谈电力电缆的结构分析张亚飞

张亚飞

（国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001）

摘要：随着我国经济高速的发展，电力需求增长迅速，带动电力企业的不断发展。电力系统建设需求强烈，而加强和提升电力系统电缆敷设质量具有重要的现实意义。因而必须注意电缆敷设大电流电力电缆引发的涡流、电力电缆的转弯引起的机械性损伤及电力电缆防潮等相关问题，以进一步保证电缆工程质量达到设计规范标准。就此，本文简要结合电力电缆的结构方面进行分析。

关键词：电力电缆；结构；分析

1引言

电力电缆线路是供电企业电力传输的主要方式之一，引起电力电缆运行故障的主要原因有：电力电缆施工不规范；运行管理不到位；受外界侵害；电力电缆质量问题。其中，由于电力电缆施工不规范和外界侵害引起的电力电缆事故占绝大部分，为了减少电力电缆事故，我们结合工作实际情况，规范电力电缆施工管理，从根本上消除因施工不规范引起的电力电缆事故，从而提高电力电缆的稳定运行能力。下文简要就电力电缆的结构进行简要分析。

2电力电缆敷设安装的要求分析

一般情况下，在三相四线制系统中使用的电力电缆，不应采用三芯电缆另加一根单芯电缆或电缆金属护套等作中性线的方式。在三相系统中，不得将三芯电缆中的一芯接地运行。并联运行的电力电缆，其长度应相等。电缆敷设时，在电缆终端头与电缆接头附近可留有备用长度。直埋电缆尚应在全长上留少量裕度，并作波浪形敷设。电缆各支持点的距离应按设计规定执行。电缆的弯曲半径不应小于规范的规定。

3电力电缆敷设施工技术问题

3.1敷设前的准备

3.1.1土建设施

电力电缆敷设质量的好与坏对其今后安全可靠运行起着至关重要的影响，敷设前应根据设计图查看电缆敷设路径，土建设施（电缆沟、电缆隧道、保护管等）及敷设深度、宽度是否符合规程要求，备好工、器、具，排除各种障碍。

3.1.2吊运及外观

电缆必须作为特殊材料吊运，在吊运过程中严禁刮、碰、挤、磨。要按敷设要求安排好电缆盘的位置和方向，认真做好外观检查，查看电缆封端是否严密，电缆附件与绝缘材料的防潮包装是否密封良好。如经检查发现有疑问时，必须进行绝缘判断与试验。

3.1.3绝缘鉴定

鉴定方法主要包括：测量电缆的绝缘电阻；直流耐压试验；测量泄漏电流等，要求相关鉴定项目均合格后方可敷设。

3.2注意问题

3.2.1弯曲半径偏小

在施工过程中，如果过度弯曲电力电缆，弯曲半径偏小，就会损伤其绝缘、线芯、屏蔽带和外部包皮等，电缆投入运行后，易发生因绝缘强度不够导致短路、击穿等供电故障。

3.2.2预留备用长度不够

敷设电缆时，留有足够的备用长度，以补偿温度变化而引起的变形和供事故抢修制作连接接头时备用。一般在电缆从垂直面过渡到水平面的转弯处、电缆管出入口、电缆井内、伸缩缝附近、电缆头安装地点和电缆接头处，引入隧道和建筑物等处，均应留有适当的备用长度。在实际运行中，经常出现在发生电缆供电故障时，本通过采用重新制作电缆接头方式处理，但因电缆预留的备用长度不够而需重新更换一根新的电缆的情况，将延长检修时间，同时增加了运行及检修成本。

3.2.3防外力损伤问题

在电缆线路事故中，外力损伤事故约占50%。为保证电缆在运行中不受外力损伤，在电缆施工中应采取相应的防外力损伤措施，通用的做法是将电缆穿入具有一定机械强度的管内。需采取防外力保护的情形主要有：电缆引入和引出建筑物、隧道、沟道楼板等处时；电缆通过道路、铁路时；电缆引出或引进地面时；电缆与各种管道、沟道交叉时；电缆通过其他可能受机械损伤的地段时。

410KV的电力电缆结构分析

随着化学合成工业的发展，橡胶绝缘电力电缆得到了迅速的发展。在国内，聚氯乙烯绝缘电力电缆主要用于千伏级地电力电缆。其余电压等级大部分为交联聚乙烯绝缘电力电缆。但油渍纸绝缘电力电缆仍占有一定的比例。

