截面形状分类（1）矩形截面母线 l 在35k V 及以下的户内配电装置中，一般都采用矩形截面母线。矩形截面母线与相同截面积的圆形母线相比，散热条件好，冷却条件好、集肤效应较小。因此，在相同的截面积和相同的容许温度条件下，矩形截面母线要比圆形截面母线的容许工作电流大，或者是同一容许工作电流下，矩形截面母线的截面积要比圆形截面母

5、线的截面积小。矩形母线要比实心圆形母线所消耗的金属量少。l 为了增强散热条件和减小集肤效应的影响，宜采用厚度较小的矩形母线。但考虑到母线的机械强度，通常铜和铝的矩形截面母线的边长之比为1：51：12 ，最大的截面积为10*120=1200mm2（2）圆形截面母线 用在用在110kV及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。矩形母线母线圆形母线母线二、母线的结构类型二、母线的结构类型2.按母线的截面形状分类（3）槽形截面母线散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便。当每相需用三条以上的矩形母线时，一般采用槽形母线.常用在35kV及以下，持续工作电流在40008

6、000A的配电装置中。二、母线的结构类型二、母线的结构类型2.按母线的截面形状分类（4）管形截面母线 常用在常用在110kV及以上，持续工作电流在及以上，持续工作电流在8000A以上以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。压高，机械强度高，散热条件好。（5）绞线圆形软母线钢芯铝绞线钢芯铝绞线由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构成，一般用于成，一般用于35kV及以上屋外配电装置中。及以上屋外配电装置中。组合组合导线导线由多根铝绞线固定在套环上组合而成，用于由多根铝绞线固定在套环上组合而成

7、，用于发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。接。 二、母线的结构类型二、母线的结构类型l（二）封闭母线 l1.封闭母线的结构类型（1）按外壳材料分 （2）按外壳与母线间的结构形式分 1）不隔相式封闭母线 2）隔相式封闭母线 3）分相封闭式母线塑料外壳母线和金属外壳母线塑料外壳母线和金属外壳母线 三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止绝缘子免受污染三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力

8、和钢构的发热。减少相间电动力和钢构的发热。 三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，可较好三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，可较好地防止相间故障，在地防止相间故障，在定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。 每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。 l2

9、.全连式分相封闭母线的基本结构l（1）载流导体l（2）支柱绝缘子l（3）保护外壳l（4）伸缩补偿装置l（5）密封隔断装置封闭母线断面图a单个柱绝缘子b三个支柱绝缘子1载流导体;2保护外壳;3支柱绝缘子;4弹性板; 5垫圈;6底座; 7加强圈二、母线的结构类型二、母线的结构类型l 右图所示的全连式分相封闭母线, 是将每相每段外壳焊在一起, 且三相外壳两端用短路板连接并接地, 它允许母线外壳中流过轴向环流。不仅密封性好, 而且由于在三相外壳间存在环流,可对母线磁场进一步加以屏蔽, 因而可使短路电流在母线导体上产生的电动力降低到裸母线时的1/ 4 左右, 附近钢构件的感应发热损耗也减少到微不足道的程

10、度。也就是说，采用分相封闭母线后，短路时母线间产生的电动力以及母线四周构架的发热都能起到明显的降低改善作用。全连式分相封闭母线1母线;2封闭外壳;3连接外壳;4短路板二、母线的结构类型二、母线的结构类型l3.全连式分相封闭母线的特点优点： （1）运行安全、可靠性高 （2）母线附近钢构件中的损耗和发热显著减小 （3）短路时母线之间的电动力大为减小 （4）母线的载流量可做到很大缺点：（1）有色金属消耗约增加倍。 （2）外壳产生损耗，母线功率损耗约增加倍。 （3）相同截面母线载流量减小。 各相的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，不受自各相的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，不受自然环境和外物的影响，杜绝

11、了相间短路事故，同时外壳然环境和外物的影响，杜绝了相间短路事故，同时外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。多点接地，保证了人员接触外壳的安全。 三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应产生与三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的使壳外磁场减小到敞露母线的10%10%以下，壳外钢构发热可以下，壳外钢构发热可忽略不计。忽略不计。 当母线通过三相短路电流时，由一相电流产生的磁当母线通过三相短路电流时，由一相电流产生的磁场，经其外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁场再进入别相场，经其

