电力电缆相关技术课件.pptx
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1、目录CONTENTS 电力电缆的发展史电力电缆的发展史 History of power cables01 电力电缆结构与分类电力电缆结构与分类 Power cable structure and classification02电力电缆的敷设电力电缆的敷设 Laying of power cable 03电缆接头的保护电缆接头的保护 Protection of the cable connector04电力电缆的在线监测电力电缆的在线监测技术技术 online detection05电缆安全施工电缆安全施工 safety06PARTONE电力电缆的发展史1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史
2、31、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史4电力电缆的主要特点 因此,在城市人口稠密的地方,大型工厂、发电厂、交通拥挤地区等要求占地面积小,安全可靠,一般多采用电缆供电;对于跨度大的过江、过河线路为了避免架空线路对船舶通航或无线电的干扰,也多采用电缆。1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史5电缆发展时间简史1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史6电缆发展时间简史1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史7电缆发展时间简史1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史8 爱迪生时代的电缆到今天的XLPE电缆1、电力电缆的发展史、电力电缆的发展史9我国电缆的发展PARTTWO电力电缆结构与分类2、电力电缆结构与
3、分类、电力电缆结构与分类1112电缆导体2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类13电缆绝缘层绝缘层的作用是隔绝导体,防止电流泄露。绝缘层的绝缘材料应具备以下特性:高击穿强度。电缆导电部分的相间距离及其对地距离很近,绝缘层始终处于高电场中,所以要求电缆具有较高的击穿强度且绝缘性能长期稳定。介质损耗低。介质损耗太大容易引起电缆发热,加速绝缘老化,甚至发生热击穿。因此要求绝缘层材料的介质损耗低。耐树枝放电、耐电晕及耐局部放电性能好。具有一定的柔软性能和机械强度。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类14电缆屏蔽层可以分为导体屏蔽、绝缘屏蔽和金属屏蔽。所谓“屏蔽”实质上是一种改善电场分布的措施
4、。电缆导体一般由多根导线绞合而成,它与绝缘层之间易形成气隙,导体表面不光滑,会造成电场集中。而导体屏蔽在导体和绝缘之间提供一个光滑的界面,防止电场线集中而产生高应力点。此外,在绝缘表面和护套接触处可能存在间隙,电缆弯曲时,绝缘表面易造成裂纹,从而引起局部放电。在绝缘层表面加一层半导电材料的绝缘屏蔽层,它与被屏蔽的绝缘层有良好接触,与金属护套等电位。电缆绝缘层2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类15没有金属护套的挤包绝缘电缆,除半导电屏蔽层外,还要增加金属屏蔽层。金属屏蔽的作用主要有:限制电场在绝缘层内的作用,使电场方向与绝缘半径方向一致。金属屏蔽带接地,电场终止在金属带上 金属带外不再有
5、电场。防止轴向表面放电。电缆在没有良好接地的环境中,半导电层的电阻系数在电缆轴向可能引起电位分布不均匀,造成电缆沿面放电。电站保护系统需导体屏蔽。此外铜带还具有优异的防雷特性。正常情况下流过电容电流。短路时作为短路故障电流的回路。电缆绝缘层2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类16为使电缆适应各种使用环境的要求,在电缆绝缘上施加电缆护层,主要由内护层和外护层两部分组成。外护层,保护内护层免受外界影响(受潮、腐蚀等)和机械损伤。外护层一般由内衬层、铠装层和外被层三部分组成,有的还有加强层(充油电缆特有的结构,直接包绕在内护层外,以增强其机械强度)。内衬层位于铠装层和金属护套之间的同心层,起防
