電力電纜的分類及結構

一、電力電纜的品種

跟著電力電纜使用規模的不斷擴展和電網對電力電纜提出的新要求，制作電力電纜的新資料、新工藝不斷出現，電纜的電壓等級逐步增高，功能不斷增強和細分，電力電纜的品種越來越多。電力電纜能夠有多種分類方法，如按電壓等級分類、按導體標稱截面積分類、按導體芯數分類、按絕緣資料分類、按功能特色和運用場所分類等。

1.按電壓等級分類

電力電纜都是依照必定的電壓等級出產制作的，不同電壓等級的電纜使用于不同電壓等級的電網，同一電壓等級的電纜能夠選用相同的絕緣厚度，也能夠根據導體截面積不同、絕緣資料不同及接地方法運轉情況不同，選用不同的絕緣厚度。我國電纜產品的電壓等級包含0.6/1、1/1、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10、8.7/15、12/15、12/20、18/20、18/30、21/35、26/35、36/63、48/63、64/110、127/220、190/330、290/500 kV共19種。

從施工技能要求、電纜中間接頭、電纜終端結構特征及運轉維護等方面考慮，一起為了溝通的便利，也能夠根據電壓規模粗略進行分類∶

（1）低壓電力電纜（1kV）。

（2）中壓電力電纜（6~35kV）。

（3）高壓電力電纜（110kV）。

（4）超高壓電力電纜（220~500kV）。

2.按導體標稱截面積分類

電力電纜的導體是按必定等級的標稱截面積出產制作的，這樣做是為了構成必定的標準，既便于制作，也便于施工。

我國電力電纜標稱截面積系列分為1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2500mm?，共27種。高壓和超高壓電力電纜標稱截面積系列分為240、300、400、500、630、800、1000、1200、1600、2000、2500mm?，共11種。

在挑選電纜導體的截面積時，能選用一個大的截面積電纜時，就不要選用兩個或兩個以上的小截面積電纜來替代。

3.按導體芯數分類

電力電纜導體芯數有單芯、二芯、三芯、四芯和五芯共5種。單芯電纜一般用于傳送直流電、單相溝通電和三相溝通電，一般中、低壓大截面的電力電纜和高壓、超高壓電纜多為單芯。二芯電纜多用于傳送直流電或單相溝通電。三芯電纜首要用于三相溝通電網中，在35kV及以下各種中小截面積的電纜線路中得到最廣泛的使用。四芯和五芯電纜多用于低壓配電線路，跟著TN-S維護系統推行和普及，五芯低壓電纜的使用比四芯低壓電纜的使用會更多一些。一般情況下，只有1kV電壓等級的電纜才有二芯、四芯和五芯。

4.按絕緣資料分類

（1）擠包絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜包含聚氯乙烯絕緣電力電纜、交聯聚乙烯絕緣電力電纜、聚乙烯絕緣電力電纜、橡膠絕緣電力電纜。擠包絕緣電力電纜制作簡單，重量輕，終端和中間接頭制作便利，施工和運轉時允許曲折半徑小，敷設安全，維護量小，并具有耐化學腐蝕和必定的耐水功能，適用于高落差和筆直敷設。聚氯乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜一般多用于10kV及以下的電纜線路中;交聯聚乙烯絕緣電纜多用于6kV及以上乃至110~500kV的電纜線路中;橡膠電力電纜，因為其柔性特別好，適用于35kV及以下的線路中，特別適用于發電廠、變電站、工廠企業內部的連接線，礦山、船舶等場所以及其他常常移動的電器設備。

（2）油浸紙絕緣電力電纜。油浸紙絕緣電力電纜是歷史上使用最廣泛的一種電纜。油浸紙絕緣電力電纜的絕緣是一種復合絕緣，它是以紙為首要絕緣體，用絕緣浸漬劑充分浸漬制成的。