12、外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁场再进入别相外壳时，还将受到该相外壳涡流的屏蔽作用，使进入壳外壳时，还将受到该相外壳涡流的屏蔽作用，使进入壳内磁场明显减弱，作用于该相母线电动力一般可减小到内磁场明显减弱，作用于该相母线电动力一般可减小到敞露母线电动力的敞露母线电动力的1/41/4左右。同时，各壳间电动力也减小左右。同时，各壳间电动力也减小很多。很多。 母线和外壳可兼作强迫冷却的管道。母线和外壳可兼作强迫冷却的管道。 二、母线的结构类型二、母线的结构类型l（三）绝缘母线 由导体、环氧树脂渍纸绝缘、地屏、端屏、端部法兰和接线端子构成，最适用于紧凑型变电站、地下变电所及地铁用变电站，占地面积减少，运行可

13、靠。 主要优点 （1）绝缘母线全绝缘，相间距不受电压等级的限制，）绝缘母线全绝缘，相间距不受电压等级的限制，只取决于安装尺寸，相间距大大减小，且运行可靠。只取决于安装尺寸，相间距大大减小，且运行可靠。（2）单根绝缘母线可根据通过的电流的大小设计，可）单根绝缘母线可根据通过的电流的大小设计，可满足任何电流的要求，避免了电流较大时使用多根电缆满足任何电流的要求，避免了电流较大时使用多根电缆并用所带来的电流不平衡问题。并用所带来的电流不平衡问题。（3）绝缘母线绝缘层的无模具浇注故意使得母线的形）绝缘母线绝缘层的无模具浇注故意使得母线的形状尺寸可根据需要做随意调整，满足各种需要。状尺寸可根据需要做随意

14、调整，满足各种需要。（4）绝缘母线连接装置的使用使得绝缘母线的安装非常）绝缘母线连接装置的使用使得绝缘母线的安装非常灵活，可根据不同的空间位置、安装尺寸做随意分段组合，灵活，可根据不同的空间位置、安装尺寸做随意分段组合，同时还可弥补由于某种原因造成的安装尺寸上的一些偏差。同时还可弥补由于某种原因造成的安装尺寸上的一些偏差。三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l1.母线的加工和制作（1）硬母线的校直（2）母线的下料（3）硬母线的弯曲（4）母线接触面的处理 硬母线使用前应检查母线表面是否光洁平整，不应有硬母线使用前应检查母线表面是否光洁平整，不应有裂纹、变形和扭曲现象。母线若有一定程度的弯曲和

15、扭曲，裂纹、变形和扭曲现象。母线若有一定程度的弯曲和扭曲，需进行校直。需进行校直。 硬母线的具体尺寸一般根据现场的情况来确定。手工硬母线的具体尺寸一般根据现场的情况来确定。手工下料采用钢锯，机械下料可用锯床、电动剪冲机等。下料下料采用钢锯，机械下料可用锯床、电动剪冲机等。下料时母线要留有适当的裕度。时母线要留有适当的裕度。 软母线施工要求满足设计规定的弧垂值，并使三相母线软母线施工要求满足设计规定的弧垂值，并使三相母线的最低点在同一水平。在切割导线时端头应加以绑扎，切断的最低点在同一水平。在切割导线时端头应加以绑扎，切断端面应整齐、无毛刺，并与线股垂直。使用砂轮切割机切割端面应整齐、无毛刺，并

16、与线股垂直。使用砂轮切割机切割时，导线应在砂轮切割台夹具上夹紧。铝股切割时一般采用时，导线应在砂轮切割台夹具上夹紧。铝股切割时一般采用手锯，切割时严禁锯伤钢芯。当铝股锯至最内层时只能锯其手锯，切割时严禁锯伤钢芯。当铝股锯至最内层时只能锯其铝股的铝股的2 23 3处，然后用手将其撇断。处，然后用手将其撇断。 等差弯两侧平行度偏差最大不得超过等差弯两侧平行度偏差最大不得超过3mm。弯曲部。弯曲部分应无裂纹，无明显褶皱。分应无裂纹，无明显褶皱。平弯平弯 立弯立弯 扭弯扭弯 鸭脖弯鸭脖弯 处理方法：人工和机械处理方法：人工和机械 加工好的接触面用钢丝刷刷去表面的氧化层，再涂上加工好的接触面用钢丝刷刷去

17、表面的氧化层，再涂上一层电力复合脂。具有镀银层的母线搭接面，不得进行锉一层电力复合脂。具有镀银层的母线搭接面，不得进行锉磨。母线接触面加工必须平整、无氧化膜。经加工后其截磨。母线接触面加工必须平整、无氧化膜。经加工后其截面允许的减小值：铝母线不应超过原来的面允许的减小值：铝母线不应超过原来的5 5，铜母线不，铜母线不应超过原来的应超过原来的3 3。三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l2.母线的布置（1）水平布置（2）垂直布置 （3）槽形母线布置 （4）软母线的布置 如图所示：三相母如图所示：三相母线固定在支持绝缘子线固定在支持绝缘子上，具有同一高度。上，具有同一高度。 竖放式：散热条竖放

