高压电缆应用常识

1/15高压电缆应用常识1.高压电缆的型号YJV、YJLV交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。YJV22、YJLV22交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力缆。YJV23、YJLV23交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆。YJV32、YJLV32交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电缆。YJV33、YJLV33交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚乙烯护套电力缆。上述型号中有“L”是铝芯电缆，无“L”是铜芯电缆，型号中最后的“2”“3”是铠装工艺之分。阻燃型电缆型号是在普通型电力电缆型号前加ZA、ZB、ZC、ZR，‘Z’示阻燃型，‘A、B、C、R’示阻燃等级，A级最高。我们常用的三芯高压电缆型号是ZR—YJV22—3×50（70、95、120、150等）。常用的单芯高压电缆型号是ZR—YJV62—300（400），其中的‘62’表示铠装不是钢带而是防磁性材料，如铝皮、铝合金等，切记：使用单芯电缆一定要用防磁型，不可穿钢管敷设。否则容易造成电缆发热甚至烧毁，国网公司曾发过这类事故通报。型号为ZC－YJHLV22的电缆是目前正在推广应用的新型铝合金电缆，即交联聚乙烯绝缘钢带铠装铝合金电力电缆。其导体釆用稀土高铁铝合金材料，是通过在纯铝加入铁、稀土等元素，经过特殊的工艺处理使导体具有良好的电气性能和机械性能。绝缘釆用阻燃硅烷交联聚乙烯，铠装釆用特殊的金属连锁铠装结构，护套釆用专利技术研发的低烟、无卤、阻燃环保材料。这种电缆反弹性好，重量轻。2.高压电缆使用特性高压电缆的导体在运行中最高长期工作温度为90℃；短路时电缆高压电缆应用常识2/16导体瞬时最高温度不超过200℃（最长时间不超过5S），否则会伤害电缆的绝缘，甚至烧毁。3.YJV22(FYJV22),YJLV22(FYJLV22),ZC–YJV22，ZC-YJLV2Z电缆载流量标称截面mm2电缆参考外径mm在空气中敷设近似载流量埋地敷设近似载流量电缆参考重量kg/km铜铝铜铝铜铝253550709512015018524030040050014.715.717.219.120.722.324.326.428.831.436.439.81621972372993614174835566667689201084123153184230280324374431516594713843202244292365437500566643752856992114015718922628133938843849958366276988646757474697312351501182822022763338347375790311355433534639749888104312591503223026573×1.53×2.53×4.03×6.03×103×163×253×353×503×703×953×1203×1503×1853×2403×30013.314.215.216.318.620.724.226.426.832.035.438.843.448.553.557.6212837466383112137163211255298348403480549222936486587106126162197232269313372425263445577710013115818723327731735840346853127354559781021231451792152462773133634112683183794636288511209154619082874368545605570683786061057-2703043504395487358849851579192523002777338941324903高压电缆应用常识3/164.