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第四章绝缘导线绝缘导线就是在导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料，如：树脂、塑料、硅橡胶、PVC等，形成绝缘层，防止导电体与外界接触造成漏电、短路、触电等事故发生的电线。绝缘导线能减少了因外力事故（导电异物如导线、树枝、人及动物等碰触裸导线；汽车、拖拉机、吊车等碰撞电线杆、线路拉线等）造成导线碰撞短路或接地、绝缘子故障引起的停电事故，大大提高了供电可靠性；大幅度降低了因误碰带电导线造成的人身事故；减少了线路架设中导线间的相间距离及对建筑物的水平距离，减少了因裸导线引发的不安全因素。鉴于以上优点，早在20世纪50年代初，法国就开始研究架空绝缘导线，并以这种导线代替架空裸导线，从而使架空配电线路的故障率由架空裸导线的10次/100km，变为绝缘化后的2.5次/100km。瑞典、芬兰、英国、法国、美国、日本等国家也广泛地应用了架空配电绝缘导线，并取得了良好的经济效益和社会效益。我国从20世纪80年代开始试用架空配电绝缘导线。并且专门出版了架空绝缘线路的设计、施工和验收标准，如《架空绝缘配电线路设计技术规范》（DL/T601—1996）、《架空绝缘配电线路施工及验收规程》（DL/T60—1996）。第一节绝缘导线概述一、选用架空绝缘线路的场所1、架空线与建筑物的距离不能满足《架空配电线路设计技术规程》(SDJ206-一1987)要求又不能采用电缆线路的。2、飘金属灰尘及多污染的区域。在老工业区，由于环保达不到标准，金属加工企业，经常有飞飘金属灰尘随风飘扬。在火力发电厂、化工厂的污染区域，造成架空配电线路短路、接地故障。采用架空绝缘导线，是防止10kV配电线路短路接地的较好途径。3、盐雾地区。盐雾对裸导线腐蚀相当严重，使裸导线抗拉强度大大降低，遇到刮风下雨，引发导线断裂，易造成线路短路接地事故，采用架空绝缘导线，能较好地防盐雾腐蚀。延缓线路的老化，延长线路的使用寿命。4、雷电较多的区域。架空绝缘导线由于有一层绝缘保护，可降低线路引雷，减少接地故障的停电时间。5、旧城区改造。由于架空绝缘导线可承受电压15kV，绝缘导线与建筑物的最小垂直距离为1m，水平距离为0.75m。因此，将10kV，架空绝缘导线代替低压干线，直接送入负荷中心，可降低配电线路的占用空间。6、台风地区。由于架空裸导线线路的抗台风能力较差，台风一到，线路跳闸此起彼伏。采用架空绝缘导线后，导线瞬间相碰不会造成短路，减少了故障，大大提高线路的抗台风能力。7、低压配电系统宜采用架空绝缘配电线路（或采用常规架空方式，或采用集束线，既适应了环境在安全上的要求，又达到了降低功率损耗的目的）。8、此外，还有高层建筑群地区；人口密集的小城镇，繁华街道区；风景绿化区、林带区。二、绝缘导线的主要优点1、绝缘性能好。架空绝缘导线由于多了一层绝缘层，绝缘性能比裸导线优越，可减少线路相间距离，降低对线路支持件的绝缘要求，提高同杆架设线路的回路数。2、防腐蚀性能好。架空绝缘导线由于外层有绝缘层，比裸导线受氧化腐蚀的程度小，抗腐蚀能力较强，可延长线路的使用寿命。3、防外力破坏，减少受树木、飞飘物、金属膜和灰尘等外在因素的影响，减少相间短路及接地事故。4、强度达到要求。绝缘导线虽然少了钢心，但坚韧，使整个导线的机械强度达到应力设计的要求。三、绝缘导线分类1、绝缘导线按电压等级可分为：中压绝缘导线：电压等级为1KV-10KV的绝缘导线。低压绝缘导线：电压等级为0.6—1KV以下的绝缘导线。2、绝缘导线按架设方式可分为：分相架设、集束架设3、绝缘导线按结构型式一般可以分为低压分相式绝缘导线高压分相式绝缘导线、低压集束型绝缘导线、高压集束型半导体屏蔽绝缘导线、高压集束型金属屏蔽（或称全屏蔽）绝缘导线等。4、绝缘导线按绝缘绝缘保护层分为：厚绝缘（3.4mm)和薄绝缘（2.5mm）两种。厚绝缘的运行时允许与树木频繁接触，薄绝缘的只允许与树木短时接触。