18、式：散热条件好，母线的额定允件好，母线的额定允许电流较其他放置方许电流较其他放置方式要大，但机械强度式要大，但机械强度不是很好。不是很好。 平放式：载流量平放式：载流量不大，机械强度较高不大，机械强度较高 如图（如图（c c）所示：）所示：三相母线分层安装，三相母线分层安装，采用竖放式垂直布采用竖放式垂直布置，散热性强，机置，散热性强，机械强度和绝缘能力械强度和绝缘能力较高。较高。 如图所示：槽形如图所示：槽形母线均采用竖放式，母线均采用竖放式，两条相同母线之间每两条相同母线之间每隔一段距离用焊接片隔一段距离用焊接片进行连接，构成一个进行连接，构成一个整体。整体。 一般为三相水平布一般为三相水

19、平布置，用绝缘子悬挂。置，用绝缘子悬挂。 三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l3.母线的相序排列要求（1）上、下布置的交流母线，由上到下排列为U、V、W相；直流母线正极在上，负极在下。（2）水平布置的交流母线，由盘后向盘面排列U、V、W相；直流母线正极在后，负极在前。（3）引下线的交流母线，由左到右排列为U、V、W相；直流母线正极在左，负极在前右。l4.母线的固定母线母线; ;铜板铜板; ;螺钉螺钉; ;间隔钢管间隔钢管;5;5铁板铁板; ;拧入钢板拧入钢板; ;绝缘子绝缘子; ;撑杆撑杆单条矩形母线单条矩形母线三条矩形母线三条矩形母线槽形母线槽形母线 母线固定在支持绝缘子的端帽或设备接

20、线端子上的方法：母线固定在支持绝缘子的端帽或设备接线端子上的方法： 直接用螺栓固定、用螺栓和盖板固定、用母线固定金具直接用螺栓固定、用螺栓和盖板固定、用母线固定金具固定。固定。 三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l5.母线的连接（1）硬母线的连接 连接螺栓应选用镀锌螺栓。为了使螺栓拧紧后作用在母线上的压力，连接螺栓应选用镀锌螺栓。为了使螺栓拧紧后作用在母线上的压力，在靠母线的表面上应加装平垫圈，螺母侧应装有弹簧垫圈，可防止螺母在靠母线的表面上应加装平垫圈，螺母侧应装有弹簧垫圈，可防止螺母松动，且在母线热胀冷缩时起到缓冲作用。相邻螺栓应有松动，且在母线热胀冷缩时起到缓冲作用。相邻螺栓应有3

21、mm3mm以上的距以上的距离，以避免母线接头紧固螺栓间形成闭合磁离，以避免母线接头紧固螺栓间形成闭合磁 多片母线间，应保持不小于母线厚度的间隙，并在两片母线间加装多片母线间，应保持不小于母线厚度的间隙，并在两片母线间加装间隔垫以防止母线在运行中产生振动，但相邻的间隔垫距离应大于间隔垫以防止母线在运行中产生振动，但相邻的间隔垫距离应大于5mm5mm，以免形成闭合磁路。以免形成闭合磁路。 为防止热胀冷缩时使母线、设备及绝缘子等受到损伤，在施工中：为防止热胀冷缩时使母线、设备及绝缘子等受到损伤，在施工中：用螺栓直接固定母线时，母线上的螺栓孔应做成长圆形；用螺栓和盖板用螺栓直接固定母线时，母线上的螺栓

22、孔应做成长圆形；用螺栓和盖板固定母线时，可采用在螺栓上增加垫圈的方法，使盖板和母线之间留出固定母线时，可采用在螺栓上增加垫圈的方法，使盖板和母线之间留出1 11.5mm1.5mm间隙；用母线固定金具固定时，也应通过加垫圈的方法使固定间隙；用母线固定金具固定时，也应通过加垫圈的方法使固定金具和母线之间留出金具和母线之间留出1 11.5mm1.5mm间隙；在适当位置安装母线伸缩节，每隔间隙；在适当位置安装母线伸缩节，每隔以下长度设置一个：铝母线以下长度设置一个：铝母线151520 m20 m；铜母线；铜母线202030m30m；钢母线；钢母线303050m50m。母线伸缩节的截面不应小于母线截面的