电缆载流量选用的规定长期运行的电缆载流量选用一般取上表中数据的85％；环境温度：在空气中敷设40℃、埋地敷设25℃、电缆导体工作温度90℃；电缆埋地敷设时，土壤热阻系数g=1.0℃·m/W，但尚未考虑电缆长期运行时由于水份迁移而导致土壤热阻系数升高的现象；电缆埋地敷设时，电缆轴心与地面距离为70公分；多根电缆扁平形敷设，电缆的轴心距离S=2D，“D”是电缆的直径。5.高压电缆分类1kV及以下为低压电缆；1kV~10kV（不含10kV）为中压电缆；10kV~35kV为高压电缆；35kV以上为特高压电缆。特高压电缆是随着电缆技术的不断发展而出现的一种电力电缆，特高压电缆一般作为大型输电系统中的中枢纽带，属于技术含量较高的一种高压电缆，主要用于远距离的电力传输。目前技术成熟、性能稳定的最高电压等级为220kV。6.高压电缆的结构以阻燃型交联聚乙烯绝缘三相电力电缆为例，从内到外的组成部分是：三相导体，分相半导体层（内含半导体屏蔽、XLPE绝缘层、绝缘屏蔽层），分相铜带屏蔽层，阻燃PVC扇形填充条，高阻燃隔火层（系无纺带+XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带），阻燃型交联聚乙烯内套，正反绞制的铠装钢带，阻燃型聚氯乙烯外护套。铠装高压电缆主要用于地埋，可以抵抗地面上高强度的压迫，同时可防止其他非暴力性外力损坏。7.高压电缆故障原因电缆是供电设备与用电设备之间的桥梁，起传输电能的作用，得到广泛应用，但故障也经常发生。简要的分析高压电缆故障产生的原高压电缆应用常识4/16因，大致分为以下几类：厂家制造原因、施工质量原因、设计单位设计原因、外力破坏四大类。7.1厂家制造原因厂家制造原因根据发生部位不同，又分为电缆本体、电缆接头、电缆接地系统三类。7.1.1电缆本体制造原因一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，有些情况比较严重可能在竣工试验中或投运后不久出现故障，大部分在电缆系统中以缺陷形式存在，对电缆长期安全运行造成严重隐患。7.1.2电缆接头制造原因电缆接头分为电缆终端接头和电缆中间接头，不管什么形式的接头，故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电场应力集中的部位。因制造原因导致电缆接头故障的有：应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油等原因。7.1.3电缆接地系统电缆接地系统包括电缆接地箱、电缆带护层保护器的接地保护箱、电缆交叉互联箱、护层保护器等部分。一般容易发生的问题主要是因为箱体密封不好容易进水导致多点接地，引起金属护层感应电流过大。另外护层保护器参数选取不合理或质量不好，氧化锌晶体不稳定也容易引发护层保护器损坏。7.2施工质量原因因为施工质量导致高压电缆系统故障的事例很多，主要原因有以下几个方面：高压电缆应用常识5/167.2.1现场条件比较差，电缆和接头在工厂制造时环境和工艺要求都很高，而施工现场温度、湿度、灰尘都不好控制。7.2.2电缆施工过程中在绝缘表面难免会留下细小的划痕，半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，另外接头在施工过程中由于绝缘暴露在空气中，会吸入水分，这些都给长期安全运行留下隐患。7.2.3施工安装时没有严格按照工艺施工，或者是工艺规定没有考虑到可能出现的问题。7.2.4竣工验收采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。7.2.5因密封处理不善导致。中间接头必须采用金属铜外壳，外加PE或PVC绝缘防腐层的密封结构，在现场施工中保证封裏的密实，这样才能有效的保证接头有着良好的密封防水性能。7.2.6电缆放线方法不当，违规施工。放线时没有将电缆盘搁置在可转动的转盘上，而是将电缆从线盘投放在地上尔后直拉，造成绞劲，损伤电缆。严重的会造成电缆抽芯，即三相缆芯不在同一平面，有进有出。7.3设计原因因电缆受热膨胀导致的电缆挤伤以致击穿。设计选型时电缆截面小负荷高，运行中线芯温度升高，电缆受热膨胀，降低绝缘；图纸未标明特殊位置的敷设方法，如敷设时转弯处电缆顶在支架立面上或紧贴着直角处，长期大负荷运行的电缆蠕动力量很大，导致支架立面或直角处压破电缆外护套、金属护套，挤破电缆绝缘层而导致电缆绝缘击穿。