6、腐蚀作用。铠装层是用来减少机械力对电缆的影响,承受作用到电缆上的机械力,也起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。电缆护层2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类17电缆的分类2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类18电力电缆的电压等级2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类19直流电缆与交流电缆的区别 所用系统不同。直流电缆用于整流后的直流输电系统中,交流电缆常用于工频(国内50Hz)力系统中。直流电缆的传输过程中的电能损耗较小。其电能损耗主要是导体直流电阻损耗,绝缘损耗部分较小;而交流电缆绝缘电阻的损耗较大,损耗主要是电容和电感产生的阻抗。直流电缆多用于远距离大容量输电,虽然直流电缆
7、线路中换流设备价格较高,但输电距离超出一定范围后使用直流电缆成本更低。同样电压等级下,对于电缆绝缘而言,直流电场比交流电场更安全。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类20油纸绝缘电缆 是早期应用最广泛的一类电缆,这类电缆以电缆油浸渍过的绝缘纸作为主绝缘,屏蔽层为半导电纸。油纸绝缘电缆具有耐电强度高、介电性能稳定、寿命长、热稳定性好、材料来源丰富等优点。但不适合高落差敷设、制造工艺较为复杂、生产周期长、电缆附件制造技术比较复杂。目前已经鲜有生产和销售,正逐步被聚合物绝缘电缆取代。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类21塑料绝缘电缆 塑料绝缘电缆是以热塑性或热固性材料挤包形成绝缘的电缆
8、,常用的塑料种类包括:聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。它是20世纪60年代后技术发展最快的电缆。塑料电缆具有结构简单、制造周期较短、敷设安装方便和耐化学腐蚀等优点。但耐电晕和游离放电性能较差。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类22橡胶绝缘电缆 橡胶绝缘电缆又称为橡皮绝缘电缆,绝缘层为橡胶加上各种配合剂,经过充分混炼后挤包在导电线芯上,然后加温硫化而成。主要用于发电厂、变电站和工厂企业内部的连线。它柔软,易弯曲,有较好的电气性能和化学稳定性。但耐电晕、耐臭氧、耐油性较差,一般仅适用于低压和可曲度要求高的场合。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类23电网系统2、电力电缆结构与
9、分类、电力电缆结构与分类24地下输电线将电缆敷设在地下用以传输电能。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类25海底电缆敷设在海底及河流水下,分海底通讯电缆和海底电力电缆。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类262、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类27配电线和电缆一般是短距离输电,将电能分配到各类用户。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类28工业电缆业务领域涵盖广泛,应用范围包括工业厂房、建筑物、工业机械等。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类29铁路电缆 一般要求无卤阻燃型。2、电力电缆结构与分类、电力电缆结构与分类30电缆未来的发展趋势2、电力电缆结构与分类、电力
10、电缆结构与分类PARTTHREE电力电缆的敷设322、电力电缆技术简介、电力电缆技术简介电力电缆电力电缆敷设线路选择的原则敷设线路选择的原则:安全安全:应避开市政施工等需经常动土开挖的地方;应避免交叉;应避开含酸、碱强腐蚀性(敷设环境应是中性)或杂散电流电化学腐蚀等严重影响的地段;未有防护措施前,避开白蚁危害地带、热源影响和易受外力损伤的区段;电缆应避免受震.注意防火注意防火.经济经济:a.尽可能选择最短的线路尽可能选择最短的线路.b.合理规划合理规划.方便方便:a.便于敷设便于敷设.b.便于运输便于运输.333、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设34 电缆线路直接埋设电缆线路直接埋设在地面下0.
11、7-1.5m 深的壕沟中的敷设方式。它适用于市区人行道、公园绿地及公共建筑间的边缘地带,是最经济、简便的敷设方式。电缆线路直接埋设的主要优点包括:电缆散热良好;转弯敷设方便。施工简便、施工下期短、使于维修 造价低,工程材料最省;线路输送容量大不足之处在于:容易遭受外力破坏;巡视、寻找漏油故障点不方便;增设、拆除、故障修理都要开挖路面,影响市容和交通;不能可靠地防止外部机械损伤;易受土壤的化学作用。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设353、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设36主要优点:外力破坏很少;寻找漏油点方便;增设、拆除和更换方便;占地小,能承受大的荷重;电缆之间无相互影响。不足之处:管道建设