23、。母线伸缩节的截面不应小于母线截面的1.21.2倍。倍。（1）硬母线的连接）硬母线的连接 在伸缩补偿器间母线端开有长圆孔，供温度变化时自由伸缩，在伸缩补偿器间母线端开有长圆孔，供温度变化时自由伸缩，螺栓螺栓8并不拧紧。补偿器由厚度并不拧紧。补偿器由厚度0.20.5mm薄片叠成，数薄片叠成，数量应与母线的截面相适应，材料与母线相同。当母线厚度量应与母线的截面相适应，材料与母线相同。当母线厚度小于小于8mm，可直接利用母线本身弯曲的办法来解决。，可直接利用母线本身弯曲的办法来解决。 当矩形铝母线长度大于当矩形铝母线长度大于20m20m、铜母线或钢母线长度大于、铜母线或钢母线长度大于30m30m时，

24、时，母线间应加装伸缩补偿器。母线间应加装伸缩补偿器。1 1补偿器；补偿器；2 2母线，母线，3 3支柱绝缘子支柱绝缘子4,84,8螺栓；螺栓； 5 5垫圈；垫圈；6 6衬垫；衬垫；7 7盖板盖板母线伸缩补偿器母线伸缩补偿器母线硬性连接母线硬性连接三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l5.母线的连接（2）软母线的连接 连接方式：液压压接、螺栓连接、爆破压接 。连接时常用金具：1 1）设备线夹）设备线夹2 2）耐张线夹）耐张线夹3 3）T T型线夹型线夹4 4）母线连接用金具）母线连接用金具5 5）间隔棒）间隔棒 用于母线或引下线与电气设备的接线端子连接用于母线或引下线与电气设备的接线端子连接

25、 用于高空主母线的挂设用于高空主母线的挂设 用于主母线引至电气设备的引下线的连接用于主母线引至电气设备的引下线的连接 包括压接管、并沟线夹。包括压接管、并沟线夹。 用于双线的连接和平整用于双线的连接和平整 三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l 6.母线的着色l 为了方便识别相序、防锈蚀和增加美观、散热能力，硬母线安装后应该进行油漆着色，（1）三相交流母线：U相黄色，V相绿色，W相红色（2）单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同（3）直流母线：正极赭色，负极蓝色（4）直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者紫色，接地者紫色带黑色横条 软母线因受温度影响而伸缩较大以及各股绞线

26、常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。 三、母线的安装和维护三、母线的安装和维护l7.母线维护的基本要求（1）母线安装完毕后，应把现场清理干净，特别是开关柜主母线内部等隐蔽的地方。支持绝缘子擦拭干净，再检测绝缘电阻和进行耐压试验。（2）母线在正常运行时，支持绝缘子和悬式绝缘子应完好无损，无放电现象。软母线弧垂应符合要求，相间距离应符合规程规定，无断股、散股现象。硬母线应平直，不应弯曲，各种电气距离应满足规程要求，母排上的示温蜡片应无融化；连接处应无发热，伸缩应正常。（3 3）母线的检修工作内容包括：清扫母线，检查接头）母线的检修工作内容包括：清扫母线，检查接头伸缩节及固定情况；检查、清扫绝缘

27、子，测量悬式绝缘伸缩节及固定情况；检查、清扫绝缘子，测量悬式绝缘子串的零值绝缘子；检查软母线弧垂及电气距离；绝缘子串的零值绝缘子；检查软母线弧垂及电气距离；绝缘子交流耐压试验等。子交流耐压试验等。（4 4）软母线损伤的原因：本身质量因素、长期通过负荷）软母线损伤的原因：本身质量因素、长期通过负荷电流造成发热、气候条件的影响以及其他外部情况影响。电流造成发热、气候条件的影响以及其他外部情况影响。导线损伤有下列情况之一者，必须锯断重接：导线损伤有下列情况之一者，必须锯断重接：1 1）钢芯铝线的钢芯断股。）钢芯铝线的钢芯断股。2 2）钢芯铝线在同一处损伤面积超过铝股总面积的）钢芯铝线在同一处损伤面积

28、超过铝股总面积的2525，单金属线在同一处损伤面积超过总面积的单金属线在同一处损伤面积超过总面积的1717。3 3）钢芯铝线断股已形成无法修复的永久变形。）钢芯铝线断股已形成无法修复的永久变形。4 4）连续损伤面积在允许范围内，但其损伤长度已超出）连续损伤面积在允许范围内，但其损伤长度已超出一个补修管所能补修的长度。一个补修管所能补修的长度。 导线损伤修补方法：补修管压接法、缠绕法、加分流导线损伤修补方法：补修管压接法、缠绕法、加分流线法、铜绞线绑接法、铜绞线叉接法以及液压法。线法、铜绞线绑接法、铜绞线叉接法以及液压法。第二节 电力电缆l 电力电缆同架空线路一样电力电缆同架空线路一样, , 也

