交聯(lián)聚乙烯絕緣皺紋鋁屏蔽PVC外護(hù)套110KV電力電纜 設(shè)計(jì)

1、xxxxxxxxxxxxx畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：交聯(lián)聚乙烯絕緣皺紋鋁屏蔽聚氯乙烯外護(hù)套110KV電力電纜 YJLW02 64/110 1630部： 電氣工程系專 業(yè)： 電線電纜制造技術(shù)學(xué)生姓名： xxxxxxxx學(xué) 號(hào)： xxxxxxxx指導(dǎo)老師：xxxx年xx 月 xx日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名： xxxx 學(xué) 號(hào)： xxxxx 專 業(yè)： 電線電纜制造技術(shù) 設(shè)計(jì)(論文)題目： 交聯(lián)聚乙烯絕緣皺紋鋁屏蔽PVC 外護(hù)套110KV電力電纜 指導(dǎo)教師： xxxx年 xx月 xx日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)1500字左右（

2、本科生200字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)本人研究課題的啟發(fā))：文 獻(xiàn) 綜 述電力作為潔凈能源造福于人類，并極大地改變了人類的生活方式。近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化的飛速前進(jìn)，人民生活水平的日益提高，使用電量猛增，極大地刺激了電力市場(chǎng)的需求，人們對(duì)輸電線路的壽命、電氣性能、安全等質(zhì)量問(wèn)題提出了更高的要求，而交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜由于導(dǎo)體工作溫度高、電氣性能優(yōu)良、傳輸容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝敷設(shè)方便,廣泛受到用戶的歡迎.我國(guó)35KV及以下電壓等級(jí)的交聯(lián)電纜已經(jīng)基本取代油浸紙絕緣電力電纜,110KV交聯(lián)電纜已大量使用。最近30年來(lái)，國(guó)內(nèi)、外電纜制

3、造技術(shù)飛速發(fā)展，全球電力電纜投運(yùn)回路的數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，銅芯電力電纜逐步取代鋁芯電力電纜、中低壓XLPE絕緣電力電纜已取代油紙絕緣電力電纜并逐步取代PVC絕緣電力電纜，高壓和超高壓XLPE絕緣電力電纜正逐步取代充油電纜，且電壓等級(jí)有35KV已發(fā)展到500KV，分割導(dǎo)體面積達(dá)到25002。本次設(shè)計(jì)題目為YJLW02 64/110 1*630 GB/T 11017.22002.在我國(guó)110KV級(jí)電纜的技術(shù)水平已相當(dāng)成熟，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，尤其是我們所用的電纜材料的純度和工作環(huán)境的凈化度，這也決定了我國(guó)生產(chǎn)的高壓電纜的質(zhì)量不高，有待于我們今后更加的努力。早在80年代，110KV級(jí)電纜在

4、國(guó)外以經(jīng)大批量生產(chǎn)了，發(fā)展至今，技術(shù)相當(dāng)成熟，也早110KV電纜基礎(chǔ)上發(fā)展更高級(jí)電纜了，我國(guó)高壓級(jí)電纜雖然起步晚，但也發(fā)展神速，近5年來(lái)，我國(guó)相繼建成了12條220KV生產(chǎn)線，有11條生產(chǎn)線已經(jīng)生產(chǎn)出220KV電纜，其中有5條已具備500KV生產(chǎn)條件，500KV電纜在緊張的研發(fā)中。110KV電纜具有很光明的發(fā)展前途。在我國(guó)水資源分布很不平衡，水電站發(fā)出的電需要傳輸很遠(yuǎn)的距離，再加上工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，用電量的增大，高壓輸電迫在眉睫。為了滿足需要，我國(guó)已在110KV基礎(chǔ)上研發(fā)220KV電纜，但困難較大，問(wèn)題較多，目前主要產(chǎn)量還是集中在110KV。當(dāng)然，220KV電纜的研制對(duì)110KV交聯(lián)電纜質(zhì)量和技

5、術(shù)水平的提高還是起到積極推動(dòng)作用的。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中我查閱了很多文獻(xiàn)、資料和向老師傅請(qǐng)教對(duì)我國(guó)及發(fā)達(dá)國(guó)家的高壓電纜概況及生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題有了初步的了解，例如：導(dǎo)體屏蔽在交聯(lián)過(guò)程中嵌入導(dǎo)體單線間隙而造成屏蔽層表面不平整；電纜絕緣焦燒；電纜熱應(yīng)力等。雖然目前有相應(yīng)的解決方法，但效果還不很理想，需要我們進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探討。110KV電纜生產(chǎn)目前都采用VCV生產(chǎn)線，這一生產(chǎn)方式不易造成絕緣的偏心，并且是全干式的，不與水接觸，避免了水樹(shù)的發(fā)生，保證了電纜的質(zhì)量。但造價(jià)較高，這也是我國(guó)高壓級(jí)電纜生產(chǎn)廠家不多的原因。在110KV電纜生產(chǎn)過(guò)程中為了保證能生產(chǎn)出高質(zhì)量的110KV級(jí)電纜還有以下幾種工藝措施:1）

