电力电缆的结构与制造工艺之电缆结构和材料.doc

电力电缆的结构与制造工艺之电缆结构和材料.doc电力电缆的结构与制造工艺之电缆结构和材料电缆的结构看似简单,其实它的每一个组成部分都有各H重要的使用日的,所以制造电缆时必须仔细选择每一种纟R成材料,从而保证这些材料制成的电缆在运行过程屮的可靠性。1导体材料历史上,用于电力电缆导体的材料是铜和铝。人们还短暂地试用过钠。铜和铝具有更好的导电性,在传输同样的电流时,铜的用量相对要少,所以铜导体外径比铝导体小。铝的价格又明显地低于铜。卯外,由于铜的密度比铝大,即使在载流星相同的情况下,铝导体的截血比铜导体大,但是铝导体电缆仍要比铜导体电缆轻。当电缆在高电压和电流下运行时,交流电流趋向导体表面流动(集肤效应),另外,临近的电缆产工的磁场会干扰导体屮电流的分布(临近效应)。这些影响会导致导体电阻增加,使得交变电流条件下导体电阻的增值要比肓流条件下明显。因此大截啲导体的设计可以采用典型的“分割导体”结构。2绝缘材料MV电力电缆能够采用的绝缘材料有很多,甚至包括技术成熟的浸渍纸绝缘材料,这种材料已经成功使用了100多年。现在,挤包聚合物绝缘已经被广泛认可。挤包聚合物绝缘材料包括PE(LDPE和HDPE),XLPE、WTR-XLPE以及EPR等。这些材料的热槊性的,也有热I舌I性的。热槊•性材料一"受热会产生变形,而热I古I性材料在运行温度下可保持其形状。。肓到今沢,纸绝缘电缆损坏的大多数原因仍然是由于使用在该电缆外部的铅护套开裂或被腐蚀,使水分渗入电缆内部而导致的。然而需要重点指岀的是,在纸绝缘电缆运行初期,它们只承载了较小的负荷且被相对良好的维护。但是电力用户不断地使电缆承载越来越高负荷,原来的使用条件不再适合现在电缆的需要,那么原来好的经验也就不能代表电缆未来的运行状况也一定良好。近年来,纸绝缘电缆已经很少被使川。,肓到PE和XLPE发展起来,PVC-起都普遍应用在电缆的绝缘屮,尤其是低电压等级的电缆。然而与PE材料相比,PVC在击穿场强、老化特性、温度等级以及耐潮湿性能等方血的劣势迅速地显现出来。另外,衣运行屮PVC绝缘电缆表现了较高的事故率。因此,目前1kV以上电压等级的电力电缆U经不再使用PVC绝缘。PVC现在仍然作为低压1kV电缆的绝缘材料,同时也是一种护套材料。然而,PVC在电缆绝缘屮的应用正迅速地被XLPE代替,在护套小的应用正迅速地被线性低密度聚乙烯(LLDPE)、屮密度聚乙烯(MDPE)或者高密度聚乙烯(HDPE)所代替,非PVC电缆有较低的全寿命期费用。(PE)低密度聚乙烯(LDPE)从20壯纪30年代发展起来,现在用于交联聚乙烯(XLPE)和抗水树交联聚乙烯(WTRXLPE)材料的基体树脂。PE是-•种长链的,热翔性碳氢化合物分子结构,在压力作用下由乙烯气体聚合而成。与绝缘相比,由于聚乙烯材料具有低成木、良好的电性能及加工性能、耐潮湿、耐化学腐蚀和良好的低温特性,H前已经被广泛使川。但是,聚乙烯材料不具有良好的耐电□性能,导致PE很容易被局部放电腐蚀以及被电晕烧蚀,而冃在潮湿环境和电场共同作用下,易产生水树。在早期的电缆设计中,局部放电和水树生长导致电缆的绝缘劣化,并最终致使电缆的失效。在热数性状态,聚乙烯的故高工作温度是75°C,低于纸绝缘电缆的运行温度(