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電纜基礎(chǔ)知識
一、電纜的定義
1、電纜的定義:由導(dǎo)體、絕緣和保護絕緣不受機械損傷、化學(xué)侵蝕、潮起作用的重型保護層組成的結(jié)構(gòu)(用于傳輸電能、信息和實現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品)。
2、電力電纜:用于電力傳輸和分配的電纜,稱為電力電纜。
3、電纜與電線的關(guān)系:電纜與絕緣電線并沒有嚴(yán)格的界限,通常將芯數(shù)少、產(chǎn)品直徑少、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品稱為電線。一般來說,電纜用于電壓比較高,傳送功率比較大,可靠程度要求比較高的場合。
4、電纜的有點:a)。線間絕緣距離小,占地少,電纜作地下敷設(shè)不占地面的空間; b)、不受氣候條件和周圍環(huán)境影響,傳輸性能穩(wěn)定,送電可靠性高; c)、地下敷設(shè)電纜對人身安全可靠,不暴露目標(biāo),適于戰(zhàn)備。
二、電線電纜的應(yīng)用
電線電纜三大應(yīng)用領(lǐng)域:
1.、電力系統(tǒng):把一些發(fā)電廠、變電所、輸電線路和許多用戶連接成一個發(fā)電、輸變電、用電的整體,稱為電力系統(tǒng)。電線電纜產(chǎn)品主要有裸導(dǎo)線、匯流排(母線)電力電纜等。2.、信息傳輸系統(tǒng)3.電工裝備、電器、儀表內(nèi)部用的電線電纜
三、電纜分類:
電線電纜產(chǎn)品主要分為五大類:
1、裸電線及裸導(dǎo)體制品 無絕緣及護套層,如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等;加工工藝主要是壓力加工,如熔煉、壓延。拉制、絞和/緊壓絞合等。
2、電力電纜在導(dǎo)體外擠(繞)包絕緣層,或增加護套層。
2.1電力電纜分類根據(jù)絕緣類型分為:
2.1.1.PVC 絕緣電力電纜,適用于6KV及以下電壓等級。
2.1.2.PE和XLPE絕緣電力電纜,適用于1KV—500KV所有電壓等級。
2.1.3.粘性浸漬紙絕緣電力電纜,主要用于6KV—35KV電壓等級,是過去這個電壓等級電力電纜的主要絕緣結(jié)構(gòu)。
2.1.4.橡皮絕緣電力電纜,主要用作電器裝備電纜。電壓等級500V—35KV,如礦用,船用,移動設(shè)備用等。
2.1.5.充油電纜目前電壓等級最高的電纜,分為自容式(電纜內(nèi)部設(shè)計有油道)和鋼管充油兩類,一般用在110KV—1100KV。其缺點是電纜結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不能垂直敷設(shè)。
2.1.6.充氣電纜一般用在10KV—35KV。所充氣體一般為純度99.95%以上的干燥氮氣或六氟化硫(SF6)。
2.2我國電力電纜的額定電壓等級
2.2.1低壓電纜:1KV及以下;
2.2.2.中壓電纜:(3)、6、10、(15、20、30)、35KV;
2.2.3.高壓電纜:(66)、110、220、330KV;
2.2.4.超高壓電纜:550KV及以上。
細(xì)分:0.6/1、1.8/30、3/3、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10、8.7/15、18/20、18/30、21/35、26/35、36/66、64/110、127/220、190/330、290/500。
其中3-35KV電纜幾乎全被交聯(lián)電纜取代。110KV基本上被交聯(lián)電纜取代,220被部分取代。
2.3額定電壓(額定電壓Uo/U(Um))
Uo:電纜設(shè)計用的超導(dǎo)體對地或金屬屏蔽之間的額定工頻電壓:
U:電纜設(shè)計用的導(dǎo)體間的額定工頻電壓;
Um:設(shè)備可承受的最高系統(tǒng)電壓的最大值。
電纜的額定電壓應(yīng)適合電纜所在系統(tǒng)的支行條件。為了便宜于選擇電纜將系統(tǒng)劃分為下列三類。
A類:任一相導(dǎo)體與地或接地超導(dǎo)體接觸時,能在家min內(nèi)與系統(tǒng)分離。
B類:可在單相接地故障時作短時運行,根據(jù)JB/T8996規(guī)定,接地故障運行時間不宜超過1h對于本標(biāo)準(zhǔn)包括的電纜允許更長的帶故障運行時間,但在任何情況下不宜超過8h,每年接地故障總持續(xù)時間不宜超過125h。
C類:包括不屬于A類、B類的系統(tǒng)。
在系統(tǒng)接地故障不能立即自動解除時,故障期間加在電纜絕緣上過高的電場強度,會在一定程度上縮短電纜壽命。如預(yù)期系統(tǒng)會經(jīng)常地運行在持久的接地故障狀態(tài)下,該系統(tǒng)應(yīng)劃為C類用于三相系統(tǒng)的電纜。
2.4不同電壓表等級組合的含義
<DIV align=center>U/Um | Uo kv A,B類 | Uo kv C類 |
1/1.2 | 0.6 | 0.6 |
3/3.6 | 1.8 | 3.6 |
6/7.2 | 3.6 | 6.0 |
10/12.0 | 6.0 | 8.7 |
15/17.5 | 8.7 | 12.0 |
20/24.0 | 12.0 | 18.0 |
30/36.0 | 18.0 | |
36/40.5 | 21.0 | 26.0 |
在一些國家采用其他的表示方法。如1.7/3kv或3.3kv代替1.8/3kv。
