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油沒紙絕緣電纜自1890年問(wèn)世以來(lái).其系列與規(guī)格最完善,已廣泛應(yīng)用于330kV及 以下電壓等級(jí)的輸配電線路中,并已研制出500?750kV的超高壓電纜。這種電纜的特點(diǎn) 是:耐電強(qiáng)度高;介電性能穩(wěn)定;壽命較長(zhǎng);熱穩(wěn)定性好;載流量大;材料資源豐富;價(jià) 格便宜。缺點(diǎn)是:不適于高落差敷設(shè);制造丁.藝較為復(fù)雜;生產(chǎn)周期長(zhǎng);電纜頭制作技術(shù) 比較復(fù)雜等。ETGZ-II電纜故障測(cè)試儀電測(cè)儀器-億天電力
在統(tǒng)包型電纜中,共同絕緣的作用除了補(bǔ)足各導(dǎo)電線芯對(duì)地的絕緣強(qiáng)度外,同時(shí)還扎 緊各線芯,使其不松散,減少制造上的困難。電纜各導(dǎo)電線芯之所以采用扇形結(jié)構(gòu),是為 了使電纜結(jié)構(gòu)更加緊湊、充分利用空間、使電纜外徑史'小,以節(jié)省制造材料和降低成本。 這種電纜的應(yīng)用歷史最K,在10kV及以下電壓系統(tǒng)中,有著良好的運(yùn)行id錄,至今仍有 一定M的統(tǒng)包?電纜在運(yùn)行。這種統(tǒng)包型電纜有以下不足。10kV及以下電壓等級(jí)的電纜.通常是將各導(dǎo)電線芯外包上絕緣紙(稱為線芯絕緣或 相絕緣),芯與芯之間的空隙用麻、塑料管、玻璃絲等填料填充后絞成圓形.外面再繞包 絕緣紙(稱為統(tǒng)包絕緣、共同絕緣或絕緣),M后包上一個(gè)共同的金厲護(hù)套和保護(hù)層。具 有這種結(jié)構(gòu)形式的電纜稱為統(tǒng)包型電纜或帶絕緣電纜.國(guó)際上通稱為非徑向電場(chǎng)電纜。其 結(jié)構(gòu)如圖1 -3-1所示,其電場(chǎng)分布如圖1 -3-2所示。
(1)電纜絕緣材料中絕緣油的熱效應(yīng)所形成的空隙里存在著氣體?因此,在電場(chǎng)作用 下的氣體游離將導(dǎo)致絕緣的逐漸破壞。
(2) 由于沿絕緣紙表面切線方向電場(chǎng)分M的存在,使紙層發(fā)生樹枝狀的炭化裂紋。同 時(shí),該電場(chǎng)也作用在比紙絕緣介電強(qiáng)度低得多的填料上,致使電纜擊穿強(qiáng)度下降。
(3) 在電纜三芯結(jié)構(gòu)的屮心,因熱量不易散發(fā)而使溫度升高,加速了絕緣的老化.也 使載流M受到限制。
(4) 因?yàn)楦骶芯絕緣外無(wú)接地屏蔽.而三根線芯公用一個(gè)接地護(hù)套,故容易將單相接 地故障轉(zhuǎn)化為相間故障.從而增加了線路跳閘停電的事故幾率。
(5) 由于電纜浸漬劑在工作溫度下粘度較低,易于流淌。因此.在高落差的條件下敷 設(shè),將使電纜線路高端因浸漬劑流失而干枯.絕緣水平嚴(yán)fi下降。并使低端電纜護(hù)套內(nèi)部 壓力增大或低端終端頭漏油。
電壓等級(jí)在10kV及以上的三芯電纜,為了改善其電場(chǎng)分布,一般制成分相屏蔽型 (見閣1-3-3)或分相鉛(鋁)包型(見圖1-3-4> 兩種結(jié)構(gòu)。
閣1-3-3三芯分相屏蔽型電纜 閣丨-3-4三芯分相鉛(鋁〉包型電纜
分相屏蔽和分相鉛(鋁)包電纜.在線芯表面和線芯絕緣表面均包有半導(dǎo)電屏蔽層。 其區(qū)別在于分相屏蔽電纜在三根屏蔽線芯成纜后統(tǒng)包以公共的金厲護(hù)套。而分相鉛(鋁) 包電纜則是在每一根絕緣線芯上單獨(dú)地?cái)D壓以鉛(鋁)護(hù)套,
