論述電力電纜特點及對絕緣材料的要求

劉　玲

（利思電氣（上海）有限公司，上海 201108）

論述電力電纜特點及對絕緣材料的要求

劉玲

（利思電氣（上海）有限公司，上海 201108）

電，已經成為人們生活中不可缺少的存在，因此電力電纜建設的不斷完善具有十分重要的意義，直接關系到人們的居住生活水平，影響著國家的發(fā)展空間，本文將通過對電力電纜供電的優(yōu)缺點和分類進行詳細的闡述，分析與探究其對電網供電的優(yōu)勢所在，并提供一定參考性建議。

電力電纜 絕緣材質 性能

電力電纜是電力系統的重要組成部分，是連接發(fā)電與供電網絡的橋梁與紐帶，如今大型企業(yè)的快速生產與發(fā)展使其對電力的建設要求不斷提高，電力電纜的使用量也在逐年上升中，現代電力、石化、鋼鐵和煤炭等企業(yè)對電力運行的基本要求是必須兼具安全穩(wěn)定、經濟長期的特點，因此電纜絕緣故障的故障診斷和在線監(jiān)測對于保障供電具有十分重要的影響與作用，也是電力系統中致力于長期研究的一個重要課題。

電力系統普遍龐大，電纜運行的周期壽命較長，電纜絕緣老化緩慢，因此針對電纜的診斷與檢測并沒有特別受到重視，電纜有一個致命缺陷即在絕緣內極易引發(fā)水樹枝，水樹枝如果不加以控制就會發(fā)展成電樹枝，并形成放電致使絕緣劣化，造成最終在運行過程中發(fā)生擊穿的現象，這對于持續(xù)運行的電力系統而言會導致不可估量的惡劣結果，因此電力系統檢修中必不可少的環(huán)節(jié)就是電纜的故障診斷和在線絕緣監(jiān)測。

1　電纜供電的優(yōu)勢與不足

相較于傳統的架空線供電，電纜供電有以下幾方面的優(yōu)勢:首先，電纜供電削弱了自然環(huán)境對的影響，因為除了電纜分接箱和戶外終端是暴露在外部，電纜線路是直接敷設在地下的，一般是不會受外界惡劣天氣的影響，但架空線路卻受到諸多天氣因素的制約，暴雨、暴風、積雪、冰雹和沙塵暴等嚴重氣候情況造成線路斷線、斷路或其他故障出現的情況屢見不鮮。其次可避免外力的直接破壞，包括建筑棚架的倒塌、交通事故撞擊等引發(fā)的高壓放電、電路器材被盜或是損害。第三，可減少人身觸電事故的幾率，架空線路敞開在地面之上，線路全程都需要加裝特殊的安全設備，但電力電纜只是有若干個地點突出在地面上，只需對其進行單點保護即可，使其防范范圍大大減小，還可提升整體的安全性與穩(wěn)定性，避免了意外事故的發(fā)生。第四，可節(jié)省地面的占地面積，架空線路走廊普遍占地面積大且平直，其走向又經常與城市道路方向不符，也給城市建筑布局造成了一定的阻礙，而且明文規(guī)定架空線下有一部分面積是不允許搭建任何建筑物的，但電纜輸電就可避免這一規(guī)定，節(jié)省不少城市用地。第五，可提高電纜輸電功率因數，電纜芯線和外面的接地屏蔽層會形成一個電容器，也就是每相加進無功補償的電容器，容性電流量會分量部分補償線路的感性無功電流，拉蒂總電流幅值。第六，電纜供電可以直接深入負荷中心，在負荷狀態(tài)密集區(qū)域會相應減少供電半徑，不但有效減少電線的損害，還可使供電質量得以提高。第七，可大幅度提升饋電線路的供電量，通常一條電纜通道可以容納多條電纜，因此增加饋電容量只需在電纜溝或電纜渠道內增加電纜即可，工序操作簡單，且施工期間無需長時間的停電。最后，因為電纜是鋪設在地下的，其保密性優(yōu)良，所以正常情況下一般是不需要進行維護工作的，也可以避免人為破壞。

但電纜供電自身也還是存在一定的不足之處的，首先電纜的建設投資費用較大，電纜的制造材料、結構設計和工藝流程都較為嚴格，造價自然不會太低。其次電纜線路不容易進行變更，因為電纜長期鋪設在地下，已經產生自然定形，外面的保護套已受到腐蝕，一般情況下不宜進行移動，這就要求電纜的鋪設規(guī)劃一開始就要設計得科學合理，必要時可采用電纜分接箱來預備留出備用的分接頭。第三，電線電纜故障點的測尋與修復都較為不易，即使有專門的故障點測尋儀器，但使用起來還是比較麻煩的。最后針對電纜附件，例如中繼接頭和終端接頭的安裝工藝、絕緣強度的要求普遍較高，現場作業(yè)的施工人員必須經專業(yè)培訓，具備一定的專業(yè)施工水平。

2　電力電纜的分類

我國自七十年代開始，電纜的使用量才開始迅速增長，目前，35kV以下使用的電力電纜主要有聚氯乙烯絕緣電力電纜、油浸紙絕緣電力電纜、橡皮絕緣電纜和交聯聚乙烯絕緣電力電纜，35kV以上使用的電力電纜主要包含交聯聚乙烯絕緣電力電纜、高壓充油電力電纜和一些新型電纜等。