7.4外力破坏高压电缆应用常识6/16是指运输、装卸、敷设方法不当，埋入地下后遭到人力挖掘或机械挖掘而使电缆损坏。8.电缆屏蔽层的作用及屏蔽层接地的作用电缆的屏蔽层是由铜、铝等非磁性材料制成，厚度很薄。电缆的“屏蔽”结构，是改善电场分布的一项极其重要的措施。高压电缆输送电力时需要将铠装和屏蔽接地。单芯电缆在运行中电缆线芯和屏蔽层可以看成是变压器的初、次级绕组，流经电流时会产生感应电压。感应电压的大小和电缆长度与流过导体的电流成正比。也就是说，假如不接地线，在屏蔽层上将集聚很高的感应电压；当线路出现故障，遭受过电压或雷电冲击，更会形成很高的感应电压，这将使得电缆的护套绝缘层击穿。屏蔽层的良好接地会增强电缆工作的稳定性。9.铠装和屏蔽接地方式高压电缆铠装和屏蔽要分开接地，即用两根扁铜线分别引出与接地体连接，可以接在同一个接地体上。这样做是为了分别完成以下的试验：电缆外护层绝缘电阻试验；电缆内衬层绝缘电阻试验；铜屏蔽电阻和导体电阻吸收比试验。10.屏蔽层的一端接地和两端接地的区分10.1．一般电缆的钢铠（如：低压电力电缆）只需要在电源侧一端接地即可，这样可以减少容性涡流。10.2．电缆仅有单层屏蔽时，屏蔽层只需要一端接地。10.3．当电缆双层绝缘隔离屏蔽时，最外层屏蔽需要两端接地，内层屏蔽只需要一端接地。10.4．控制电缆、信号电缆的屏蔽层不允许两端同时接地，只需要一端接地；有绝缘隔离的双重屏蔽控制电缆则最外层铠装层应两端高压电缆应用常识7/16接地，内层屏蔽一端接地,有利于感应电流迅速释放。10.5．当电缆用于干扰严重、鼠害频繁以及有防雷、防爆要求的场所时，宜采用铠装双绞屏蔽型电缆；使用时，外铠装层要两端接地，最内层屏蔽只需要一端接地。注意：接地电阻不应大于10Ω。11.三芯35kV及以下电压等级的电缆屏蔽层接地电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的电缆铝包或金属屏蔽层都采用两端接地。这是因为这种电缆都是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链存在，因而在铝包或金属屏蔽层两端就不会产生感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。12.单芯高压电缆的屏蔽接地35kV大截面电力电缆和66kV、110kV及以上电压等级的电力电缆均为单芯电缆。随着电压等级的升高，电缆金属外护层的感应电压问题也越加明显。为了减轻电缆外护层感应电荷的影响，应该将电缆按照品字形敷设。而由于实际原因，如：电缆沟过于狭窄、电缆过硬难以弯曲等，很难按照品字形敷设。此时，金属护层两端的感应电压则不会为零，单芯电缆的导线与金属护套的关系，类似于一个变压器的初级绕组与次级绕组。当电缆导线通过电流时，电缆周围产生的一部分磁力线将在金属护套进行交链感应，使护套产生感应电压，感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。由于电磁感应，长距离高压电力电缆的金属屏蔽层或金属护套会产生较高的感应电压，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度。此时如果将电缆两端金属护套同时接地，而大地又是导体，较高的感应电压就会在金属护套上就会形成较大电流。这种状态下，高压电缆应用常识8/16因为缆芯导体电阻小，导体和金属护套将同时发热使得电缆的绝缘老化，降低了绝缘等级，缩短了电缆寿命，也浪费了电能；更严重的是：当线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成更高的感应电压，一旦感应电压超过电缆外护套击穿电压值，会导致外护套击穿，形成单芯电缆接地故障。因此，35kV以上等级的单芯大容量电缆护层绝对不能两端接地。而是将电缆金属护层一端三相互连并联接地，另一端不接地。但是，当雷电波或内部过电压沿电缆线芯流动时，电缆金属护层不接地端会出现较高的冲击电压，或者当系统短路事故电流流经电缆线芯时，其护层的不接地端也会出现很高的工频感应电压。这种过电压可能击穿电缆外护层绝缘，造成电缆金属护层多点接地，形成环流。严重影响电力电缆的正常运行，甚至大幅减少电缆使用寿命。为解决这个问题，电力行业标准DL/T401-2002《高压电力电缆选用导