第二节导线绝缘材料绝缘导线就是将绝缘材料按其耐受电压程度的要求，以不同的厚度包裹在导体外面，起着使带导线与外界隔绝的作用。绝缘导线在通电以后，会有发热现象，因此，比较理想的绝缘材料应有良好的绝缘和热导电性能，应该在耐热、抗老化性、机械性能等方面具有良好优越性。绝缘导线所采用的绝缘材料一般为耐气候型聚氯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、交联聚乙烯等，属于黑色混合物。这些绝缘材料具有一下特色：（1）聚氯乙烯绝缘材料（PVC）：具有较好的电气、机械性能，对酸、碱有机化学成分性能比较稳定，耐潮湿，阻燃，成本低并且便于加工。但是同其他绝缘材料相比，绝缘电阻低，耐热性能比较差。其长期允许工作温度不应大于70°C。因此，聚氯乙烯绝缘材料一般只适用于低压绝缘导线或集束型绝缘导线的外护套。（2）聚乙烯绝缘材料（PE）：具有优异的电气性能，化学稳定性良好，在室温下耐溶性好，对非氧性酸、碱的作用性能非常稳定，耐潮湿、耐寒性也比较好。但聚氯乙烯绝缘材料软化温度比较低，它的长期允许工作温度不应超过70°C。另外，耐环境应力开裂、耐油性和耐气候性比较差，且不阻燃。（3）高密度聚乙烯绝缘材料（HDPE）：它除了长期允许功过温度不应超过70°C和不阻燃外，其他主要电气、机械性能与交联聚乙烯材料接近。（4）交联聚乙烯绝缘材料（XLPE）：它是采用交联的方法将聚乙烯的线性分子结构转化为网状结构而形成的。它的电气性能与聚乙烯接近，耐热性好，其长期允许工作温度为90°C，抗过载能力强，并且可以避免环境应力开裂，机械物理性能比PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）绝缘材料好。交联聚乙烯的交联方法有化学交联、辐射交联、硅烷交联（又叫温水交联）等化学交联：是目前我国高压电缆较多采用生产工艺，此种工艺方法在国际和国内都比较成熟，生产工艺以及检测设备都比较健全从而质量比较稳定。但是由于挤出绝缘材料时温度较高，对硬导线的抗拉强度有一定影响。辐照交联：其工艺质量控制主要在于辐照的剂量和均匀程度，这些可以通过热延伸试验进行检验。如果辐照交联的工艺控制不好，则绝缘层容易发生龟裂。这点在产品验收时应作为重点进行检查，硅烷交联：生产工艺比较简单，生产造价也比较低。这种工艺比较多地试用在低压绝缘导线的生产中。在我国，由于交联聚乙烯生产线和工艺的普及，低压绝缘导线和低压接户线也大量采用交联聚乙烯绝缘导线。北京地区则是全部试用交联聚乙烯绝缘导线。架空配电线路导线绝缘材料主要性能及特点，详见表4-1表4-1架空配电线路导线绝缘材料主要性能表材料性能项目交联聚乙烯（XLPE）聚乙烯（PE）聚氯乙烯（PVC）橡胶三元乙丙橡胶（EPDM）电气性能击穿电场强度(kv/mm)35202020～3035绝缘电阻系（Ω·m）5×1×1×1×1×相对介电常数（20℃）2.352.113～3.53～73.2介质损失角正切（20℃时，）0.0010.0002～0.00040.02～0.050.02～0.10.004机械性能抗张强度（最小，N/m）14.510.012.53～1318伸长率（最小，%）400300150300～600300耐磨性良良良－良物力性能最高长期允许工作温度（℃）9070706080～90最低温度（℃）-50-50-12～-40-60-40软化温度（℃）200～220105～115120－－密度（g/c）0.920.921.41.2～1.60.86耐候性优优优差优耐热老化性良良可可良耐寒性优优良良好良耐燃性不阻燃不阻燃阻燃不阻燃－耐酸性优优优良良注高密度聚乙烯最高长期允许工作温度为75℃。架空绝缘配电线路导线采用的材料和结构特征代号为：“JK”表示架空使用（铜导体代号省略）；“TR”表示软铜导体；“L”表示铝导体；“表示铝合金导体；”“V”表示聚氯乙烯绝缘；“Y”表示聚乙烯绝缘；“GY”表示高密度聚乙烯绝缘；“YJ”表示交联聚乙烯绝缘；“/B”表示本色绝缘；“/Q”表示轻薄绝缘结构（普通绝缘结构节省）；“A”表示承力束为钢绞线。