6、用酒精或汽油擦干凈導(dǎo)體,防止雜質(zhì)和金屬屑留在導(dǎo)體表面.2）在半導(dǎo)電帶外面繞包一層無(wú)紡布帶,當(dāng)導(dǎo)體進(jìn)入擠出機(jī)機(jī)頭之前將無(wú)紡布帶去掉,這可對(duì)半導(dǎo)電帶起到機(jī)械保護(hù)作用.3）清理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和整個(gè)設(shè)備系統(tǒng),使外來(lái)雜質(zhì)不能進(jìn)入絕緣料中,保證絕緣層的純凈度.4）調(diào)整護(hù)套表面半導(dǎo)電涂層的配方,提高半導(dǎo)電層的導(dǎo)電率和粘附性.5）對(duì)絕緣料和屏蔽料進(jìn)行預(yù)熱處理,出去其中的水分.這些措施都是在工作過(guò)程中積累的，對(duì)質(zhì)量的提高有很重要的作用。本課題的研究思路（包括要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：本次設(shè)計(jì)內(nèi)容及思路：第一章：導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)外護(hù)套及其他材料的選擇。第二章：導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)外護(hù)套及

7、其他各層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第三章：各結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算。第四章：試驗(yàn)。要求：在第一章中對(duì)各層材料的選擇應(yīng)具體的描述，并提供科學(xué)依據(jù)，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，符合電纜運(yùn)行要求，確保高質(zhì)量的電氣性能。參數(shù)計(jì)算要仔細(xì)、認(rèn)真，考慮所有可能的影響因素，保證計(jì)算的精確，并且計(jì)算結(jié)果應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)符合，或在允許的偏差范圍內(nèi)。試驗(yàn)階段條件和步驟要明確，試驗(yàn)所達(dá)到的要求要清晰，這也是檢測(cè)電纜是否合格的重要環(huán)節(jié)，不可敷衍。本次設(shè)計(jì)要以公司的控制文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在以往生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一章設(shè)計(jì)都要到實(shí)際中實(shí)習(xí)，與實(shí)踐緊密結(jié)合，力求實(shí)用。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：2

8、對(duì)本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 電線電纜制造技術(shù) 學(xué)生姓名: xxxx 學(xué) 號(hào): xxx 設(shè)計(jì)(論文)題目： 交聯(lián)聚乙烯絕緣皺紋鋁屏蔽PVC外護(hù)套110KV電力電纜 起 迄 日 期: 2xxx年xx月xx日 xx月xx日 指 導(dǎo) 教 師: 發(fā)任務(wù)書(shū)日期: xxxx年xx月xx日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)1本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的： 本次課程設(shè)計(jì)題目是根據(jù)公司的具體情況和在鄭州電纜集團(tuán)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上

9、定出來(lái)的，由于110KV級(jí)電力電纜在我國(guó)技術(shù)并不很成熟，畢業(yè)設(shè)計(jì)有一定難度，希望同學(xué)通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)高壓級(jí)電纜有更全面的了解，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)學(xué)會(huì)查閱所擁有的資料，為以后的發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)，2本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：本次設(shè)計(jì)內(nèi)容：第一章：導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)外護(hù)套及其他材料的選擇。第二章：導(dǎo)體、絕緣、內(nèi)外護(hù)套及其他各層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第三章：各結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算。第四章：試驗(yàn)。要求：在第一章中對(duì)各層材料的選擇應(yīng)具體的描述，并提供科學(xué)依據(jù)，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，符合電纜運(yùn)行要求，確保高質(zhì)量的電氣性能。參數(shù)計(jì)算要仔細(xì)、認(rèn)真，考慮所有可能的影響

10、因素，保證計(jì)算的精確，并且計(jì)算結(jié)果應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)符合，或在允許的偏差范圍內(nèi)。試驗(yàn)階段條件和步驟要明確，試驗(yàn)所達(dá)到的要求要清晰，這也是檢測(cè)電纜是否合格的重要環(huán)節(jié)，不可敷衍。 所在專業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見(jiàn)：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日目錄摘要.緒論 .1第1章 導(dǎo)體 絕緣 內(nèi)外護(hù)套及其他材料的選擇.31.1.導(dǎo)體.31.2.絕緣材料.31.3.半導(dǎo)電屏蔽.41.4.皺紋鋁套.41.5.緩沖層和縱向阻水層 .41.6.金屬套的防蝕層.41.7.PVC外護(hù)套.51.8.導(dǎo)電層 .6第2章 導(dǎo)體 絕緣 內(nèi)外護(hù)套及其他各層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).72.1.導(dǎo)電芯設(shè)計(jì).72.2.絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).73.3.半導(dǎo)電屏蔽層結(jié)