2.1傳統電力電纜分類

橡皮絕緣電力電纜的絕緣材料是使用普通的合成橡膠或乙丙橡膠制成的，普通合成橡膠的缺陷在于耐臭氧能力不足，在電暈的作用下極易開裂，且擊穿場強較低，只適用于低壓配電系統和定期移動的固定敷設線路。在用于直流電力系統的情況下，電纜的運行電壓是交流電壓的兩倍。

聚氯乙烯電力電纜具有成本低、耐腐蝕、加工簡單、化學穩(wěn)定性好的特點，但其損耗大、耐熱性差也是其使用受到限制的重要原因。

油浸紙絕緣電力電纜是由浸漬劑和纖維紙構成的復合電纜，種類也分為帶絕緣電纜和分相鉛包電纜，該電纜在生產和運輸過程中一般都會產生空隙，漸漸喪失絕緣性能，因此該類型電纜也只適合應用于低壓配電系統。

高壓充油電力電纜是通過浸漬油的補充，消除絕緣層中的空隙來提升電纜工作場強，根據保護層的結構分為兩類，即鋼管充油電纜和自容式充油電纜。鋼管式充油電纜中設有中心油道，密封管道內拉入的三根屏蔽電纜使管道內的浸漬劑粘度升高；自容式充油電纜的線芯中心有相連的油道和補充浸漬設備，當電纜溫度上升或下降時，浸漬劑會自行熱脹冷縮，膨脹的油會流入浸漬設備或是從浸漬設備補充浸漬油。充油電纜雖然運行良好，但其安裝不方便和維護工作不易做，致使其也在逐漸被淘汰。

交聯聚乙烯電力電纜具有合理的結構與工藝，耐酸堿和耐腐蝕能力強、優(yōu)良的電氣性能的特點，加之安裝敷設簡便，維護工作少，不會出現油的淌流現象，現已逐漸成為我國電力電纜主要的發(fā)展對象。

2.2新型電力電纜

結合科學技術的先進發(fā)展和目前對大容量遠距離輸電的高要求，一大批新型電力電纜正在不斷涌現，例如超導電纜、管道充氣電纜、低溫有阻電纜。

低溫有阻電纜是通過冷卻技術將高純度銅或鋁導體來冷卻到一定的溫度，大大降低導體電阻系數，以此減少導線損耗，提高電流密度和增強散熱能力，有利于整體傳輸容量的增加。

超導電纜的出現是由超導技術引伸而來的，電纜運行時處于超導狀態(tài)，此時導體電阻等于零，傳輸容量大于充油電纜，但由于常溫冷卻和造價降低等關鍵技術問題，使超導電纜很難找到一個科學合理的平衡點，因此超導電纜距離實際應用還有一定的難度。

管道充氣電纜，即六氟化硫電纜，該電纜不僅具有架空線路的傳送能力，同時電纜的電容量和充電電流都偏小，介電系數也小，不需要額外裝設電容電流的補償裝置，有效的輸電距離較長，運行時的溫度上升有限，從而增加了電流傳輸容量，滿足了封閉式變電站的建設標準。

3　電力絕緣產品對材料的要求

3.1彈性高

彈性高可保障電力電纜芯與附件之間的結合緊密，保持界面特性，低永久變形性又可以保證套在電纜外面的附件在運行過程中保持與電纜同呼吸的特點，同時，一直在低溫狀態(tài)下可保持良好的回縮彈性。

3.2阻燃性強

電力電纜在高壓情況下運行，表面的污濕可引發(fā)電流泄漏的現象，造成材料發(fā)熱，所以電力電纜的絕緣材料必須具備優(yōu)良的阻燃性，即使在大電流通過的情況下也會因為發(fā)熱而引起燃燒。

3.3持久的遷移性

如果電力電纜附件長久用于污穢環(huán)境下，表面上積聚的導電污穢物質容易在潮濕天氣中受潮，甚至還會產生局部放電的現象，發(fā)生閃絡事故，因此絕緣材料必須具有持久的憎水性和遷移性，可有助于減少污穢雜質的積累，有效防止閃絡事故的發(fā)生。

3.4高耐漏電起痕性

電力電纜在高壓運行的情況下，表面的污濕會引起泄漏電流以外，還可能造成材料的電腐蝕，因此對材料絕緣性的要求極高，最大限度降低電腐蝕，避免產生導電碳化通道。

3.5抗紫外線強

電力電纜附件常年被用于戶外環(huán)境時，在強紫外線照射的情況下，電纜材料極易老化，對電纜附件的運行形成了一個很大的阻礙，因此對材料抗紫外線和抗臭氧性能的要求十分嚴格，要求必須具有良好的抗老化性能。

4　結語

電力電纜建設對于國家供電的穩(wěn)定性具有重要且深遠的影響，因此完善電力電纜的建設工作也是必不可少的，對電力電纜的種類以及常見故障影響進行深入的分析與探究，可有助于電力電纜建設的合理應用，提高電網企業(yè)的供電輸電的可靠性，充分發(fā)揮國家的資源利用，竭盡所能建設資源節(jié)約型社會、環(huán)保友好型社會。

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