電力電纜的分類及結(jié)構(gòu)

來源：      時(shí)間：2023.04.02

一、電力電纜的種類

跟著電力電纜使用規(guī)劃的不斷擴(kuò)展和電網(wǎng)對(duì)電力電纜提出的新要求，制造電力電纜的新材料、新工藝不斷出現(xiàn)，電纜的電壓等級(jí)逐步增高，功用不斷增強(qiáng)和細(xì)分，電力電纜的種類越來越多。電力電纜可以有多種分類辦法，如按電壓等級(jí)分類、按導(dǎo)體標(biāo)稱截面積分類、按導(dǎo)體芯數(shù)分類、按絕緣材料分類、按功用特征和運(yùn)用場(chǎng)所分類等。

1.按電壓等級(jí)分類

電力電纜都是依照必定的電壓等級(jí)出產(chǎn)制造的，不同電壓等級(jí)的電纜使用于不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)，同一電壓等級(jí)的電纜可以選用相同的絕緣厚度，也可以依據(jù)導(dǎo)體截面積不同、絕緣材料不同及接地辦法工作狀況不同，選用不同的絕緣厚度。我國電纜產(chǎn)品的電壓等級(jí)包含0.6/1、1/1、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10、8.7/15、12/15、12/20、18/20、18/30、21/35、26/35、36/63、48/63、64/110、127/220、190/330、290/500 kV共19種。

從施工技術(shù)要求、電纜中心接頭、電纜終端結(jié)構(gòu)特征及工作保護(hù)等方面考慮，一同為了交流的便利，也可以依據(jù)電壓規(guī)劃粗略進(jìn)行分類∶

（1）低壓電力電纜（1kV）。

（2）中壓電力電纜（6~35kV）。

（3）高壓電力電纜（110kV）。

（4）超高壓電力電纜（220~500kV）。

2.按導(dǎo)體標(biāo)稱截面積分類

電力電纜的導(dǎo)體是按必定等級(jí)的標(biāo)稱截面積出產(chǎn)制造的，這樣做是為了構(gòu)成必定的規(guī)范，既便于制造，也便于施工。

我國電力電纜標(biāo)稱截面積系列分為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、2500mm?，共27種。高壓和超高壓電力電纜標(biāo)稱截面積系列分為240、300、400、500、630、800、1000、1200、1600、2000、2500mm?，共11種。

在選擇電纜導(dǎo)體的截面積時(shí)，能選用一個(gè)大的截面積電纜時(shí)，就不要選用兩個(gè)或兩個(gè)以上的小截面積電纜來替代。

3.按導(dǎo)體芯數(shù)分類

電力電纜導(dǎo)體芯數(shù)有單芯、二芯、三芯、四芯和五芯共5種。單芯電纜一般用于傳送直流電、單相交流電和三相交流電，一般中、低壓大截面的電力電纜和高壓、超高壓電纜多為單芯。二芯電纜多用于傳送直流電或單相交流電。三芯電纜首要用于三相交流電網(wǎng)中，在35kV及以下各種中小截面積的電纜線路中得到最廣泛的使用。四芯和五芯電纜多用于低壓配電線路，跟著TN-S保護(hù)體系推廣和普及，五芯低壓電纜的使用比四芯低壓電纜的使用會(huì)更多一些。一般狀況下，只要1kV電壓等級(jí)的電纜才有二芯、四芯和五芯。

4.按絕緣材料分類

（1）擠包絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜包含聚氯乙烯絕緣電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、聚乙烯絕緣電力電纜、橡膠絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜制造簡(jiǎn)單，重量輕，終端和中心接頭制造便利，施工和工作時(shí)答應(yīng)彎曲半徑小，敷設(shè)安全，保護(hù)量小，并具有耐化學(xué)腐蝕和必定的耐水功用，適用于高落差和筆直敷設(shè)。聚氯乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜一般多用于10kV及以下的電纜線路中;交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜多用于6kV及以上乃至110~500kV的電纜線路中;橡膠電力電纜，由于其柔性特別好，適用于35kV及以下的線路中，特別適用于發(fā)電廠、變電站、工廠企業(yè)內(nèi)部的連接線，礦山、船只等場(chǎng)所以及其他常常移動(dòng)的電器設(shè)備。