11、構(gòu)設(shè)計(jì).83.4.金屬屏蔽設(shè)計(jì).93.5.緩沖層和縱向阻水層的設(shè)計(jì).93.6.PVC外護(hù)套設(shè)計(jì).9第3章 各結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算.103.1.電纜導(dǎo)電線芯的單線根數(shù).103.2. 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尺寸.103.3確定絕緣，屏蔽，外護(hù)套厚度.113.4電纜單位長(zhǎng)度的交流電阻.113.5電纜導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的電感.123.6電纜的絕緣電阻.133.7電纜的電容.133.8金屬護(hù)套的電感和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).133.9金屬護(hù)套的損耗比.143.10電纜各部分的熱阻，熱容.163.11.電纜的載流量.18第4章 試驗(yàn).194.1.電纜的例行試驗(yàn).194.2.電纜的抽樣試驗(yàn).194.3.電纜的型式試驗(yàn).21第5章 結(jié)束語(yǔ).25謝辭

12、.26參考文獻(xiàn).26摘要交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜由于導(dǎo)體工作溫度高、電氣性能優(yōu)良、傳輸容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝敷設(shè)方便,廣泛受到用戶的歡迎.我國(guó)35KV及以下電壓等級(jí)的交聯(lián)電纜已經(jīng)基本取代油浸紙絕緣電力電纜,110KV交聯(lián)電纜已大量使用.本篇論文不敢說(shuō)是設(shè)計(jì)或研制,只能說(shuō)是對(duì)已有的110KV交聯(lián)電纜作以全面的概括和總結(jié).本篇論文的課題是YJLW02 64/110 1*630 GB/T 11017.22002.交聯(lián)聚乙烯材料具有很好的耐熱特性,保持了聚乙烯原有的良好的電氣特性,具有很高的機(jī)械特性,并且彌補(bǔ)了聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性能差的缺點(diǎn),還具有很好的耐磨性和耐酸及油類特性.交聯(lián)聚乙烯的諸多優(yōu)點(diǎn)使其

13、不僅在低壓中使用,并且正從低壓逐步向中、高壓級(jí)發(fā)展.皺紋鋁作為XLPE的內(nèi)護(hù)套有以下幾種作:（1）.可作為金屬屏蔽 (2).防止水分進(jìn)入電纜絕緣層 (3).提高電纜的機(jī)械強(qiáng)度.為了防止鋁套被腐蝕應(yīng)在鋁套表面涂電纜瀝青或熱熔膠防蝕層.PVC塑料護(hù)層具有很好的耐腐蝕性,足夠的機(jī)械性能,一定的耐大氣性能,柔軟、耐振、重量輕、加工及敷設(shè)方便.所以可作為橡皮、塑料及其他絕緣電纜的護(hù)套材料.110KV交聯(lián)電纜采用VCC立式交聯(lián)生產(chǎn)工藝,絕緣層厚度不易偏心.該型號(hào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式主要參照GB11017;試驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)參照GB11017、IEC840和SS424 14 17.關(guān)鍵詞: 高壓電纜，交聯(lián)聚乙烯絕緣

14、電力電纜，設(shè)計(jì)AbstractHands over the association polyethylene insulation power cable because the conductor operating temperature high, the electrical specification fine, the transmission capacity big, the structure is simple, the installment lays conveniently,Widely receives the user the welcomeOur country

15、 35KV several below voltages ranks junction association electric cable already basically substituted for oil bath paper insulation power cable,110KV to hand over the association electric cable massively to useThis paper does not dare to say is the design or the development,Only can say was to 110KV

16、which had has handed over the association electric cable to do by the comprehensive summary and the summaryThis paper topic is YJLW02 64/,110 1*630 GB/T 11017.2 D2002.Hands over the association polyethylene material to have the very good heat-resisting characteristic,Maintained the polyethylene orig

17、inal good electrical specification,Has the very high physical characteristics,And made up the polyethylene to bear the environment stress chap energy balance the shortcoming,Also has the very good resistance to wear and is acidproof and the oil class characteristicHands over the association polyethy

18、lene many merits to cause its not only to use in the low pressure,And from low pressure gradually to center, high-pressured level developmentThe wrinkle aluminum took XLPE in protective covering has following several kinds to do:(1)May take the metallic shield (2).Prevented the moisture content ente

19、rs the electric cable insulating layer (3).Enhances the electric cable the mechanical strengthIn order to prevent the aluminum set is corroded should spread in an aluminum set of surface the electric cable asphalt or the hot melt rubber anti-corrosion coatingThe PVC plastic armor coat has the very g

