電力電纜的類型和基本性能包括哪些

任菲

摘要：油浸紙絕緣電力電纜由線芯、絕緣層和保護(hù)層三個(gè)構(gòu)件組成。由于采用不同的結(jié)構(gòu)形式和材料，便制成了不同類型的電纜，工作電壓和使用條件也相應(yīng)不同。本文從幾個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述。

關(guān)鍵詞：電力電纜；類型；基本性能；導(dǎo)電線芯；油浸紙

在電纜技術(shù)中。通常把35千伏及以下電壓級(jí)的電纜稱為低壓電纜，而把110千伏以上電壓級(jí)的電纜稱為高壓電纜。

一、低壓電纜類型

低壓油浸紙絕緣電力電纜，按其線芯根數(shù)可分為單芯、雙芯、三芯和四芯電纜幾種，其中以三芯電纜應(yīng)用最為廣泛，因此，35千伏及以下低壓電纜多制成三芯結(jié)構(gòu)，只有個(gè)別特殊用途或?yàn)榱藴p少連接頭數(shù)目，要求大長(zhǎng)度生產(chǎn)，或電纜線芯截面較大，制成三芯電纜太笨重時(shí)，才制成單芯電纜。單芯電纜結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通常是在圓形線芯上，依次同心地繞包絕緣層、擠包金屬護(hù)層并繞包外護(hù)層。必須指出，交流系統(tǒng)使用的單芯電纜不能采用鋼帶鎧裝，這是因?yàn)榇嬖陔姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象，如用鋼帶鎧裝，將會(huì)產(chǎn)生很大損耗，影響電纜傳輸容量的緣故。

（一）帶絕緣電纜。

10千伏及以下的多芯電纜，通常將幾根絕緣線芯絞合成纜，統(tǒng)包以絕緣（稱為帶絕緣）后再包以一個(gè)公共的金屬護(hù)層和保護(hù)層，具有這種結(jié)構(gòu)型式的電纜稱為帶絕緣電纜或稱統(tǒng)包絕緣電纜，國(guó)際上稱為非徑向電場(chǎng)電纜。

雙芯電纜只用于單相線路，工作電壓為1千伏。為使電纜線芯排列緊湊，減小外徑，節(jié)約護(hù)層材料，將線芯制成半圓型。為提高電纜的彎曲性能，便于電纜的制造和敷設(shè)，對(duì)于截面較大的雙芯電纜也可采用四個(gè)扇形線芯，相對(duì)兩個(gè)線芯并聯(lián)使用。

（二）分相屏蔽電纜和分相鉛包電纜。

電壓級(jí)為20、35千伏的三芯電纜可制成分相屏蔽或分相鉛包兩種結(jié)構(gòu)形式。分相屏蔽電纜和分相鉛包電纜的線芯一般制成圓形，線芯表面應(yīng)包有半導(dǎo)電紙屏蔽層，絕緣層外面也包有半導(dǎo)電紙屏蔽層。所謂分相屏蔽電纜就是在每一根絕緣線芯外包以打孔的金屬帶或金屬膜復(fù)合紙屏蔽層，在三根金屬屏蔽的線芯成纜后統(tǒng)包以公共的金屬護(hù)套。這種電纜，國(guó)外稱為H型電纜。而分相鉛包電纜則在每一根絕緣線芯上單獨(dú)的擠壓以鉛護(hù)套，在三根鉛包線芯成纜后再統(tǒng)包以公共的外護(hù)層。

（三）粘性浸漬電纜和不滴流浸漬電纜。

粘性油浸紙絕緣電力電纜（簡(jiǎn)稱粘性電纜）和不滴流油浸紙電力電纜（簡(jiǎn)稱不滴流電纜），是兩種廣泛應(yīng)用于35千伏及以下電壓級(jí)的電纜。這兩種電纜除浸漬劑的特性和配方不同而外，沒(méi)有其他不同。

粘性浸漬電纜的優(yōu)點(diǎn)是成本低、制造方便，缺點(diǎn)是浸漬劑在工作溫度下粘度較低，易于流淌，因此在有落差的條件下敷設(shè)時(shí)，將易發(fā)生高端浸漬劑流失而干涸，致使絕緣水平嚴(yán)重下降，甚至很快發(fā)生擊穿；在浸漬劑流失的同時(shí)，浸漬劑將向低端淤積，這就會(huì)漲破鉛護(hù)套，并因此導(dǎo)致?lián)p壞。

二、高壓電纜的類型

35千伏電壓級(jí)以上的高壓電纜，有充油電纜、充氣電纜和壓力電纜等品種。充油電纜是高壓電纜中的主要品種，可達(dá)110、220、330、500、750千伏甚至更高電壓級(jí)。