（2）油浸紙絕緣電力電纜。油浸紙絕緣電力電纜是歷史上使用最廣泛的一種電纜。油浸紙絕緣電力電纜的絕緣是一種復(fù)合絕緣，它是以紙為首要絕緣體，用絕緣浸漬劑充分浸漬制成的。

5.按功用特征和運(yùn)用場(chǎng)所分類

（1）阻燃電力電纜。普通電纜的絕緣材料有一個(gè)共同的缺陷，就是具有可燃性。當(dāng)線路中或接頭處發(fā)生毛病時(shí)，電纜或許因局部過熱而燃燒，并導(dǎo)致擴(kuò)展事故。阻燃電纜是在電纜絕緣或護(hù)層中增加阻燃劑，即便在明火燒烤下，電纜也不會(huì)燃燒。阻燃電力電纜的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的普通聚氯乙烯絕緣電力電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu)根本上相同，而用料有所不同。關(guān)于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其填充物（或填充繩）、繞包層內(nèi)襯層及外護(hù)套等，均在原用材料中參加阻燃劑，以阻止延燃;有的電纜為了下降電纜火災(zāi)的毒性，電纜的外護(hù)套不用阻燃型聚氯乙烯，而用阻燃型聚烯烴材料。關(guān)于聚氯乙烯絕緣電力電纜，有的選用加阻燃劑的辦法，有的則選用低煙、低鹵的聚氯乙烯料作絕緣，而繞包層和內(nèi)襯層均用無鹵阻燃料，外護(hù)套用阻燃型聚烯烴材料等。至于選用哪一種型式的阻燃電力電纜，要依據(jù)運(yùn)用者的具體狀況進(jìn)行選擇。

（2）耐火電力電纜。耐火電力電纜是在導(dǎo)體外增加有耐火層，多芯電纜相間用耐火材料填充。其特征是可在發(fā)生火災(zāi)今后的火焰燃燒條件下，堅(jiān)持必定時(shí)刻的供電，為消防救火和人員撤離供應(yīng)電能和操控信號(hào)，然后大大削減火災(zāi)丟失。耐火電力電纜首要用于1kV電纜線路中，適用于對(duì)防火有特殊要求的場(chǎng)合。

二、電力電纜的根本結(jié)構(gòu)

不論是何種種類的電力電纜，其最根本的組成有三部分，即導(dǎo)體、絕緣層和護(hù)層。關(guān)于中壓及以上電壓等級(jí)的電力電纜，導(dǎo)體在運(yùn)送電能時(shí)，具有高電位。為了改善電場(chǎng)的分布狀況，減小導(dǎo)體表面和絕緣層表面面處的電場(chǎng)畸變，防止頂級(jí)放電，電纜還要有表里屏蔽層。總的來說，電力電纜的根本結(jié)構(gòu)有必要有導(dǎo)體（也可稱線芯）、絕緣層、屏蔽層和護(hù)層四部分組成，這四部分在組成和結(jié)構(gòu)上的差異，就構(gòu)成了不同類型、不同用處的電力電纜，多芯電纜絕緣線芯之間，還需要增加填芯和填料，以利于將電纜絞制成圓形，便于出產(chǎn)制造和施工敷設(shè)。以下是這四個(gè)組成部分的作用和要求。

1.線芯

（1）作用。線芯的作用是導(dǎo)電，用來運(yùn)送電能，是電纜的一個(gè)首要部分。

（2）材料要求。電纜線芯的材料應(yīng)是導(dǎo)電功用好、機(jī)械功用高、資源非常豐厚的材料，適宜于生成制造和很多使用。

（3）規(guī)范與結(jié)構(gòu)。

①截面。為了便于規(guī)劃制造和設(shè)備施工，電纜的截面有必要選用規(guī)范化的辦法進(jìn)行定型出產(chǎn)，即電纜的截面由小到大按標(biāo)稱截面規(guī)范進(jìn)行出產(chǎn)。