5.按功能特色和運用場所分類

（1）阻燃電力電纜。普通電纜的絕緣資料有一個共同的缺點，便是具有可燃性。當線路中或接頭處產生毛病時，電纜或許因局部過熱而焚燒，并導致擴展事故。阻燃電纜是在電纜絕緣或護層中添加阻燃劑，即便在明火燒烤下，電纜也不會焚燒。阻燃電力電纜的結構與相應的普通聚氯乙烯絕緣電力電纜和交聯聚乙烯絕緣電力電纜的結構基本上相同，而用料有所不同。關于交聯聚乙烯絕緣電力電纜，其填充物（或填充繩）、繞包層內襯層及外護套等，均在原用資料中加入阻燃劑，以阻止延燃;有的電纜為了下降電纜火災的毒性，電纜的外護套不必阻燃型聚氯乙烯，而用阻燃型聚烯烴資料。關于聚氯乙烯絕緣電力電纜，有的選用加阻燃劑的方法，有的則選用低煙、低鹵的聚氯乙烯料作絕緣，而繞包層和內襯層均用無鹵阻燃料，外護套用阻燃型聚烯烴資料等。至于選用哪一種型式的阻燃電力電纜，要根據運用者的具體情況進行挑選。

（2）耐火電力電纜。耐火電力電纜是在導體外添加有耐火層，多芯電纜相間用耐火資料填充。其特色是可在產生火災以后的火焰焚燒條件下，堅持必定時刻的供電，為消防救火和人員撤離供給電能和控制信號，從而大大減少火災損失。耐火電力電纜首要用于1kV電纜線路中，適用于對防火有特殊要求的場合。

二、電力電纜的基本結構

不論是何種品種的電力電纜，其最基本的組成有三部分，即導體、絕緣層和護層。關于中壓及以上電壓等級的電力電纜，導體在運送電能時，具有高電位。為了改進電場的散布情況，減小導體外表和絕緣層外外表處的電場畸變，避免尖端放電，電纜還要有表里屏蔽層。總的來說，電力電纜的基本結構有必要有導體（也可稱線芯）、絕緣層、屏蔽層和護層四部分組成，這四部分在組成和結構上的差異，就構成了不同類型、不同用處的電力電纜，多芯電纜絕緣線芯之間，還需要添加填芯和填料，以利于將電纜絞制成圓形，便于出產制作和施工敷設。以下是這四個組成部分的效果和要求。

1.線芯

（1）效果。線芯的效果是導電，用來運送電能，是電纜的一個首要部分。

（2）資料要求。電纜線芯的資料應是導電功能好、機械功能高、資源十分豐厚的資料，適宜于生成制作和大量使用。

（3）標準與結構。

①截面。為了便于規劃制作和裝置施工，電纜的截面有必要選用標準化的方法進行定型出產，即電纜的截面由小到大按標稱截面標準進行出產。

②芯數。指電纜具有多少根線芯，一般有單芯、二芯、三芯、四芯、五芯電纜5種方式。

③形狀。有圓形、橢圓形、中空圓形和扇形線芯四種。

④結構。若用單根實心的金屬資料制成電纜的線芯，線芯的柔軟性就會很差而不能隨意曲折，截面越大曲折越困難，這樣必定給出產制作和電纜敷設施工帶來無法克服的困難。經研討和實踐證明，選用多股導線單絲絞合線作為線芯是最好的結構，這樣的結構既能使電纜的柔軟性大大添加，又可使曲折時的曲度不會集在一處，而散布在每根單絲上，每根單絲的直徑越小，曲折時產生的曲折應力也就越小，因而在允許曲折半徑內曲折不會產生塑性變形，從而電纜的絕緣層也不致損壞。一起曲折時每根單絲間能夠滑移，各層方向相反絞合（相鄰層一層右向絞合，一層左向絞合），使得整個導體表里受到的拉力和壓力分解，這便是選用多股導線絞合方式的線芯的原因。

2.絕緣層

（1）效果。它能將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上互相阻隔，從而確保在運送電能時不產生相對地或相間擊穿短路，因而絕緣層也是電纜結構中不可短少的組成部分。

（2）資料要求。

①耐壓強度高。因為電纜導電部分的相間間隔及其對地間隔都較小，所以絕緣層承受著很高的電場強度，一般在1~5kV/mm之間，110kV的電纜中達8~10kV/mm，500kV的電纜中高達14~16.5kV/mm，電壓等級越高的電纜，對絕緣資料的耐壓強度的要求越高。

