電力電纜是在電力系統(tǒng)中傳輸或分配大功率電能用的電纜。由電站發(fā)出的電能通過架空輸電線、電力電纜聯(lián)結(jié)各種電壓級別的變電配電站,而后送到各個用電單位。電力電纜同其它架空裸線相比,其優(yōu)點是受外界氣候干擾小、安全可靠、隱蔽、較少維護、經(jīng)久耐用,可在各種場合下敷設(shè)。但電力電纜結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝均較復(fù)雜、成本較高,因此一般用于發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)的動力引入或引出線路中,以及跨越江河、鐵路站場、城市地區(qū)的輸配電線路和工礦企業(yè)內(nèi)部的主干電力線路中。
我國電力電纜工業(yè)是在新中國成立后發(fā)展起來的。現(xiàn)在不僅能生產(chǎn)各種規(guī)格的電纜,而且電壓等級也由低中壓級上升到500kV以上的高壓級。生產(chǎn)廠家也由解放初的幾家發(fā)展到幾百家。國內(nèi)大型電站及重要輸配電線路大都是用的國產(chǎn)電力電纜?,F(xiàn)在生產(chǎn)電力電纜的大型企業(yè)主要有沈陽電纜廠、上海電纜廠、鄭州電纜廠、昆明電纜廠、成都電纜廠、天津電纜廠等。我國每年也有大批的各種型號、規(guī)格的電力電纜出口,主要輸往印度、伊拉克、伊朗、巴基斯坦、科威特、泰國、卡塔爾、阿聯(lián)酋、菲律賓、埃及、澳大利亞、加拿大等國。
2.種類
電力電纜按其使用范圍、結(jié)構(gòu)特點及性能要求等主要特征分成若干品種。每個品種又按導(dǎo)電線芯截面(或?qū)Ь€直徑)大小、芯數(shù)、絕緣材料、護層材料以及電壓級等,分成各種不同的規(guī)格。主要有油浸紙絕緣鉛包電力電纜,橡皮絕緣電力電纜,聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套電力電纜,自容式充油電纜等。
3.特點及制造要求
電力電纜的規(guī)格不同,但都具備有如下特點及制造上的要求。
?。?)工作電壓較高,因而要求電纜具有優(yōu)良的電氣絕緣性能。
?。?)傳輸容量較大,因此對電纜的熱性能的考慮比較突出。
?。?)由于大都是固定敷設(shè)于各種不良環(huán)境條件(地下、隧道溝管、豎井斜坡以及水下等)下,且要求可靠地運行數(shù)十年,因此對護層材料與結(jié)構(gòu)要求也較高。
?。?)由于電力系統(tǒng)容量、電壓、相數(shù)等因素的變化及敷設(shè)環(huán)境條件的不同,電力電纜產(chǎn)品的品種、規(guī)格也相當(dāng)繁多。
根據(jù)電力電纜應(yīng)用中的強電特點,對其電性能和機械性能的考慮都是比較突出的。
4.制造過程
電力電纜從原材料加工到制造成纜,由于品種不同整個制造過程也不同,大體上有如下工藝:金屬加工(熔煉)→壓延→撥絲→絞線(將若干根銅線或鋁線絞成一股線芯)→線芯絕緣(對橡皮絕緣和聚乙烯絕緣的電纜通過擠出機和硫化管完成絕緣線芯;對紙絕緣的電纜用絕緣紙包繞線芯、真空干燥、浸油完成絕緣線芯)→成纜(將三股或四股完成絕緣的線芯絞合成多芯電纜導(dǎo)體)→內(nèi)、外護層處理(有鎧裝電纜、非鎧裝電纜及紙力纜幾種情況:鎧裝電纜要在成纜后的電纜導(dǎo)體上繞包或擠出一層內(nèi)護套,然后施加鋼帶或鋼絲鎧裝套,之后擠出外護層。非鎧裝電纜在成纜后的電纜導(dǎo)體上直接擠出外護套。紙力纜是將成纜后的電纜導(dǎo)體再包繞絕緣紙,然后壓鉛,再用麻和瀝青繞包成外護層或者用聚氯乙烯擠出外護層)。
5.性能指標(biāo)
電力電纜的性能指標(biāo)主要是電性能和機械性能。
?。?)電性能指標(biāo):導(dǎo)體的直流電阻和交流阻抗,絕緣層的絕緣電阻,介質(zhì)損耗和其中的電場分布及電場強度,電纜的電容、電感,載流量,金屬護層的感應(yīng)電壓和電流。
?。?)機械性能:電纜的機械強度、伸長率,絕緣護層材料的機械性能,阻燃性能,絕緣老化壽命等。
每種規(guī)格的電纜都有對應(yīng)的電性能和機械性能指標(biāo),種類繁多,不宜詳細列明。
電力電纜按絕緣材料可分為油浸紙絕緣電力電纜、塑料絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜。按電壓等級可分為中、低壓電力電纜(35千伏及以下)、高壓電纜(110千伏以上)、超高壓電纜(275~800千伏)以及特高壓電纜(1000千伏及以上)。此外,還可按電流制分為交流電纜和直流電纜。
按絕緣材料可分為
油浸紙絕緣電力電纜以油浸紙作絕緣的電力電纜。其應(yīng)用歷史zui長。它安全可靠,使用壽命長,價格低廉。主要缺點是敷設(shè)受落差限制。自從開發(fā)出不滴流浸紙絕緣后,解決了落差限制問題,使油浸紙絕緣電纜得以繼續(xù)廣泛應(yīng)用。
塑料絕緣電力電纜絕緣層為擠壓塑料的電力電纜。常用的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯。塑料電纜結(jié)構(gòu)簡單,制造加工方便,重量輕,敷設(shè)安裝方便,不受敷設(shè)落差限制。因此廣泛應(yīng)用作中低壓電纜,并有取代粘性浸漬油紙電纜的趨勢。其zui大缺點是存在樹枝化擊穿現(xiàn)象,這限制了它在更高電壓的使用。聚氯乙烯電力電纜價格低,使用廣泛,但介質(zhì)損耗大,一般用于工作電壓10千伏以下的系統(tǒng)。聚乙烯電力電纜電性優(yōu)良,可用于較高電壓系統(tǒng)。但工作溫度低(僅為70℃左右),耐電暈性能差。若采用適當(dāng)配方可使工作溫度提高至80℃,并抑制樹枝化擊穿。目前已制成的聚乙烯電力電纜其工作電壓達285千伏。交聯(lián)聚乙烯電力電纜是將擠壓聚乙烯絕緣層經(jīng)過交聯(lián)工藝過程,聚乙烯分子從線型分子變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子。交聯(lián)聚乙烯電纜工作溫度可提高到90~130℃,電壓已達400千伏,機械強度也相應(yīng)提高。中國已能生產(chǎn)110千伏交聯(lián)聚乙烯電纜。110千伏以下等級交聯(lián)聚乙烯電力電纜已有取代油浸紙絕緣電力電纜的趨勢。