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技術(shù)文章

電力電纜結(jié)構(gòu)及其常見故障

閱讀:20發(fā)布時(shí)間:2025-7-9

在城市中電力電纜得到了廣泛的應(yīng)用,為保證其供電可靠性,對(duì)新建和已鋪設(shè)電纜的運(yùn)行狀況以及健康程度進(jìn)行檢測(cè)就顯得尤為重要。

通常的電力電纜是由導(dǎo)電線芯、絕緣、護(hù)套、屏蔽層、銷裝等幾部分組成。電力電纜的導(dǎo)電線芯常用銅或鋁制成。電纜的絕緣和護(hù)套常用有機(jī)絕緣材料制成,如粘性油紙、橡膠、塑料、交聯(lián)聚乙烯等,對(duì)于更高電壓等級(jí)的電纜,可以采用充油或充氣絕緣。電纜的屏蔽層常用半導(dǎo)體材料,在電纜中起到均勻電場(chǎng)的作用。電纜的銷裝是為了保護(hù)電纜的絕緣免受外力的損傷,常用鋼帶、鋼絲、鉛套、鋁套等制作。電力電纜按導(dǎo)電線芯的數(shù)量和形狀可分為單芯結(jié)構(gòu)、三相圓芯電纜、三相扇形電纜、四芯扇形電纜等。

在電力系統(tǒng)中常將電力電纜按絕緣材料分為油紙絕緣電纜、橡塑絕緣電纜、充油電纜、充氣電纜等。其中油紙絕緣電纜已經(jīng)逐步退出運(yùn)行,橡塑絕緣電纜的使用量逐年增加,特別是交聯(lián)聚乙烯電纜近年來已成為中高壓輸電系統(tǒng)中的主要品種。交聯(lián)聚乙烯電力電纜由于其電氣性能和耐熱性能都很好,傳輸容量較大,結(jié)構(gòu)輕便,易于彎曲,附件接頭簡(jiǎn)單,安裝敷設(shè)方便,不受高度落差的限制,特別是沒有漏油和引起火災(zāi)的危險(xiǎn),因此深受用戶歡迎。

交聯(lián)聚乙烯電纜的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。交聯(lián)聚乙烯電纜和油浸紙統(tǒng)包電纜在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別除了主絕緣是交聯(lián)聚乙烯塑料及線芯形狀是圓形相同之外,還有兩層半導(dǎo)體屏蔽層。在線芯的外表面擠層半導(dǎo)體屏蔽層,它可以克服導(dǎo)體電暈及電離放電,使芯線與絕緣層之間有良好的過渡;在相同絕緣外表面擠第二層半導(dǎo)體膠,同時(shí)擠包一層0.1mm厚的薄銅帶,它們組成了良好的相同屏蔽層,它保護(hù)著電纜,使之幾乎不能發(fā)生相間故障。

XLPE電力電纜截面示意圖
XLPE電力電纜截面示意圖
引起電纜絕緣故障的原因是多方面的,如果電纜的制造質(zhì)量號(hào)(包括線芯絕緣、護(hù)層絕緣所用的材料及制造工藝)、運(yùn)行條件合適(包括負(fù)荷、過電壓、溫度及周圍環(huán)境等),而且不受外力等因素的破壞,則電纜絕緣的壽命相當(dāng)長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,制造、敷設(shè)良好的電纜,運(yùn)行中的事故大多是由于外力破壞(如開掘、擠壓而損傷)或地下污水的腐蝕等所引起的。由于電纜材料本身和電纜制造、敷設(shè)工程中不可避免地存在缺陷,受運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因子的影響,電纜的絕緣都會(huì)發(fā)生不同程度的老化。不同的老化因素,引起的老化過程及形態(tài)也不同。下表給出了交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)形態(tài),其中樹枝老化是交聯(lián)聚乙烯所的。

所謂水樹枝和電樹枝是指在局部高電場(chǎng)的作用下,絕緣層中水分、雜質(zhì)等缺陷呈現(xiàn)樹枝生長(zhǎng),最終導(dǎo)致絕緣擊穿;所謂化學(xué)樹枝是指絕緣層中的硫化物與銅導(dǎo)體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成硫化銅和氧化銅等物質(zhì),這些生成物在絕緣層中乘樹枝狀生長(zhǎng)。
交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)形態(tài)
交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)形態(tài)


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