②芯數(shù)。指電纜具有多少根線芯，一般有單芯、二芯、三芯、四芯、五芯電纜5種方式。

③形狀。有圓形、橢圓形、中空?qǐng)A形和扇形線芯四種。

④結(jié)構(gòu)。若用單根實(shí)心的金屬材料制成電纜的線芯，線芯的柔軟性就會(huì)很差而不能隨意彎曲，截面越大彎曲越困難，這樣必定給出產(chǎn)制造和電纜敷設(shè)施工帶來無法克服的困難。經(jīng)研討和實(shí)踐證明，選用多股導(dǎo)線單絲絞合線作為線芯是最好的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)既能使電纜的柔軟性大大增加，又可使彎曲時(shí)的曲度不會(huì)合在一處，而分布在每根單絲上，每根單絲的直徑越小，彎曲時(shí)發(fā)生的彎曲應(yīng)力也就越小，因此在答應(yīng)彎曲半徑內(nèi)彎曲不會(huì)發(fā)生塑性變形，然后電纜的絕緣層也不致?lián)p壞。一同彎曲時(shí)每根單絲間可以滑移，各層方向相反絞合（相鄰層一層右向絞合，一層左向絞合），使得整個(gè)導(dǎo)體表里受到的拉力和壓力分解，這就是選用多股導(dǎo)線絞合方式的線芯的原因。

2.絕緣層

（1）作用。它能將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上互相阻隔，然后保證在運(yùn)送電能時(shí)不發(fā)生相對(duì)地或相間擊穿短路，因此絕緣層也是電纜結(jié)構(gòu)中不行短少的組成部分。

（2）材料要求。

①耐壓強(qiáng)度高。由于電纜導(dǎo)電部分的相間間隔及其對(duì)地間隔都較小，所以絕緣層承受著很高的電場(chǎng)強(qiáng)度，一般在1~5kV/mm 之間，110kV的電纜中達(dá)8~10kV/mm，500kV的電纜中高達(dá) 14~16.5kV/mm，電壓等級(jí)越高的電纜，對(duì)絕緣材料的耐壓強(qiáng)度的要求越高。

②介質(zhì)損耗角正切值低。工作于交流電場(chǎng)中的絕緣介質(zhì)，由于極性分子的存在，絕緣層中將會(huì)有泄露電流經(jīng)過，使絕緣層（介質(zhì)）發(fā)熱，這部分損耗稱為介質(zhì)損耗。電纜電壓等級(jí)越高，介質(zhì)損耗越大，這部分損耗高，發(fā)熱就大，絕緣就會(huì)加速老化，因此要求絕緣材 料的介質(zhì)損耗角正切值低。

③耐電暈功用好。絕緣層中的氣泡或表里表面的凸起在很高電場(chǎng)下易被電離而發(fā)生放電現(xiàn)象，放電時(shí)發(fā)生的臭氧對(duì)絕緣層具有損壞作用，各種材料的耐電暈功用是不同的，因此要求選用耐電暈功用好的材料。

④化學(xué)功用穩(wěn)定。化學(xué)功用不穩(wěn)定的材料，在外來要素的作用下，其功用易改變，它的絕緣水平就會(huì)隨之發(fā)生變化，一般這種變化是使絕緣功用變差，這對(duì)電纜的運(yùn)用壽數(shù)有直接的影響，因此要選用化學(xué)功用穩(wěn)定的材料。

⑤耐低溫。一般狀況下，非金屬材料的強(qiáng)度高，其脆化點(diǎn)高，電纜線路的施工（特別在北方地區(qū)）常常需在氣溫很低的狀況下進(jìn)行設(shè)備，一旦變脆很易損壞，就無法設(shè)備，所以要求有耐低溫的功用。在北方冬天平均氣溫在0℃以下敷設(shè)高壓電纜需預(yù)先加熱后再施工。