3、電氣裝備用電線電纜:這是進入用戶末端用電線路和各種用電設(shè)備用的一大類品種。
特征:品種規(guī)格繁多,應(yīng)用范圍廣泛,如橡套電纜、礦用電纜、車輛電纜、航空電線、船用電纜、電梯電纜等等。
4、通信電纜及光纜:市話纜、同軸纜、光纜、數(shù)據(jù)電纜,甚至組合通訊纜(如OPGW)等。
5、電磁線(繞組線):主要用于各種電機、變壓器、儀器儀表等。
四、電纜結(jié)構(gòu):1、導(dǎo)體:傳輸信號或電磁能轉(zhuǎn)換。
1.1.導(dǎo)體分類:第1種、第2種、第5種和第6種導(dǎo)體。
第一種導(dǎo)體是實心導(dǎo)體:
第二種導(dǎo)體為絞合圓形導(dǎo)體,分為非緊壓導(dǎo)體、緊壓導(dǎo)體兩種;
第五種、第六種導(dǎo)體為絞合軟導(dǎo)體,第六種導(dǎo)體比第五種導(dǎo)體相對更加柔軟。
其中第1、2種導(dǎo)體用于固定敷設(shè)的電纜,第5、6種導(dǎo)體用于移動類或柔軟性能要求高的場所。
導(dǎo)體標(biāo)稱截面積:
0.5,0.75,1,1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,50,70,95,120,150,185,240,300,400,500,630,800,1000,1200,(1400),1600,(1800),2000等。
1.2導(dǎo)體材料:
銅、鋁及其合金。近年來復(fù)合導(dǎo)體也得到了應(yīng)用,如銅包鋁、鋁包銅等。
1.3性能要求
比重
銅:8.89g/cm3
鋁:2.703g/cm3
電阻率(20°C):
銅:≤0.017241電阻mm2.m。
鋁:≤0.028264電阻mm2.m。
2.絕緣:防止信號或電流向外擴散,使其向一個方向傳輸。電纜的絕緣材料包括塑料、橡皮、帶材、油、絕緣漆等。
2.1.PVC(C2H3CI)n熱塑性材料,可塑性和柔軟性較好,易于加工,機械強度高,具有不延燃性和較好的耐化學(xué)腐蝕性耐氣候性,但其耐熱性和耐寒性較差。電纜電壓等級10KV以下。
絕緣級PVC的品種有耐溫70度、90度和105度三種;護套級PVC有70度、和90度兩種,還有柔軟級的SPVC等。
2.2.PE(C2H4)n
有低密度(LDPE 0.91-0.925g.cm3)
中密度(MDPE 0.926-0.94g.cm3)
高密度(HDPE 0.94-0.97g/cm3)
線性低密度聚乙烯(LLDPE 0.915-0.935g/cm3)
電氣絕緣性能優(yōu)異,介電常數(shù)小,介質(zhì)損耗低是市內(nèi)通信電纜、射頻電纜、電子線纜以及中、高壓電力電纜用的絕緣料:由于其吸水性、透水性優(yōu)于PVC,因此在護套中也較廣泛采用。比重小,易于加工,但耐候性、耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性不強。
2.3.XLPE 聚乙烯受熱到高能射線或交聯(lián)劑的作用,在一定條件下能從線型分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成體型三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),同時出熱塑性塑料轉(zhuǎn)變成不熔的熱固性塑料。
熱塑性塑料:在一定溫度范圍內(nèi)能重復(fù)加熱軟化和冷卻硬化,并且在軟化狀態(tài)下可反復(fù)擠出成型的塑料。
與PE相比優(yōu)點:提高了耐熱和機械性能,改善了高溫下的力學(xué)能力,改善了耐環(huán)境應(yīng)力龜裂與耐熱老化性能,增強了耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性。
3護層:為了使電纜適應(yīng)各種用環(huán)境的要求而在電纜絕緣層外面所施加的保護覆蓋層,叫做電纜護層。
作用:是保護電纜絕緣層在敷設(shè)和運行過程中,免遭機械損傷和各種環(huán)境因素如水、日光、生物、火災(zāi)等的破壞,以保持和長時穩(wěn)定的電氣性能。所以電纜護層的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到電纜的使用壽命。
電纜護層分類:
金屬護層、橡塑護層、組合護層。
3.1.金屬護層:金屬護套+外護層。
3.1.1.金屬護套的作用:
1.防水:由于金屬分子間非常致密,具有完全的不透水性,常用的有銅、鋁、鉛。
2.屏蔽:電場、磁場、電磁場被金屬護套感應(yīng)吸收,形成感應(yīng)電流引入地下。
3.傳導(dǎo)電流,起到防雷和短路接地保護的作用。
4.增強機械強度。
3.1.2外護層:金屬護套外起防腐或機械保護作用的覆蓋層。一般由內(nèi)襯層和鎧裝層和外被層三部分組成。
內(nèi)襯層:位于鎧裝層和金屬護套之間的同心層,起鎧裝襯墊和金屬護套防腐作用(隔離套);材料:PE、PVC或其它帶材
鎧裝層:在內(nèi)襯層(隔離套)與外被層之間的同心層,主要起抗壓和抗體張的機械保護作用。鋼帶(抗壓,適用于埋地電纜),鋼絲(抗拉,主面適用于水下或垂直敷設(shè)場合)。
外被層:在鎧裝層外在的同心層,主面對鎧裝層起防蝕保護作用。
五、電纜的型號、規(guī)格
電纜的型號是導(dǎo)體、絕緣、護層的代號及產(chǎn)品的系列代號或特性代號組成的。如:VV22-0.6/1 ;
JKYJ-10; KVV-0.45/0.75
1、 導(dǎo)體代號:
T:銅(省略)
L:鋁