29、是输送和分配电能的一种电也是输送和分配电能的一种电力线路。力线路。l 电力电缆与架空线路相比有许多优点电力电缆与架空线路相比有许多优点: :l 1) 1) 供电可靠。不受外界的影响供电可靠。不受外界的影响, , 不会像架空线那样不会像架空线那样, , 因因雷击、风害、挂冰、风筝和鸟害等造成断线、短路或接地雷击、风害、挂冰、风筝和鸟害等造成断线、短路或接地等故障。机械碰撞的机会也较少。等故障。机械碰撞的机会也较少。l 2) 2) 不占地面和空间。一般的电力电缆都是地下敷设不占地面和空间。一般的电力电缆都是地下敷设, , 不不受路面建筑物的影响受路面建筑物的影响, , 适合城市与工厂使用。适合城市

30、与工厂使用。l 3) 3) 地下敷设地下敷设, , 有利人身安全。有利人身安全。l 4) 4) 不使用电杆不使用电杆, , 节约木材、钢材、水泥。同时使城市市节约木材、钢材、水泥。同时使城市市容整齐美观容整齐美观, , 交通方便。交通方便。l 5) 5) 运行维护简单运行维护简单, , 节省线路维护费用。节省线路维护费用。l 由于电力电缆有以上优点由于电力电缆有以上优点, , 因此得到越来越多的地方使用。因此得到越来越多的地方使用。不过电力电缆的价格贵不过电力电缆的价格贵, , 线路分支难线路分支难, , 故障点较难发现故障点较难发现, , 不便及时处理事故不便及时处理事故, , 电缆接头工艺

31、较复杂电缆接头工艺较复杂对电力电缆的要求l 电力电缆用于电力的传输与分配网络。因此，它必须满足输电、配电网络对电力电缆提出的各项要求：l (1)能承受电网电压。包括工作屯压、故障过电压和大气、操作过电压。l (2)能传送需要传输的功率。包括正常和故障情况下的电流。l (3)能够满足安装、敷设、使用所需要的机械强度和可曲度，并耐用可靠。l (4)材料来源丰富、经济、工艺简单、成本低。电力电缆的基本结构l 电缆的基本结构由电缆的基本结构由线芯、绝缘层和保护层线芯、绝缘层和保护层三部分组成。三部分组成。电力电缆的基本结构1 1线芯：传导电流。导体要有好的导电性线芯：传导电流。导体要有好的导电性, ,

32、 以减少输电时线路以减少输电时线路上能量的损失上能量的损失; ; 通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。电力电缆的基本结构l 2 2绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离绝缘层的作用是将线芯导体间及保护层相隔离, , 因此要求绝缘性能、耐热性能良好因此要求绝缘性能、耐热性能良好; ;使用的材料：使用的材料：橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、棉、棉、 麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油、气体等。麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油

33、、气体等。l 3 3保护层又可分为内护层和外护层两部分保护层又可分为内护层和外护层两部分, ,内保护层内保护层由铝、铅或塑料制成，外保护层由内衬层（浸过沥由铝、铅或塑料制成，外保护层由内衬层（浸过沥青的麻布、麻绳）、铠装层（钢带、钢丝铠甲）和青的麻布、麻绳）、铠装层（钢带、钢丝铠甲）和外被层（浸过沥青的麻布）组成。用来保护绝缘层外被层（浸过沥青的麻布）组成。用来保护绝缘层使电缆在运输、储存、敷设和运行中使电缆在运输、储存、敷设和运行中, , 绝缘层不受绝缘层不受外力的损伤和防止水分的浸入外力的损伤和防止水分的浸入, , 故应有一定的机械故应有一定的机械强度。在油浸纸绝缘电缆中强度。在油浸纸绝缘

34、电缆中, , 保护层还具有防止绝保护层还具有防止绝缘油外流的作用。缘油外流的作用。电力电缆的型号1.特性：ZR阻燃； NH耐火； ZA(IA)-本安；CY自容式充油电缆2.绝缘层代号：V-聚氯乙稀；Y -聚乙烯 或聚乙烃；YJ-交联聚乙烯 或交联聚烯烃；X-橡皮；Z-纸3.导体代号：T-铜芯；L-铝芯4.内护层(护套)代号：V-聚氯乙烯,Y-聚乙烯,Q-铅包,L-铝包,H-橡胶,HF-非燃性橡胶,LW-皱纹铝 套,F-氯丁胶5.特征代号。统包型不用表示,F-分相铅包分相护套,D-不滴油,CY-充油,P-屏蔽,C-滤尘器用,Z- 直流 6.铠装层代号：0-无,2-双钢带(24-钢带、粗圆钢丝),