⑥耐熱功用好。電纜的最高答應(yīng)工作溫度取決于絕緣材料的耐熱功用，即在絕緣材料的物理功用和化學(xué)功用不發(fā)生變化時(shí)的最高答應(yīng)溫度越高越好，這樣電纜線路答應(yīng)經(jīng)過的載流量越大，因此絕緣材料的耐熱功用越高越好。

⑦機(jī)械加工功用好。絕緣材料有必要具有必定的柔性和機(jī)械強(qiáng)度，這樣才有利于出產(chǎn)制造和施工設(shè)備，因此替換絕緣材料應(yīng)具有的功用。

⑧運(yùn)用壽數(shù)長(zhǎng)。絕緣材料經(jīng)過必定長(zhǎng)的時(shí)期，均會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，功用下降乃至無法工作。由于電纜線路的成本、施工費(fèi)用高，敷設(shè)難度大，因此對(duì)電纜運(yùn)用壽數(shù)的要求更高，要求經(jīng)久耐用。現(xiàn)在電纜的運(yùn)用壽數(shù)一般不少于30年。

3.屏蔽層

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（1）作用。6kV及以上的電纜一般都有導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層，也稱為內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層。導(dǎo)體屏蔽層的作用是消除導(dǎo)體表面的不光滑（多股導(dǎo)線絞合會(huì)發(fā)生的頂級(jí)）所引起導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，使絕緣層和電纜導(dǎo)體有較好的接觸。相同，為了使絕緣層和金屬護(hù)套有較好接觸，一般在絕緣層表面面均包有外屏蔽層。

（2）材料要求。油紙電纜的導(dǎo)體屏蔽材料一般用金屬化紙帶或半導(dǎo)電紙帶。絕緣屏蔽層一般選用半導(dǎo)電紙帶。塑料、橡皮絕緣電纜的導(dǎo)體或絕緣屏蔽材料分別為半導(dǎo)電塑料和半導(dǎo)電橡皮。關(guān)于無金屬護(hù)套的塑料、橡膠電纜，在絕緣屏蔽外還包有屏蔽銅帶或銅絲。

（3）結(jié)構(gòu)、種類。所謂金屬化紙，就是在厚度為0.12mm 的電纜紙的一面，貼有厚度為0.014mm 的鋁箔。所謂半導(dǎo)電紙，即在一般電纜紙漿中，摻入膠體碳粒所制成的紙，它的電阻率為1×10'~1×10°Ω·m。而半導(dǎo)電塑料、半導(dǎo)電橡皮，則要求電阻率在1×10°Ω·m 以下，實(shí)踐數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于這一數(shù)字。

4.護(hù)層

（1）作用。護(hù)層的作用是密封保護(hù)電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電纜絕緣層，有些電纜的外護(hù)套還具有阻燃的作用，因此它的制造質(zhì)量對(duì)電纜的運(yùn)用壽數(shù)有很大的影響。

（2）材料要求。護(hù)層材料的密封性和防腐性有必要出色，并且有滿意機(jī)械強(qiáng)度，恰當(dāng)考慮空氣中敷設(shè)電纜外護(hù)套材料的阻燃功用。

（3）結(jié)構(gòu)、種類。一般電纜的護(hù)層是由內(nèi)護(hù)套、內(nèi)襯層、鎧裝層和外被層（或外護(hù)套）等幾個(gè)部分有選擇的組合而成，充油電纜的護(hù)層有必要有加強(qiáng)層。為適應(yīng)不同環(huán)境場(chǎng)合的需要，護(hù)層在制造時(shí)，可以選用這幾個(gè)部分不同組合的結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)踐運(yùn)用中，應(yīng)留意按不同的用處選擇不同結(jié)構(gòu)的護(hù)層。

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