（一）充氣電纜。

采用滴干的浸漬紙絕緣，并在其中充入一定壓力的氣體（如干燥的氮?dú)饣蛄颍?。充氣的基本作用在于提高絕緣層中氣隙的耐電強(qiáng)度，從而提高電纜的耐電強(qiáng)度。充氣電纜的結(jié)構(gòu)有多種形式，三芯電纜多用于35千伏及以下的輸電線路，單芯電纜則主要用于高壓輸電線路。充氣電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度一般低于充油電纜，因而充氣電纜的使用電壓最高到110千伏。

充氣電纜可用于高落差或垂直敷設(shè)，由于在充氣電纜中沒(méi)有粘性浸漬電纜中發(fā)生的絕緣老化過(guò)程，鉛護(hù)套尺寸的不可逆增大，氣體間隙的形成及浸漬劑的移動(dòng)等，因此35千伏及以下的充氣電纜工作溫度可以提高到75——80℃，與同等截面的粘性浸漬電纜相比，充氣電纜的截流量要大一些。

（二）充油電纜。

其耐電強(qiáng)度高，其工作電壓可由66、110千伏一直到750千伏或1000千伏以上。充油電纜有自容式和鋼管式兩種結(jié)構(gòu)形式。自容式充油電纜大多制成單芯結(jié)構(gòu)。充油電纜的絕緣層由性能優(yōu)異的高壓電纜紙和低粘度絕緣油組成。為了充分利用絕緣，一般采用分階段形式，即采用不同厚度的電纜紙來(lái)繞包線芯，薄紙包在內(nèi)層，外層則逐漸采用較厚的紙。

（三）壓力電纜。

充氣電纜和充油電纜的加壓媒質(zhì)都是絕緣層的組成部分。如將加壓媒質(zhì)與絕緣層用不透氣膜套分開(kāi)，這種結(jié)構(gòu)稱為壓力電纜。這種電纜的工作原理與充氣和充油電纜基本相同，工作電壓為35——110千伏?？刹捎脷怏w，也可以采用液體作傳壓媒質(zhì)。有一種鋼管型壓力電纜，是將三根包以公共鉛護(hù)套的電纜拖入氣體或液體，壓力通過(guò)電流的鉛護(hù)套作用到絕緣上，借以提高絕緣的耐電強(qiáng)度。

三、電力電纜的基本性能有哪些

電力電纜的基本性能主要是電性能。由于電力電纜在高電壓（即高電場(chǎng)）下工作，因此對(duì)電性能要求是多方面的，也是極為嚴(yán)格的。在設(shè)計(jì)電力電纜時(shí)，必須對(duì)電性能作精確計(jì)算，并以此作為選擇材料和結(jié)構(gòu)的依據(jù)。

電力電纜的電性能包括：導(dǎo)線的直流電阻和交流電阻、絕緣層的絕緣電阻、電纜的電容、電感、介質(zhì)損耗以及擊穿強(qiáng)度等。除此，電力電纜還有熱性能、機(jī)械性能以及因電纜種類不同而具有的特殊性能等。電力電纜的這些性能不僅取決于電纜結(jié)構(gòu)、所用原材料的性能，并與電纜制造工藝的質(zhì)量有密切關(guān)系。

（一）導(dǎo)電線芯電阻。

線芯電阻直接影響著電纜截流量。線芯直流電阻與材料和線芯結(jié)構(gòu)有關(guān)。在交流電流下，由于導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，線芯電阻相應(yīng)有所增大，此時(shí)電阻稱為有效電阻。線芯有效電阻的計(jì)算比較復(fù)雜。

（二）電纜的電感。

由于電磁感應(yīng)原理，電纜具有一定的電感。在電纜長(zhǎng)度及工頻電磁波長(zhǎng)大大長(zhǎng)于電纜間中心軸距離和電纜線芯外徑時(shí)，可以用恒定磁場(chǎng)進(jìn)行分析并計(jì)算電感。

（三）電纜的絕緣電阻。

實(shí)際運(yùn)用的絕緣材料總不是理想電介質(zhì)（絕緣體），各種物質(zhì)均有一定程度的導(dǎo)電性。絕緣體導(dǎo)電能力極小而電阻率卻很大。絕緣材料的導(dǎo)電程度是由材料分子和雜質(zhì)分子離解的離子數(shù)所決定，它與材料結(jié)構(gòu)和本質(zhì)以及雜質(zhì)的本質(zhì)有關(guān)，也和外界條件有關(guān)。

（四）耐電性能。

是指電纜耐受一定的試驗(yàn)電壓，而不致引起電纜絕緣擊穿的性能。所謂絕緣擊穿就是絕緣在電場(chǎng)作用下，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)某個(gè)臨界值而喪失絕緣性能的物理要求。