35、3-细圆钢丝,4-粗圆钢丝(44-双粗圆钢丝) 7.外被层代号：0-无,1-纤维层,2-聚氯乙烯护套,3-聚乙烯护套 8.额定电压。以数字表示,kV CYZQ102 220/1 4，表示铜芯、纸绝缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯乙烯护套，额定电压为220KV，单芯、标称截面积400mm2的自容式充油电缆。l YJLV22 -3120-10-300 , 即表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯内护套、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套, 3 芯120 mm2 , 电压为10 kV,长度为300 m 的电力电缆。 1 2 3 4 5 6 7 8电力电缆的种类及特点l 电力电缆种类很多l 按电压的高低可分

36、为高压电缆和低压电缆。1kV 及以下为低压，3、6、10、35kV 为中压；60kV 及以上为高压。l 按电缆导电线芯截面分：有2.5mm2800mm2共19种规格。l 按线芯数分为单芯、双芯、三芯和四芯等。l 按传输电能的形式：直流电缆和交流电缆l 按特殊需求分：输送大容量电能的电缆、阻燃和光纤复合电缆等。l 按绝缘材料和结构可分为: 油浸纸绝缘、塑力绝缘、交联电缆、高压充油电缆和橡胶绝缘以及近期发展起来的交联聚乙烯等。此外还有正在发展的低温电缆和超导电缆。油浸纸绝缘电缆l 油浸纸绝缘电力电缆是历史最久、应用最广和最常用的一油浸纸绝缘电力电缆是历史最久、应用最广和最常用的一种电缆。其成本低，

37、寿命长，耐热、耐电性能稳定，适用种电缆。其成本低，寿命长，耐热、耐电性能稳定，适用于于35kV 35kV 及以下的输配电线路。及以下的输配电线路。l 油浸纸绝缘电力电缆是以纸为主要绝缘，以绝缘浸渍剂充油浸纸绝缘电力电缆是以纸为主要绝缘，以绝缘浸渍剂充分浸渍制成的根据浸渍情况的不同，油浸纸绝缘电力电缆分浸渍制成的根据浸渍情况的不同，油浸纸绝缘电力电缆又可分为又可分为粘性浸渍纸绝缘电缆和粘性浸渍纸绝缘电缆和不不滴流浸渍纸绝缘电缆。滴流浸渍纸绝缘电缆。l 粘性浸渍纸绝缘电缆粘性浸渍纸绝缘电缆: : 又称为普通油浸纸绝缘电缆，又称为普通油浸纸绝缘电缆，电缆的浸渍剂是由矿物油和松香混合而成的粘性浸渍剂。

38、电缆的浸渍剂是由矿物油和松香混合而成的粘性浸渍剂。成本低成本低; ; 工作寿命长工作寿命长; ; 结构简单结构简单, , 制造方便制造方便; ; 绝缘材料来绝缘材料来源充足源充足; ;易于安装和维护易于安装和维护; ; 油易流淌油易流淌, , 不宜作高落差敷设不宜作高落差敷设; ; 允许工作场强较低。允许工作场强较低。l 不滴流浸渍纸绝缘电缆不滴流浸渍纸绝缘电缆: : 浸渍剂在工作温度下不滴流浸渍剂在工作温度下不滴流, , 适宜高落差敷设适宜高落差敷设; ; 工作寿命较粘性浸渍电缆更长工作寿命较粘性浸渍电缆更长; ; 有较高有较高的绝缘稳定性的绝缘稳定性; ; 成本较粘性浸渍纸绝缘电缆稍高。成

39、本较粘性浸渍纸绝缘电缆稍高。聚氯乙烯绝缘电缆l 电缆结构图如电缆结构图如8-98-9所示。它的主绝缘采用聚氯乙稀，内护所示。它的主绝缘采用聚氯乙稀，内护套大多也是采用聚氯乙稀。套大多也是采用聚氯乙稀。l 安装工艺简单安装工艺简单; ; 聚氯乙烯化学稳定性高聚氯乙烯化学稳定性高, , 具有非燃性具有非燃性, , 材料来源充足材料来源充足; ; 能适应高落差敷设能适应高落差敷设; ; 敷设维护简单方便敷设维护简单方便; ; 聚氯乙烯电气性能低于聚乙烯聚氯乙烯电气性能低于聚乙烯; ; 工作温度高低对其机械工作温度高低对其机械性能有明显的影响。主要用于性能有明显的影响。主要用于6kV 6kV 及以下电