三根鉛(鋁)包線芯成纜后.再統(tǒng)包公共的外護(hù)套。這兩種電 纜均屬于徑向型電場(chǎng)電纜,國(guó)際上統(tǒng)稱為H型電纜,其電場(chǎng) 分布如圖1-3-5所示。
兩者相比,分相屏蔽型電纜結(jié)構(gòu)緊湊,外徑小,可節(jié)省金 m護(hù)套和外護(hù)e材料。分相鉛(鋁)包電纜電氣性能穩(wěn)定,但 外徑大,重M較大。這兩種徑向型電場(chǎng)電纜在結(jié)構(gòu)上各有特 點(diǎn),與非徑向的統(tǒng)包型電纜比較,雖然價(jià)格較貴,但具有兩個(gè) 重要的優(yōu)點(diǎn):①電纜線芯周圍電場(chǎng)均勻.沒有絕緣表面的切向 應(yīng)力,絕緣性能較好,適用于較高電壓等級(jí)的電纜;②單相故 障不易轉(zhuǎn)化為相間故障.使維修更快、更方便。
上述非徑向塑和徑向型電場(chǎng)電纜都屬于粘性浸潰紙絕緣電纜,這種電纜成本低,T作 壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.制造方便.絕緣材料來(lái)源充足,易于安裝與維護(hù),但油易流淌,不適 宜作高落差敷設(shè)。為了適應(yīng)高落差的運(yùn)行條件.將粘性浸漬紙絕緣電纜干燥浸漬后,進(jìn)行 真空滴千.制成干絕緣電纜.這是粘性浸漬紙絕緣電纜的一種特殊形式。其特點(diǎn)是:絕緣 層中粘性浸漬紙間的浸潰劑減少70%.紙內(nèi)的浸漬劑減少30%,消除了浸漬劑的流動(dòng)現(xiàn)
象,適宜作高落差敷設(shè).但其電氣性能有所下降。例如絕緣厚度相同時(shí)滴干紙絕緣電力電 纜的耐電壓強(qiáng)度為6kV,而粘性浸潰紙絕緣電纜的耐電壓強(qiáng)度為10kV。因此其絕緣層較 厚,而且一般采用分相鉛(鋁)包結(jié)構(gòu)。由于上述的不足,干絕緣電纜已被逐步淘汰,取 而代之的是不滴流浸潰紙絕緣電纜。
所謂不滴流浸漬紙絕緣電纜就是在工作溫度下,浸漬劑具有不滴流性質(zhì)的電纜。這種 電纜在結(jié)構(gòu)特征上也有統(tǒng)包型、分相屏蔽型和分相鉛(鋁)包型之分。無(wú)論采用哪種結(jié) 構(gòu),不滴流電纜與粘性浸漬電纜相比,除浸漬劑的特性和配方不同以外,其生產(chǎn)工藝基本 相同。但由于采用了優(yōu)異的不滴流浸漬劑配方,使不滴流電纜比粘性浸漬電纜的載流M 大,老化進(jìn)程緩慢,使用壽命更長(zhǎng),且適合高落差和垂直的運(yùn)行環(huán)境。因此,在我國(guó) 35kV及以下電壓等級(jí)的油紙電纜中,不滴流型是推薦品種之一。
各種油浸紙絕緣電力電纜的允許最大敷設(shè)落差見表1-3-1。
表丨-3-1 粘性浸潰和滴干電纜的允許最大敷設(shè)落差
絕緣形式 | 額定電壓 | 保護(hù)層結(jié)構(gòu) | 允許最大敷設(shè)落差(m) | |
<kv)< p=""> | 鉛包 | 鋁包 | ||
1?3 | 尤鎧裝 | 20 | 25 | |
粘性浸潰 | 鎧裝 | 25 | 25 | |
絕緣 | 6?10 | 有或無(wú)鎧裝 | 15 | 20 |
20?35 | 有或無(wú)鎧裝 | 5 | ||
干絕緣 | 3?6 | 帶絕緣 | 100 | |
分相鉛包 | 300 |