4.1橡皮绝缘电力电缆

普通的合成橡胶有丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯等。但其分子结构中含有双键，故耐臭氧差，在电晕作用下会发生开裂，击穿场强较低，所以不能用于高的电压等级，只能用于低压配电系统和经常移动的场合。乙丙橡胶主键由化学稳定的饱和烃所组成。具有较高的耐臭氧性和耐候性。交流击穿强度在35-45kV/mm。加入第三单体如环戊二烯或将冰片稀形成三元乙丙橡胶，更能改善其工艺性能。可用于10kV级电力电缆或高压电机引出线。若和其他橡胶共混使用更可获得优异的性能。乙丙橡皮绝缘电力电缆和塑力缆的结构大致相同。

4.2聚氯乙烯绝缘电力电缆

聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，配以增塑剂，稳定剂，防老剂等多组份地混合材料。具有加工简单、生产率高、成本低、耐油、耐腐蚀、化学键稳定性好等优点。但由于它是极性材料，介质损耗大，耐热性低（最高允许工作温度70度）；耐电强度低，长期工频击穿强度4kV/mm左右，脉冲击穿强度40-50kV/mm，相对介电系数为5左右。燃烧时产生氯化氢有毒气体，所以限制了它的使用和发展。1kV级地三芯电力电缆可以没有金属屏蔽层，三芯成缆后包以铠装层，再挤包外护层即可。其产品如铝芯、聚氯乙烯绝缘、双钢带铠装、聚氯乙烯护套电力电缆，额定电压相电压为0.6kV，线电压为1kV，三芯，标称截面为240mm2。

4.3交联聚乙烯绝缘电力电缆

4.3.1聚乙烯树脂

聚乙烯树脂的介电系数比较小，且为非极性材料，电气性能良好。但其耐热性低，力学性能较差，在环境应力作用下易形成开裂，因其分子结构是结晶相和无定形相两相并存，在生产和运行中由于温度和应力的变化容易在界面上产生气隙而引发树枝化放电。在我国聚乙烯塑料用来做电缆护套料使用。

4.3.2交联聚乙烯

通过物理方法或化学方法将聚乙烯进行交联。物理方法主要是利用高能射线将碳氢键断开使聚乙烯生产游离基，游离基相互结合形成碳碳键而形成交联聚乙烯。化学方法是通过交联剂（如过氧化二异丙苯）夺取分子中的氢原子使之生成游离基进而进行交联。其交联生产方式主要通过惰性气体（如氮气）保护，电加热和惰性气体保护冷却。高压和超高压交联聚乙烯电力电缆均需采用“全干式”交联生产线。在低压系统中，可采用硅氧烷即“温水”交联，通过硅氧烷的“接枝”，在80-100度地水中实现聚乙烯的交联，成本低，工艺简单，在低压系统可完全取代聚氯乙烯绝缘电力电缆。

4.3.3交联聚乙烯绝缘电力电缆的结构

为了改善电场分布，相电压在1.8kV以上的电缆应有导体屏蔽层和绝缘蔽层。导体屏蔽应为挤包的半导体。标称截面500mm2及以上的电缆导体屏蔽应由半导电包带和挤包的半导电层联合组成。半导电料以聚乙烯为基料加炭黑组成。半导电层应均匀地包覆在导体上，表面应光滑，有明显线纹和凸纹。不应有尖角、颗粒、烧焦和擦伤的痕迹。半导电屏蔽的主要作用是均化电场，使偶然形成的凸纹突起屏蔽于半导电屏蔽层内，防止电场集中；半导电层还有一定的隔热作用，防止由于运行时损耗产生的过热使绝热加速老化。一般挤出的半导电屏蔽层厚0.1mm。金属屏蔽层的作用主要为静电屏蔽。电缆敷设时通过金属蔽层接地使其电位为零。在单芯或分相屏蔽电缆绝缘内的电场径向分布，消除了切向量。可防止绝缘表面产生滑闪放电。金属屏蔽层亦可做为部分短路电流的回流。

5结束语

综上所述，通过对电力电缆的敷设安装方法及结构分析的描述，要重视电缆敷设安装时注意的问题，为广大电气技术人员和工人能够更好地解决在电力电缆敷设、施工及运行维护中遇到的相关难题。

参考文献

[1]孙玉明.电力电缆典型故障分析处理探讨[J].中国电力教育，2013，08：212-213.

[2]任俊.电力电缆故障测距综述[J].电子技术与软件工程，2013，16：136-137.

[3]马涛.电力电缆故障的检测定位及其具体步骤探析[J].科技与企业，2013，19：289.

[4]严宇明.电力电缆采购时点浅析[J].企业导报.2012(18)