40、压等级的线及以下电压等级的线路。路。聚氯乙烯绝缘电缆结构图1线芯；2聚氯乙烯绝缘；3聚氯乙烯内护套 4铠装层；5填料；6聚氯乙烯外护套交联聚氯乙烯绝缘电缆l 电缆结构图如电缆结构图如8-108-10所示。它的主绝缘采用交联聚乙稀。所示。它的主绝缘采用交联聚乙稀。l 交联聚乙烯电力电缆是将挤压聚乙烯绝缘层经过交联工交联聚乙烯电力电缆是将挤压聚乙烯绝缘层经过交联工艺过程，聚乙烯分子从线型分子变为网状结构分子。艺过程，聚乙烯分子从线型分子变为网状结构分子。 l 容许温升较高容许温升较高, , 故电缆的允许载流量较大故电缆的允许载流量较大; ; 有优良的介有优良的介电性能电性能, , 但抗电晕、游离放

41、电性能差但抗电晕、游离放电性能差; ; 耐热性能好耐热性能好; ; 适适宜于高落差和垂直敷设宜于高落差和垂直敷设; ; 接头工艺虽较严格接头工艺虽较严格, , 但对技工但对技工的工艺技术水平要求不高的工艺技术水平要求不高, , 因此便于推广。因此便于推广。交联聚乙烯绝缘电缆结构图1线芯；2线芯屏蔽；3交联聚乙烯绝缘；4绝缘屏蔽；5保护带；6铜丝屏蔽；7螺旋铜带；8塑料带；9中心填芯；10填料；11内护套；12铠装层；13外护层橡胶绝缘电缆l 电缆结构图如电缆结构图如8-118-11所示。它的主绝缘采用橡皮。所示。它的主绝缘采用橡皮。l 柔软性好柔软性好, , 易弯曲易弯曲, , 橡胶在很大的温

42、差范围内具有弹性橡胶在很大的温差范围内具有弹性, , 适宜作多次拆装的线路适宜作多次拆装的线路; ; 耐寒性能较好耐寒性能较好; ; 有较好的电气有较好的电气性能、机械性能和化学稳定性性能、机械性能和化学稳定性; ; 对气体、潮气、水的渗对气体、潮气、水的渗透性较好透性较好; ; 耐电晕、耐臭氧、耐热、耐油的性能较差耐电晕、耐臭氧、耐热、耐油的性能较差; ; 只能作低压电缆使用。只能作低压电缆使用。 橡胶绝缘电缆结构图1线芯；2线芯屏蔽层；3橡皮绝缘层；4半导电屏蔽层；5铜带屏蔽层；6填料；7橡皮布带；8聚氯乙烯外护套高压充油绝缘电缆l 充油电缆在结构上的主要特点是铅套内部有油道。滑道充油电缆

43、在结构上的主要特点是铅套内部有油道。滑道由缆芯导线或扁铜线绕制成的螺旋管构成。充油电缆有由缆芯导线或扁铜线绕制成的螺旋管构成。充油电缆有单芯和三芯两种。单芯电缆的电压等级为单芯和三芯两种。单芯电缆的电压等级为110kV 110kV 330kV 330kV ；三芯电缆的电压等级为；三芯电缆的电压等级为35kV 35kV 110kV 110kV 。在单芯。在单芯电缆中，油道就直接放在线芯的中央；在三芯电缆中，电缆中，油道就直接放在线芯的中央；在三芯电缆中，油道则放在芯与芯之间的填充物处。油道则放在芯与芯之间的填充物处。l 电缆绝缘层采用高压电缆纸绕包而成。导电线芯表面及电缆绝缘层采用高压电缆纸绕包

44、而成。导电线芯表面及绝缘层外表面均有半导电纸带组成的屏蔽层；绝缘层外绝缘层外表面均有半导电纸带组成的屏蔽层；绝缘层外为铅护套；护套外为具有防水性的沥青和塑料带的内衬为铅护套；护套外为具有防水性的沥青和塑料带的内衬层、径向加强层、铠装层和外被层。径向铜带用以承受层、径向加强层、铠装层和外被层。径向铜带用以承受机械外力。有纵向铜带或钢丝铠装的电缆，可以承受较机械外力。有纵向铜带或钢丝铠装的电缆，可以承受较大的拉力，适用于高落差的场合。外被层一般为聚氯乙大的拉力，适用于高落差的场合。外被层一般为聚氯乙烯护套或纤维层。烯护套或纤维层。SF6气体绝缘电缆l 以以SF6SF6气体为绝缘的新型电缆，即将单相

45、或三相导体封在气体为绝缘的新型电缆，即将单相或三相导体封在充有充有SF6SF6气体的金属圆筒中，带电部分与接地的金属圆筒气体的金属圆筒中，带电部分与接地的金属圆筒间的绝缘由间的绝缘由SF6SF6气体来承担。气体来承担。l SF6SF6气体绝缘电缆按外壳结构可分为气体绝缘电缆按外壳结构可分为刚性外壳和挠性外壳。刚性外壳和挠性外壳。l 刚性外壳：单芯和三芯。单芯电缆外壳材料一般采用非刚性外壳：单芯和三芯。单芯电缆外壳材料一般采用非磁性铝合金，结构设计成同轴型。三芯电缆外壳采用钢磁性铝合金，结构设计成同轴型。三芯电缆外壳采用钢管，三芯结构又可分为三芯均置和三芯偏置两种管，三芯结构又可分为三芯均置和三