12、费用大;管道弯曲半径大;电缆热伸缩容易引起金属护套疲劳,管道有斜坡时,要采取防止斜坡滑落措施电暖散热条件差,使载流量受限制更换电缆困难。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设 电缆线路排管敷设37排管时,根据设计规范的规定,应符合下列要求:1)管孔数宜按发展预留适当备用。2)缆芯工作温度相差大的电缆,宜分别配置于适当间距的不同排管组。3)管路顶部土壤覆盖厚度不宜小于0.5;4)管路应置于经整平夯实土且有足以保持连续平直的垫块上;纵向排水坡度不宜小于0.2%。5)管路纵向连接处的弯曲度,应符合牵引电缆时不致损伤的要求;6)管孔端应有防止损伤电缆的处理。7)电缆在管道中平行敷设时,两相电缆的中心距离应
13、等于2倍管道内径D,而管道内径则应为:D1.3d(电缆外径)或Dd30mm。电缆线路排管敷设3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设383、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设39电缆敷设前应按下列要求进行检查:一、电缆通道畅通排水良好金属部分的防腐层完整隧道内照明通风符合要求。二、电缆型号电压规格应符合设计。三、电缆外观应无损伤绝缘良好当对电缆的密封有怀疑时应进行潮湿判断直埋电缆与水底电缆应经试验合格。四、充油电缆的油压不宜低于0.15MPa供油阀门应在开启位置动作应灵活压力表指示应无异常所有管接头应无渗漏油油样应试验格。五、电缆放线架应放置稳妥钢轴的强度和长度应与电缆盘重量和宽度相配合。六、敷设前应按
14、设计和实际路径计算每根电缆的长度合理安排每盘电缆减少电缆接头。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设40七、在带电区域内敷设电缆应有可靠的安全措施 1)电缆敷设时不应损坏电缆沟隧道电缆井和人井的防水层 2)三相四线制系统中应采用四芯电力电缆不应采用三芯电缆另加一根单芯电缆或以导线电缆金属护套作中性线 3)电力电缆在终端头与接头附近宜留有备用长度 4)电缆敷设时电缆应从盘的上端引出不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉电缆上不得有铠装压扁电缆绞拧护层折裂等未消除的机械损伤5)油浸纸绝缘电力电缆在切断后应将端头立即铅封塑料绝缘电缆应有可靠的防潮封端。6)电力电缆接头的布置应符合下列要求:并列敷设的电缆其接头
15、的位置宜相互错开;电缆明敷时的接头应用托板托置固定;直埋电缆接头盒外面应有防止机械损伤的保护盒(环氧树脂接头盒除外)位于冻土层内的保护盒盒内宜注以沥青。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设41电缆电缆线路线路最小最小弯曲弯曲半径半径D为电缆的外径3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设42粘性油浸纸绝缘铅包电力电缆的最大允许敷差电缆允许敷设最低温度3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设43 电缆爆炸起火的原因电缆爆炸起火的原因电力电缆的绝缘层是由纸、油、麻、橡胶、塑料、沥青等各种可燃物质组成,因此,电缆具有起火爆炸的可能性。导致电缆起火爆炸的原因有:绝缘损坏引起短路故障,电缆长时间过载运行,油浸电缆因高差
16、发生淌、漏油,外界火源和热源导致电缆火灾。中间接头盒绝缘击穿。电缆接头盒的中间接头因压接不紧、焊接不牢或接头材料选择不当,运行中接头氧化、发热、流胶;在做电缆中间接头时,灌注在中间接头盒内的绝缘剂质量不符合要求,灌注绝缘剂时,盒内存有气孔及电缆盒密封不良、损坏而漏入潮气,以上因素均能引起绝缘击穿,形成短路,使电缆爆炸起火。电气自动化技术网。电缆头燃烧。由于电缆头表面受潮积污,电缆头瓷套管破裂及引出线相间距离过小,导致闪络着火,引起电缆头表层绝缘和引出线绝缘燃烧。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设441)切断起火电缆电源。)切断起火电缆电源。电缆着火燃烧,无论何原因引起,都应立即切断电源,然后,
