150页讲透电缆附件基础知识

互推小编 2023-11-25

电缆附件基础知识

概述

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。主要性能有：

① 应力控制：解决电场集中问题；

② 绝缘恢复：恢复电缆绝缘，保证线路的安全运行；

③ 密封防水：有效防止外界水分或有害物质侵入保证电缆的长期安全有效运行；

④ 其它恢复：包括恢复电缆的电气连接，及部分机械强度。

B、XLPE绝缘电缆结构组成及作用

1)导体

紧压型线芯作用：

a、使外表面光滑，避免引起电场集中；

b、防止挤塑半导电屏蔽层时半导电料进入线芯；

c、可有效地防止水分顺线芯进入。

注意安装时选择合适的内孔金具及压模，注意铜芯与铝芯电缆压模不同。

金具壁厚面积 / 线芯截面积Cu≥1 Al≥1.5

金具板部平面面积电流密度 Al < 0.32A/mm2 Cu < 0.44A/mm2

b、耐热性能好（连续工作温度90℃），因而载流量较大；

c、不受落差限制。

因而，对于超高压长距离输电非常有利。

但它也有明显的缺点：

a、耐局部放电性能差，受杂质和气隙及水份的影响很大，在这些缺陷处易产生局部电场集中，发生局部放电，造成不可恢复的永久性损坏；

b、热膨胀系数大，热机械应力效应严重。

所以，交联电缆的生产特别强调纯净，尤其是高压超高压电缆的质量更是由材料的纯净度决定的。对于交联电缆附件，除了结构设计正确合理外，最重要的问题也是清洁问题，尤其是附件所涉及绝缘界面往往是电场易变的地方，一但有杂质、气隙等，其绝缘性能会显著下降。

（4）绝缘屏蔽层：

作用：保证能与绝缘紧密接触，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，在附件制作中也普遍采用这一技术。

（5）金属屏蔽层：

作用：

a、形成工作电场的低压电极，当局部有毛刺时也会形成电场强度很大的情况，因此也要力图使导体表面尽量做到光滑完整无毛刺；

b、提供电容电流及故障电流的通路，因此也有一定的截面要求。

单芯电缆线路接地系统的处理

单芯电缆的导线与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当电缆的导线通过交流电流时，其周围产生的一部分磁力线将与屏蔽层铰链，使屏蔽层产生感应电压，感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。如果屏蔽两端同时接地使屏蔽线路形成闭合通路，屏蔽中将产生环形电流，电缆正常运行时，屏蔽上的环流与导体的负荷电流基本上为同一数量级，将产生很大的环流损耗，使电缆发热，影响电缆的载流量，减短电缆的使用寿命。因此，电缆屏蔽应可靠合理的接地，电线外护套应有良好的绝缘。

电缆金属护套感应电压与其接地方式有关。三芯电缆因自身具有良好的磁屏蔽，可在线路两个终端处将金属护套直接接地。而由三根单芯电缆组成的交流电缆线路，当导体中有电流通过时，与其平行的金属护套中将产生感应电压，如果像三芯电缆一样，两端金属护套都直接接地，金属护套中感应电压将形成以大地为回路的循环电流，这就在金属护套中产生电能损耗，并影响电缆线路输送容量。

单芯电缆线路实行金属护套一点接地方式，可避免在金属护套中形成循环电流。实行一点接地后，为了人身和设备安全，在电缆金属护套（或屏蔽层）上，任一点非接地处的正常感应电压必须符合下列规定：

1）在没有设置防止人员任意接触金属护套的安全措施情况下，正常满负荷时电缆金属护套的感应电压不得超过50V。

2）在设置防止人员任意接触金属护套的安全措施情况下，正常满负荷时电缆金属护套感应电压不超过100V。

以下是单芯电缆线路的几种接地方式：

1、屏蔽一端直接接地，另一端通过护层保护接地：

当线路长度大约在500~700m及以下时，屏蔽层可采用一端直接接地(电缆终端位置接地)，另一端通过护层保护器接地。当电缆导体上通过接地故障电流时，回流线上的感应电压将形成以大地为回路的逆向接地电流，从而抵销了导体中通过的大部分故障电流的磁通，使得邻近通信、信号电缆上感应电压明显降低。同时，一部分短路电流通过回流线流回系统中性点，即回流线为电缆金属护套起了分流作用。

回流线的截面应按系统单相接地故障电流大小和持续时间来选择，一般取240-400mm2铜芯塑料绝缘线。回流线排列布置方式，应使电缆正常运行时在回流线上产生的损耗为最小。