20、ood inoxidizability,Enough machine capability,Certain bears the atmospheric performance,Soft, the vibration-proof, the weight are light, processes and lays the convenienceTherefore may take the rubber, the plastic and other insulation electric cables protective covering materials110KV hands over the

21、 association electric cable to use the VCC vertical junction association production craft,Insulating layer thickness not easy bias.This model product structure pattern mainly refers to GB11017;The experimental project and the technical specification refer to GB11017, IEC840 and SS424 1417.Key word:

22、The high tension cable, hands over the association polyethylene insulation power cable, the design 緒論早在1982年,蘇聯(lián)的110KV級(jí)XLPE電纜已開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn),經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,法國(guó)、瑞典、日本、芬蘭、挪威、美國(guó)、荷蘭等一些發(fā)達(dá)國(guó)家在110KV大量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上都已開(kāi)始研制220KV及更高耐壓等級(jí)的電纜,并且有了一定的產(chǎn)量.與此相比,我國(guó)的高壓電纜雖然起步晚,但發(fā)展也很迅速,110KV級(jí)電纜已有批量生產(chǎn).山東電纜廠、鄭州電纜集團(tuán)、上海電纜廠、沈陽(yáng)古河電纜有限公司等一些大型企業(yè)都有110KV的

23、VCV立式交聯(lián)生產(chǎn)線,已經(jīng)滿足我國(guó)蓬勃發(fā)展的電力工業(yè)和城市電網(wǎng)改造對(duì)110KV交聯(lián)電纜的需要,擋住了該產(chǎn)品的進(jìn)口.本篇論文只是對(duì)已有型號(hào)YJLW02 64/110 1*630的交聯(lián)電纜作以全面的論述,并沒(méi)有任何新的改進(jìn),僅供以后生產(chǎn)參考,同時(shí)使讀者對(duì)110KV級(jí)交聯(lián)電纜有更深一層了解.對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的不合理情況,能夠提出好的建議,從而推動(dòng)高壓級(jí)電纜技術(shù)的改進(jìn).目前,110KV電纜的生產(chǎn)大都采用VCV立塔交聯(lián)線,因?yàn)樵撋a(chǎn)線能夠有效的避免絕緣偏心,并且是全干式(氮?dú)饨宦?lián)、氮?dú)饫?,能夠最大限度的減少絕緣中的水分,提高絕緣質(zhì)量.但是在生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)其他方面的質(zhì)量缺陷,主要有以下幾種:1.導(dǎo)體屏蔽

24、在交聯(lián)過(guò)程中嵌入導(dǎo)體單線間隙而造成屏蔽層表面不平整.針對(duì)這一問(wèn)題應(yīng)改進(jìn)緊壓導(dǎo)體用拉模的孔型和尺寸,對(duì)各層單線的根數(shù)和直徑進(jìn)行認(rèn)真的推敲和計(jì)算,使各層單線尤其是外層單線排列緊密,表面光滑,而且按照標(biāo)準(zhǔn)要求在導(dǎo)體外面繞包了一層半導(dǎo)電尼龍帶.這樣,導(dǎo)體屏蔽就不會(huì)進(jìn)入單線間隙中,解決了導(dǎo)體屏蔽外表面呈“齒輪”狀時(shí)所引起的場(chǎng)強(qiáng)升高問(wèn)題.2.電纜絕緣焦燒.這一問(wèn)題有兩個(gè)重要的原因:擠出機(jī)溫度過(guò)高和絕緣料在擠出機(jī)中停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng).在開(kāi)車過(guò)程中,如果采用焊接方式連接導(dǎo)體與絕緣,通常需要30分鐘以上,交聯(lián)料(包括絕緣料和屏蔽料)在擠出中停留這么長(zhǎng)的時(shí)間必然會(huì)產(chǎn)生先期交聯(lián)或局部焦燒.針對(duì)這一問(wèn)題,我們一方面降低了

25、正常開(kāi)車時(shí)的溫度,.將擠出機(jī)的各段溫度控制在120C以下.另一方面采取特殊措施連接導(dǎo)體與絕緣,將連接時(shí)間控制在20分鐘以下,縮短了導(dǎo)體與導(dǎo)纜連接時(shí)交聯(lián)料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間,從而有效的減少了絕緣層中出現(xiàn)焦燒的可能性.3. 熱應(yīng)力.熱應(yīng)力是國(guó)內(nèi)外有關(guān)交聯(lián)電纜研究的一個(gè)熱門課題,它的存對(duì)電纜危害極大,產(chǎn)生的原因也是多方面的,如絕緣線芯經(jīng)過(guò)高溫交聯(lián)進(jìn)入冷卻區(qū)時(shí)，首先是絕緣表面冷卻,在中間未完全冷卻的情況下絕緣無(wú)法向?qū)w中心收縮,而是向絕緣層中間收縮,這樣拉應(yīng)力就越明顯.另外,由于導(dǎo)體和絕緣的熱膨脹系數(shù)相差很大,兩者又是緊密接合在一起的,在冷卻過(guò)程中絕緣無(wú)法作軸向收縮,因此會(huì)產(chǎn)生軸向應(yīng)力,且軸向應(yīng)力是