17、根据电缆所经过的路径和特征,认真检查,找出电缆的故障点,同时应迅速组织人员进行扑救。2)电缆沟内起火非故障电缆电源的切断。)电缆沟内起火非故障电缆电源的切断。当电缆沟中的电缆起火燃烧时,如果与其同沟并排敷设的电缆有明显的着火可能性,则应将这些电缆的电源切断。电缆若是分层排列,则首先将起火电缆上面的受热电缆电源切断,然后将与起火电缆并排的电缆电源切断,最后将起火电缆下面的电缆电源切断。3)关闭电缆沟隔火门或堵死电缆沟两端。)关闭电缆沟隔火门或堵死电缆沟两端。当电缆沟内的电缆起火时,为了避免空气流通,以利迅速灭火,应将电缆沟的隔火门关闭或将两端堵死,采用窒息的方法灭火。3、电力电缆的敷设、电力电缆
18、的敷设电缆火灾的扑救方法电缆火灾的扑救方法454)做好扑灭电缆火灾时的人身防护。)做好扑灭电缆火灾时的人身防护。由于电缆起火燃烧会产生大量的浓烟和毒气,扑灭电缆火灾时,扑救人员应戴防毒面具。为防止扑救过程中的人身触电,扑救人员还应戴橡皮手套和穿上绝缘靴,若发现高压电缆一相接地,扑救人员应遵守:室内不得进入距故障点4m以内,室外不得进入距故障点8m以内,以免跨步电压及接触电压伤人。救护受伤人员不在此限,但应采取防护措施。5)扑灭电缆火灾采用的灭火器材。)扑灭电缆火灾采用的灭火器材。扑灭电缆火灾应采用灭火机灭火,如干粉灭火机、“1211”灭火机、二氧化碳灭火机等;也可使用干砂或黄土覆盖;如果用水灭
19、火,最好使用喷雾水枪;若火势猛烈,又不可能采用其他方式扑救,待电源切断后,可向电缆沟内灌水,用水将故障封住灭火。6)扑救电缆火灾时,禁止用手直接触摸电缆钢铠和移动电缆。)扑救电缆火灾时,禁止用手直接触摸电缆钢铠和移动电缆。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设电缆火灾的扑救方法电缆火灾的扑救方法46为了防止电缆火灾事故的发生,应采取以下预防措施:1)选用满足热稳定要求的电缆,防止运行过负荷;2)遵守电缆敷设的有关规定,定期巡视检查;3)严密封闭电缆孔、洞和设置防火门及隔墙;4)保持电缆隧道的清洁和适当通风,防止火种进入电缆沟内。3、电力电缆的敷设、电力电缆的敷设电缆防火措施电缆防火措施PARTFO
20、UR电缆接头的保护484、电缆接头的保护、电缆接头的保护 电缆接头的主要作用是使线路通畅,使电缆保持密封,并保证电缆接头处的绝缘等级,使其安全可靠地运行。电缆线路中间部位的电缆接头称为中间接头中间接头,而线路两末端的电缆接头称为终端头终端头。按安装场所安装场所可分为户内式和户外式两种。按制作安装材料制作安装材料又可分为热缩式(最常用的一种)、干包式,环氧树脂浇注式及冷缩式。按线芯材料线芯材料可分为铜芯电力电缆头和铝芯电力电缆头。按接头材质接头材质分为塑料电缆接头和金属电缆接头。金属电缆接头又分为多孔金属电缆防水接头、防折弯金属电缆接头、双锁紧金属电缆防水接头、塑料软管电缆接头、金属软管电缆接头
21、等。49 安装电缆头时,必然会破坏了电缆原有的密封,电缆外屏蔽层切断从而引起外电场畸变,各种电缆接头就是把电缆重新密封起来,通过包一些绝缘材料以保证电缆的绝缘水平。对电缆的基本要求主要有以下几点:1)绝缘可靠绝缘可靠。满足电缆线路在各种状态下耐受工频和脉冲电压,并留有一定的裕度。2)导体连接良好导体连接良好。对于终端头,要求线芯与出线梗、出线鼻子有良好的连接;对于中间接头,则要求线芯与连接管之间有良好的连接,接头处电阻与同长度、同截面导体的电阻之比不小于 1。3)应有足够的机械强度和良好的耐热性应有足够的机械强度和良好的耐热性。连接处的拉伸强度不应低于导体本身的拉伸强度的 60%,应抗腐蚀、抗
22、震动。4)密封良好密封良好4、电缆接头的保护、电缆接头的保护电缆接头的基本要求50电缆中间接头的制作(以10kV电缆为例)1)切割电缆将待接头的两段电缆自断口处交叠,交叠长度为200300mm;量取交叠长度的中心线并作记号,同时将黑色填充保留后翻,不要割断。4、电缆接头的保护、电缆接头的保护513)铅笔头处理铅笔头处理用来分散电场分布应力。4、电缆接头的保护、电缆接头的保护524)清洁半导层用附带的清洗剂清洁芯线(注意整个过程操作者要保持手的干净)4、电缆接头的保护、电缆接头的保护535)包缠应力控制管应力疏散胶并套入应力控制管(图中黑色短管)4、电缆接头的保护、电缆接头的保护546)烘烤应力
23、控制管右侧为烘好的应力管4、电缆接头的保护、电缆接头的保护557)在长端尾部套入屏蔽铜网4、电缆接头的保护、电缆接头的保护568)依次套入绝缘材料在长端依次套入绝缘材料,短端套入内半导电管。在长端按图所示,依次套入内层红色内绝缘管、中间红色外绝缘管、外层黑色外半导电管;在短端套入黑色内半导电管。4、电缆接头的保护、电缆接头的保护579)压接芯线4、电缆接头的保护、电缆接头的保护5810)打磨压接头打磨为了消除尖端放电4、电缆接头的保护、电缆接头的保护5911)接头上包绕在接头上包绕黑色半导电带,在铅笔头上用应力胶填充。在接头上包绕黑色半导电带,包缠后接头处外径与主绝缘大小一致;在铅笔头上用红色
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