46、芯偏置两种 。l 挠性外壳：外壳采用波纹状铝合金管，导体采用波纹状挠性外壳：外壳采用波纹状铝合金管，导体采用波纹状铝管，采用盘形环氧树脂浇注绝缘子支撑。铝管，采用盘形环氧树脂浇注绝缘子支撑。SF6气体绝缘电缆结构图（a）单芯；（b）三芯均置；（c）三芯偏置SF6气体绝缘电缆lSF6SF6气体绝缘电缆在工厂制成每段气体绝缘电缆在工厂制成每段101018m18m，然后运输到现场后再将各段连接起来，各然后运输到现场后再将各段连接起来，各段间可采用焊接或螺栓固定方式。段间可采用焊接或螺栓固定方式。lSF6SF6电缆一部分直接埋在地下，为了防腐蚀电缆一部分直接埋在地下，为了防腐蚀可以在表面涂聚乙稀或乙稀

47、树脂，大部分可以在表面涂聚乙稀或乙稀树脂，大部分安装在地面上，为了美观会涂环氧树脂。安装在地面上，为了美观会涂环氧树脂。l所有的所有的SF6SF6电缆的外壳都在电缆的两端接地，电缆的外壳都在电缆的两端接地，对于单芯结构的电缆，每隔一定长度还应对于单芯结构的电缆，每隔一定长度还应把三相的三个外壳连接在一起。把三相的三个外壳连接在一起。SF6气体绝缘电缆l 优点：优点：l 电容值小，电容电流小，适宜远距离输电电容值小，电容电流小，适宜远距离输电l 介质损耗小。介质损耗小。l 增高气体压力可提高绝缘性能增高气体压力可提高绝缘性能l 波阻抗大，对行波反射小。波阻抗大，对行波反射小。l 解决了高落差地区

48、的电缆输电问题解决了高落差地区的电缆输电问题l 无着火危险无着火危险适用场所：适用场所：超高压大容量的功率传输场所超高压大容量的功率传输场所为避免架空线路间的相互交叉的场所及需跨越河流的场所为避免架空线路间的相互交叉的场所及需跨越河流的场所大城市中大容量的供电大城市中大容量的供电SF6SF6全封闭组合电器及架空线路之间的联接全封闭组合电器及架空线路之间的联接高落差地区高落差地区电力电缆的连接附件l 主要有户内或户外的电缆终端头和中间接头，统称为电缆接头。l 电缆终端：安装在线路末端，具有一定绝缘和密封性能，用来连接电缆与其他电气设备。起电缆终端绝缘、导体连接、密封和保护的作用。 按使用场所可分

49、为户内终端、户外终端、设备终端、GIS终端。 按使用材料可分为热缩型、冷缩型、橡胶预制型、绕包型、瓷套型、浇铸（树脂）型等 按外形结构可分为鼎足式、扇形、倒挂式等电力电缆的连接附件电力电缆的连接附件 l 2.2.电缆中间接头电缆中间接头l 电缆中间接头：安装在电缆与电缆之间，用电缆中间接头：安装在电缆与电缆之间，用于将一段电缆与另一段电缆连接起来，起连接导于将一段电缆与另一段电缆连接起来，起连接导体、绝缘和密封保护的作用。体、绝缘和密封保护的作用。l 按功能不同，电缆接头可分为：普通接头按功能不同，电缆接头可分为：普通接头（直线接头）、绝缘接头、塞止接头、分支接头、（直线接头）、绝缘接头、塞止

50、接头、分支接头、过渡接头、转换接头、软接头等几种类型；按所过渡接头、转换接头、软接头等几种类型；按所用材料不同，电缆接头有热缩型、冷缩型、绕包用材料不同，电缆接头有热缩型、冷缩型、绕包型（带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、型（带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、预制件装配型、浇铸预制件装配型、浇铸( (树脂树脂) )型、注塑型等几种类型、注塑型等几种类型。型。电力电缆的连接附件l 3.3.电缆接头的材料类型电缆接头的材料类型 l 橡塑绝缘电缆常用的终端头和接头型式有：橡塑绝缘电缆常用的终端头和接头型式有：l 绕包型：用自粘性橡胶带绕包制作的电缆终端头和接绕包型：用自粘性橡胶带绕包制作的电