26、隨著線速度提高而增加的.為了減少絕緣層中存在的應(yīng)力,我們采取了低溫低速交聯(lián)工藝,將交聯(lián)過(guò)程中的絕緣表面溫度控制在260C以下,線速度控制在0.53m/min以下,并且采取了增加絕緣線芯存放時(shí)間的措施.在交聯(lián)過(guò)程中,絕緣內(nèi)外層的交聯(lián)度不均勻也是產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的原因之一,隨著絕緣層厚度的增加,導(dǎo)體溫度和絕緣層溫度之差就越大,這種應(yīng)力就越明顯,我們根據(jù)過(guò)去的試制經(jīng)驗(yàn),通過(guò)計(jì)算機(jī)多次模擬計(jì)算,合理選擇了導(dǎo)體預(yù)熱溫度,力求達(dá)到與工藝匹配,使絕緣內(nèi)外層的交聯(lián)度盡可能均勻一致,從而減小絕緣層中的熱應(yīng)力.當(dāng)然,為了保證能生產(chǎn)出高質(zhì)量的110KV級(jí)電纜還有以下幾種工藝措施:1）用酒精或汽油擦干凈導(dǎo)體,防止雜質(zhì)和金屬

27、屑留在導(dǎo)體表面.2）在半導(dǎo)電帶外面繞包一層無(wú)紡布帶,當(dāng)導(dǎo)體進(jìn)入擠出機(jī)機(jī)頭之前將無(wú)紡布帶去掉,這可對(duì)半導(dǎo)電帶起到機(jī)械保護(hù)作用.3）清理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和整個(gè)設(shè)備系統(tǒng),使外來(lái)雜質(zhì)不能進(jìn)入絕緣料中,保證絕緣層的純凈度.4）調(diào)整護(hù)套表面半導(dǎo)電涂層的配方,提高半導(dǎo)電層的導(dǎo)電率和粘附性.5）對(duì)絕緣料和屏蔽料進(jìn)行預(yù)熱處理,出去其中的水分.以上所述的各種情況都是電纜生產(chǎn)過(guò)程中常出現(xiàn)的,所采取的措施也都是生產(chǎn)中摸索得到的,一定有不恰當(dāng)之處,望指正. 第1章 導(dǎo)體 絕緣 內(nèi)外護(hù)套及其他材料的選擇1.1 導(dǎo)體銅導(dǎo)體應(yīng)采用符合GB/T3953規(guī)定的TR型銅線1.2 絕緣材料絕緣材料類型應(yīng)為無(wú)填充的交聯(lián)聚乙烯.縮寫(xiě)符號(hào)為XLP

28、E.絕緣材料的性能見(jiàn)表1：表1.交聯(lián)聚乙烯性能序號(hào)項(xiàng)目單位性能指標(biāo)12345678910密度(23C)老化前抗張強(qiáng)度(25050mm/min)老化前短裂伸長(zhǎng)率(25050mm/min)熱延伸試驗(yàn)(200C, 0.20MPA)負(fù)荷伸長(zhǎng)率永久變形率凝膠含量介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切短時(shí)工頻擊穿強(qiáng)度(較小的平板電極直徑25mm,升壓速率500v/s)體積電阻率(23C)雜質(zhì)最大尺寸(1000樣片中)MPa%kv/mm.cmmm0.9220.00217.0500 100 10822.355.010-4221.010150.101.3 半導(dǎo)電屏蔽 半導(dǎo)電屏蔽應(yīng)采用交聯(lián)型的半導(dǎo)電屏蔽塑料,一般是XLPE與碳黑

29、的混合物.其性能見(jiàn)表2。 表2. 半導(dǎo)電屏蔽料的性能序號(hào)項(xiàng) 目單元性能指標(biāo) 123456密度（23C）老化前抗張強(qiáng)度（25050mm/min）老化前斷伸長(zhǎng)率（25050mm/min）熱延伸試驗(yàn)（200C，0.20MPa）負(fù)荷伸長(zhǎng)率永久變形率凝膠含量直流電阻率2390MPa1.1512.01501001065100350半導(dǎo)電屏蔽電阻率應(yīng)符合：老化前和老化后導(dǎo)體屏蔽的電阻率不超過(guò)1000.m，絕緣屏蔽的電阻率不應(yīng)超過(guò)500.m。1.4 皺紋鋁套皺紋鋁套應(yīng)采用純度不小于99.6的鋁材制造，鋁帶的伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于16。1.5 緩沖層和縱向阻水層緩沖層應(yīng)采用彈性材料，或具有縱向阻水功能的彈性阻水膨脹材料