以上介紹的粘性浸漬型、滴干塑、不滴流型電力電纜均為油浸紙絕緣電力電纜。這種 電力電纜的根本缺點(diǎn)是:由于絕緣層的固體材料紙與浸潰劑熱膨脹系數(shù)相差很大,在制造 和運(yùn)行過(guò)程中因溫度的變化,不可避免地會(huì)在絕緣層中產(chǎn)生氣隙,而且這些氣隙多分布在 電場(chǎng)強(qiáng)度較大的絕緣層內(nèi)側(cè)——靠近線芯處。其最大工作場(chǎng)強(qiáng)不超過(guò)4?4. 5MV/m,因 此,這種油浸紙絕緣電纜的電壓等級(jí)不超過(guò)35kV。為了提高油浸紙絕緣電力電纜的工作 電壓,可采用如下兩種方法:一種是盡可能消除氣隙的產(chǎn)生;另一種方法是提高氣隙的擊 穿場(chǎng)強(qiáng)。
充油電纜是利用補(bǔ)充浸漬原理來(lái)消除絕緣層中形成的氣隙,以提高電纜工作場(chǎng)強(qiáng)的一 種電纜結(jié)構(gòu)。其工作原理是:當(dāng)電纜溫度升高時(shí),浸潰劑膨脹,電纜內(nèi)部壓力增加,浸漬 劑流人供油箱;電纜冷卻時(shí)浸漬劑收縮,電纜內(nèi)部壓力降低,供油箱內(nèi)浸漬劑又流人電 纜,防止了氣隙的產(chǎn)生,故可以用于llOkV及以上線路。充油電纜的結(jié)構(gòu)分兩類:一類 是自容式充油電纜.浸漬劑是低粘度礦物油或十二烷基苯,導(dǎo)電線芯具有中空油道(見圖 1-2-5),浸漬劑可以通過(guò)它及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)絕緣或流人油箱;另一類是鋼管充油電纜,浸漬 劑是粘度稍高的聚丁烯油,導(dǎo)電線芯是實(shí)心,三根絕緣線芯一并置于無(wú)縫鋼管內(nèi),管內(nèi)充 以高壓力(一般約1.5MPa,即15個(gè)大氣壓)的浸潰劑,鋼管與電纜之間的空間即為供 油道,并與供油系統(tǒng)相連。鋼管充油電纜具有優(yōu)良的電性能和機(jī)械保護(hù)特性,但耗油世 大,接頭較復(fù)雜,不宜高落差敷設(shè)。
充氣電纜是利用提高絕緣層中氣隙的擊穿場(chǎng)強(qiáng)原理來(lái)提高電纜T-作場(chǎng)強(qiáng)的一種結(jié)構(gòu)? 式。充氣電纜采用滴干紙絕緣,充以一定壓力的氣體,以提高氣隙的擊穿場(chǎng)強(qiáng),消除局部 放電。充氣電纜結(jié)構(gòu)多為三心,并利用三心間空隙作為氣體傳送管道,氣體一般為氮?dú)饣?六氟化硫氣體等.適用于垂直敷設(shè)的UOkV線路。
管道充氣電纜又稱壓縮氣體絕緣電纜。其導(dǎo)電線芯置于一個(gè)充有一定壓力氣體 (SFfi)的管道中。按線芯數(shù)可分為三芯和單芯電纜,單芯電纜又分剛性和可撓型。導(dǎo) 電線芯通常是鋁管或銅管,由固體絕緣墊片每隔?一定距離支撐在管內(nèi)。外管道為電纜 護(hù)套兼作氣體介質(zhì)壓力容器。單芯電纜通常用鋁管或不銹鋼管作護(hù)套,三芯電纜的護(hù) 套也可用鋼管。由于采用了氣體介質(zhì)(SF6),它的電容小,介質(zhì)損耗低,導(dǎo)熱性好, 故傳輸容M大,可達(dá)50000MVA。常用作大容S發(fā)電廠的高壓引出線,封閉電站與架 空線的連接線等。
上述充油和充氣電纜都有效地提高了電纜的T.作場(chǎng)強(qiáng),因此常被超高壓電纜采用。但 這兩種電纜都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜.施工、維護(hù)不便,成本高等特點(diǎn)。