②介質損耗角正切值低。運轉于溝通電場中的絕緣介質，因為極性分子的存在，絕緣層中將會有走漏電流通過，使絕緣層（介質）發熱，這部分損耗稱為介質損耗。電纜電壓等級越高，介質損耗越大，這部分損耗高，發熱就大，絕緣就會加快老化，因而要求絕緣材料的介質損耗角正切值低。

③耐電暈功能好。絕緣層中的氣泡或表里外表的凸起在很高電場下易被電離而產生放電現象，放電時產生的臭氧對絕緣層具有損壞效果，各種資料的耐電暈功能是不同的，因而要求選用耐電暈功能好的資料。

④化學功能穩定。化學功能不穩定的資料，在外來因素的效果下，其功能易改變，它的絕緣水平就會隨之產生變化，一般這種變化是使絕緣功能變差，這對電纜的運用壽命有直接的影響，因而要選用化學功能穩定的資料。

⑤耐低溫。一般情況下，非金屬資料的強度高，其脆化點高，電纜線路的施工（特別在北方地區）常常需在氣溫很低的情況下進行裝置，一旦變脆很易損壞，就無法裝置，所以要求有耐低溫的功能。在北方冬季平均氣溫在0℃以下敷設高壓電纜需預先加熱后再施工。

⑥耐熱功能好。電纜的最高允許運轉溫度取決于絕緣資料的耐熱功能，即在絕緣資料的物理功能和化學功能不產生變化時的最高允許溫度越高越好，這樣電纜線路允許通過的載流量越大，因而絕緣資料的耐熱功能越高越好。

⑦機械加工功能好。絕緣資料有必要具有必定的柔性和機械強度，這樣才有利于出產制作和施工裝置，因而這是絕緣資料應具備的功能。

⑧運用壽命長。絕緣資料通過必定長的時期，均會產生老化現象，功能下降甚至無法運轉。因為電纜線路的成本、施工費用高，敷設難度大，因而對電纜運用壽命的要求更高，要求經久耐用。現在電纜的運用壽命一般不少于30年。

3.屏蔽層

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（1）效果。6kV及以上的電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層，也稱為內屏蔽層和外屏蔽層。導體屏蔽層的效果是消除導體外表的不光滑（多股導線絞合會產生的尖端）所引起導體外表電場強度的添加，使絕緣層和電纜導體有較好的觸摸。相同，為了使絕緣層和金屬護套有較好觸摸，一般在絕緣層外外表均包有外屏蔽層。

（2）資料要求。油紙電纜的導體屏蔽資料一般用金屬化紙帶或半導電紙帶。絕緣屏蔽層一般選用半導電紙帶。塑料、橡皮絕緣電纜的導體或絕緣屏蔽資料分別為半導電塑料和半導電橡皮。關于無金屬護套的塑料、橡膠電纜，在絕緣屏蔽外還包有屏蔽銅帶或銅絲。

（3）結構、品種。所謂金屬化紙，便是在厚度為0.12mm的電纜紙的一面，貼有厚度為0.014mm的鋁箔。所謂半導電紙，即在一般電纜紙漿中，摻入膠體碳粒所制成的紙，它的電阻率為1×10'~1×10°Ω·m。而半導電塑料、半導電橡皮，則要求電阻率在1×10°Ω·m以下，實際數據遠小于這一數字。

4.護層

（1）效果。護層的效果是密封維護電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及避免外力直接損壞電纜絕緣層，有些電纜的外護套還具有阻燃的效果，因而它的制作質量對電纜的運用壽命有很大的影響。

（2）資料要求。護層資料的密封性和防腐性有必要杰出，并且有滿足機械強度，適當考慮空氣中敷設電纜外護套資料的阻燃功能。

（3）結構、品種。一般電纜的護層是由內護套、內襯層、鎧裝層和外被層（或外護套）等幾個部分有挑選的組合而成，充油電纜的護層有必要有加強層。為適應不同環境場合的需要，護層在制作時，能夠選用這幾個部分不同組合的結構，因而在實際運用中，應注意按不同的用處挑選不同結構的護層。