30、，阻水帶和阻水繩應(yīng)具有吸水膨脹性能。半導(dǎo)電性無(wú)紡帶和半導(dǎo)電性膨脹帶的直流電阻率應(yīng)小于1.0106.。緩沖層和縱向阻水材料應(yīng)與其相鄰的其他材料相容。1.6 金屬套的防蝕層金屬套的表面應(yīng)有電纜瀝青或熱溶膠防蝕層。電纜瀝青可采用符合SH0001要求的瀝青。1.7 PVC外護(hù)套PVC外護(hù)套采用ST1或ST2型。PVC外護(hù)套的機(jī)械性能和特殊性應(yīng)符合表3，表4之規(guī)定。表3 PVC外護(hù)套混合料的機(jī)械性能試驗(yàn)要求（老化前后）0123400PVC外護(hù)套單位ST1ST21.01.11.22.02.12.22.33.0老化前（GB/T2951.11997中9.2）最小抗張強(qiáng)度最小斷裂伸長(zhǎng)率空氣箱老化后（GB/T29

31、51.21997中8.1）處理?xiàng)l件：溫度溫度偏差持續(xù)時(shí)間抗張強(qiáng)度：1） 老化后最小值2） 最大變化率斷裂伸長(zhǎng)率：1） 老化后最小值2） 最大變化率高溫壓力試驗(yàn)（GB/T2951.61997中8.2）試驗(yàn)溫度溫度偏差N/mm2天N/mm212.51501002712.5251502580212.51501002712.52515025902注：變化率：老化前后得出的中間值的差值除以老化前中間值，以百分?jǐn)?shù)表示。 表4 電纜PVC外護(hù)套混合料的特殊性能試驗(yàn)要求0123400PVC單位ST1ST21.01.11.22.02.12.23.03.1空氣箱中失重（GB/T2951.71997中8.2）處理?xiàng)l

32、件：溫度溫度偏差持續(xù)時(shí)間最大允許失重量低溫特性（GB/T2951.41997第8章）在未老化試樣上進(jìn)行啞鈴片的低溫拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)溫度溫度偏差低溫沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)溫度溫度偏差沖擊試驗(yàn)（GB/T2951.61997中9.2）試驗(yàn)溫度溫度偏差試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間天Mg/h-152-15215031100271.5-152-15215031注：低溫特性：由于不同地區(qū)氣候條件不一致，可以要求采用更底的試驗(yàn)溫度。1.8 導(dǎo)電層PVC外護(hù)套的表面應(yīng)施加以均勻牢固的石墨導(dǎo)電層，以便做護(hù)套的耐壓實(shí)驗(yàn)。 第2章 導(dǎo)體 絕緣 內(nèi)外護(hù)套及其他各層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 導(dǎo)電芯設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)導(dǎo)體的標(biāo)稱截面6302,根據(jù)GB/T39561997

33、第2種絞合導(dǎo)體的規(guī)定,采用僅壓圓形導(dǎo)體,僅壓系數(shù)為0.9,導(dǎo)體中單線最少根數(shù)為53根,并且兩根不同單線的直徑比應(yīng)不超過(guò)2.在20時(shí)導(dǎo)體的電阻值應(yīng)不超過(guò)0.0283/.緊壓線芯可以防止擠包半導(dǎo)體屏蔽時(shí)半導(dǎo)體料擠進(jìn)絞線溝槽中去.另外平滑的導(dǎo)電線芯表面也可以使內(nèi)屏蔽厚度有所減薄,并且可以節(jié)省導(dǎo)體外各層的材料.絞合導(dǎo)體不允許整芯或整股焊接.絞合導(dǎo)體中的單線允許焊接,但在同一層,相鄰兩個(gè)接頭之間的距離應(yīng)不小于300.導(dǎo)體表面應(yīng)光潔、無(wú)油污、無(wú)損傷屏蔽及絕緣的毛刺、脫邊以及突起或斷裂的單線.2.2 絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括絕緣層及內(nèi)、外半導(dǎo)體屏蔽層的設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)聚合物固體絕緣的結(jié)構(gòu)主要應(yīng)考慮三個(gè)要素:

34、1.工藝上可能做到的最小厚度.電纜絕緣的最小厚度應(yīng)當(dāng)是工藝上可以實(shí)現(xiàn)的厚度.2.機(jī)械強(qiáng)度.電纜必須具有足夠的絕緣強(qiáng)度,以承受電纜在制造和運(yùn)行過(guò)程中的彎曲、拉伸、膨脹和收縮等所產(chǎn)生的拉、壓、彎、扭、剪切等機(jī)械應(yīng)力.3.擊穿強(qiáng)度.只有電纜的工作電壓高至10KV以上時(shí),絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)才逐步成為決定絕緣厚度的主要因素.本次設(shè)計(jì)所用的絕緣材料為XLPE,耐壓等級(jí)為110KV,所以以上各因素都要考慮.根據(jù)GB/T11017.22002中6.2.2的規(guī)定,絕緣層的標(biāo)稱厚度為16.5.根據(jù)GB/T11017.12002中10.6.2中規(guī)定,絕緣中任一點(diǎn)的最小厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱厚度的90,偏心度應(yīng)符合: 其中: t

35、max最大厚度，mm; tmin最小厚度, mm.根據(jù)GB/T11017.12002中11.4.9規(guī)定，絕緣中允許的微孔和雜質(zhì)尺寸及數(shù)目應(yīng)符合下列要求：1. 成品電纜絕緣中應(yīng)無(wú)大于0.05的微孔，大于0.025的微孔在每16.43絕緣中應(yīng)不多于30個(gè)；2. 成品電纜絕緣中應(yīng)無(wú)大于0.125的不透明的雜質(zhì)，大于0.05并大于等于0.125的不透明雜質(zhì)在每16.43絕緣中應(yīng)不多于10個(gè)。3.成品電纜絕緣中應(yīng)無(wú)大于0.25的半透明棕色物質(zhì)。2.3 半導(dǎo)電屏蔽層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐壓等級(jí)在1.8/3.0（3.6）KV以上的PE及XLPE電纜都應(yīng)有導(dǎo)體半屏蔽和絕緣半屏蔽，目的是為了均化電場(chǎng)防止局部放電等危害。半導(dǎo)

36、電屏蔽層應(yīng)具有下列特征：1. 與絕緣接觸必須完好，在接觸面上不應(yīng)出現(xiàn)空隙。2. 接觸面必須保持電光滑并保持幾何形狀。3. 半導(dǎo)體料必須混合均勻。4. 半導(dǎo)體屏蔽層必須在電纜的電熱循環(huán)試驗(yàn)中能保持化學(xué)、機(jī)械及電氣上的穩(wěn)定。2.3.1 導(dǎo)體半導(dǎo)電屏蔽 導(dǎo)體屏蔽應(yīng)由擠包電層或先繞包半導(dǎo)電帶再在其上擠包半導(dǎo)電層組成。擠包的半導(dǎo)電層應(yīng)厚度均勻，并與絕緣層牢固的黏結(jié)。半導(dǎo)電層與絕緣層的界面應(yīng)光滑，無(wú)明顯絞線凸紋、尖角、顆粒、焦燒及擦傷的痕跡。2.3.2 絕緣屏蔽 絕緣屏蔽應(yīng)為與絕緣和擠包的導(dǎo)體屏蔽同時(shí)擠出的半導(dǎo)電層。半導(dǎo)電層應(yīng)均勻的擠包在絕緣上，并與絕緣層牢固的黏結(jié)。半導(dǎo)電層與絕緣層的界面應(yīng)光滑，無(wú)明顯尖

37、角、顆粒、焦燒及擦傷的痕跡。根據(jù)GB/T11017.12002中11.4.10，半導(dǎo)電屏蔽層與絕緣界面的微孔與突起應(yīng)符合以下規(guī)定：1. 半導(dǎo)電屏蔽層與絕緣層界面上應(yīng)無(wú)大于0.05的微孔。2. 導(dǎo)體半導(dǎo)電屏蔽層與絕緣層界面上應(yīng)無(wú)大于0.125的進(jìn)入絕緣層的突起以及大于0.125的進(jìn)入半導(dǎo)電層的突起。3. 絕緣半導(dǎo)電屏蔽層與絕緣層界面上應(yīng)無(wú)大于0.125的進(jìn)入絕緣層的突起以及大于0.125的進(jìn)入半導(dǎo)電層的突起。2.4 金屬屏蔽設(shè)計(jì) 皺紋鋁套不僅起防水和提高機(jī)械強(qiáng)度作用，同時(shí)也可以作為金屬屏蔽，即在斷路時(shí)起導(dǎo)線斷路電流作用。根據(jù)GB/T11017.22002中6.6.2規(guī)定，截面為6302的電纜鋁套