举例说明：铝芯、交联聚乙烯绝缘（本色）、额定电压10kV、单芯、轻型薄绝缘、标称截面是120，则可以表示为：JKLYJ/Q－10－1×120。第三节绝缘导线架空配电线路的绝缘导线，按电压等级可以分为中压绝缘导线和低压绝缘导线；按架设方式可以分为分相架设和集束架设。一、分相式绝缘导线分相式绝缘导线是采用单芯绝缘导线分相架设在架空配电线路上。它的架设方法与裸导线的架设方法基本相同。低压分相式绝缘导线的结构是在线芯上直接挤包绝缘层；而高压分相式绝缘导线结构是在线芯上挤包一层半导体屏蔽层，半导体屏蔽层外再挤包一层绝缘层。实际生产工艺是半导体屏蔽层和绝缘层两层共挤，同时完成。分相式绝缘导线的结构。见图4-1。图4-1分相式绝缘导线结构图（a）低压分相式绝缘导线；（b）高压分相式绝缘导线1－绝缘层；2－导体；3－屏蔽层；分相式绝缘导线的线芯一般采用经过紧压的圆形硬铜线（TY）、圆形硬铝线（LY8或LY9）或圆形铝合金线(LHA或LHB)。低压、高压绝缘导线的技术参数和允许载流量值等，详见表4-2～表4-6。表4-20.6/10kV低压绝缘导线技术参数导体标称截面（2mm）线芯结构（股数/股径，根/mm）导线标称绝缘厚度（mm）绝缘线最大外径（mm）计算拉断力（kN）/20℃导体直流电阻（Ω/km）铜导线铝导线铝合金导线167/1.701.27.54.120/1.152.556/1.914.438257/2.141.28.98.135/0.7273.92/1.207.032357/2.521.410.411.139/0.5245.184/0.8699.7515019/1.781.411.715.430/0.3787.137/0.64113.8207019/2.141.413.522.081/0.2689.855/0.44319.9009519/2.521.615.830.08/0.19313.005/0.32026.57312037/2.031.617.538.78/0.15317.478/0.25333.85415037/2.251.819.447.280/0.12420.979/0.20641.35618537/2.522.021.758.875/0.09925.596/0.16451.05124061/2.252.024.769.766/0.07532.634/0.12566.686表4-310kV绝缘导线技术参数导线标称截面（2mm）导体最少单线根数导体参考直径（mm）导体屏蔽层厚度（mm）绝缘标称厚度（mm）绝缘层屏蔽层厚度（mm）导线拉断力（不小于，kN/20℃时导体电阻（Ω/km）薄绝缘普通绝缘铜芯铝芯铝合金芯1063.80.5－3.4－－－/3.080－1664.80.5－3.4－－－/1.910－2566.00.52.53.41.08.465/0.7493.762/1.2006.284/1.3933567.00.52.53.41.011.7315.177/0.8688.800/1.0075068.30.52.53.41.016.502/0.3997.011/0.64112.569/0.744701210.00.52.53.41.023.461/0.27610.354/0.44317.596/0.541951511.60.62.53.41.031.759/0.19913.727/0.32023.880/0.3711201813.00.62.53.41.039.911/0.15817.339/0.25330.164/0.2941501814.60.62.53.41.049.505/0.12821.033/0.20637.706/0.2391853016.20.62.53.41.061.846/0.102126.732/0.16446.503/0.1902403418.40.62.53.41.079.824/0.077734.679/0.12560.329/0.1453003420.60.62.53.41.099.788/0.061943.349/0.10075.411/0.110表4-4单根绝缘导线长