38、的標(biāo)稱厚度為2.0。根據(jù)GB/T11017.12002中10.7.2規(guī)定皺紋鋁套的最小厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱厚度的85-0.1，即 tmintn-(0.1+0.15tn) tn標(biāo)稱厚度,mm。2.5 緩沖層與縱向阻水層的設(shè)計(jì)2.5.1 緩沖層 在擠包的絕緣半導(dǎo)電屏蔽為應(yīng)有緩沖層，其厚度應(yīng)能滿足補(bǔ)償電纜運(yùn)行中熱膨脹的要求；緩沖層應(yīng)使絕緣半導(dǎo)電屏蔽層與金屬屏蔽層保持電氣上接觸。2.5.2 縱向阻水層 縱向阻水層位于絕緣屏蔽層與徑向金屬防水層之間?？v向阻水層應(yīng)由半導(dǎo)電性的阻水膨脹帶饒包而成。阻水膨脹帶應(yīng)饒包緊密、平整。其可膨脹面應(yīng)面向金屬屏蔽。2.6 PVC外護(hù)套設(shè)計(jì)根據(jù)GB/T11017.22002中6

39、.7.2規(guī)定，導(dǎo)體標(biāo)稱截面6302的電纜，其非金屬外護(hù)套的標(biāo)稱厚度應(yīng)為4.5；根據(jù)GB/T11017.12002中10.6.3規(guī)定非金屬護(hù)套厚度的最小值應(yīng)不小于標(biāo)稱厚度的85-0.1，即 tmintn-(0.1+0.15tn) tn標(biāo)稱厚度,mm。 第3章 各結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算3.1 電纜導(dǎo)電線芯的單線根數(shù)由GB/T29561997可查出6302截面對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體單線的最少根數(shù)為53根.由于所設(shè)計(jì)電纜的耐壓等級(jí)為110KV,所以應(yīng)用單芯分層緊壓: 1+6+12+18+24=61 1+6+12第一次緊壓,緊壓系數(shù)取0.87;18第二次緊壓,緊壓系數(shù)取0.88;24第三次緊壓,應(yīng)減1根,緊壓系數(shù)取0.89

40、.則平均= ,所以實(shí)際中:1+6+12+18+23=60.3.2 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尺寸3.2.1 確定單線直徑d: 按GB/T395697表2給出的導(dǎo)體20的直流電阻來(lái)確定: A緊真= 把=1.08代入得: A緊真= 令 A真= 即: 則 d= 所以 k1取1.03,k2取1.02,k3取1.00R20直= d 取單根直徑為3.84.3.2.2 確定輪廓直徑DC:i= DC=d 3.3 確定絕緣，屏蔽，外護(hù)套厚度3.3.1 絕緣XLPE取=2.5 ，tg=0.001 . i20=51014M查GB/T11017.22002可得i=16.53.3.2 內(nèi)外屏蔽及金屬套內(nèi)屏蔽厚度取1.5 ，外屏蔽厚度取1

41、.3，根據(jù)GB/T11017.22002金屬屏蔽取A金屬=2.0.3.3.3 外護(hù)套由GB/T11017.22002可查出外護(hù)套厚度為4.5.電纜結(jié)構(gòu)尺寸列表結(jié)構(gòu)參數(shù)單線根數(shù)單線直徑導(dǎo)體輪廓直徑絕緣厚度內(nèi)屏蔽厚度外屏蔽厚度金屬屏蔽厚度外護(hù)套厚度尺寸603.84mm30.5mm16.5mm1.5mm1.3mm2.0mm4.5mm3.4 電纜單位長(zhǎng)度的交流電阻 R交:R交=R(1+Yp+Ys) R最高溫度下,導(dǎo)電線芯單位長(zhǎng)度直流電阻. Yp鄰近效應(yīng)因數(shù). Ys集膚效應(yīng)因數(shù).最高溫度下直流電阻為(交聯(lián)聚乙烯為90):把R20 , 20=0.00393代入得:R90= R201+20(90-20)=3

42、.5610-51+0.0039370=4.5410-5集膚效應(yīng)因數(shù):Ys= 這里=1.把代入得:鄰近效應(yīng)因數(shù)： 這里。 線芯中心軸間距離。把 ，代入得：把，代入得：3.5 電纜導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的電感L： 把,代入 得：3.6 電纜的絕緣電阻（20）： 稱為幾何因數(shù)為絕緣層外徑（不含外半導(dǎo)電層厚度）為電纜內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽外徑。 = m =3.7 電纜的電容 把，代入得：=3.8 金屬護(hù)套的電感和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.8.1單位長(zhǎng)度的金屬護(hù)套電感為：（水平敷設(shè)） 把，代入得：3.8.2 單位長(zhǎng)度電纜金屬護(hù)套的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：=0.12 V/M3.9 金屬護(hù)套的損耗比單點(diǎn)連接或交叉連接）： 金屬護(hù)套外直徑 金屬護(hù)套厚

43、度 護(hù)套材料電阻率 所以式中的可以省咯，故式可變成： 3.9.1 中間電纜（B相）： 3.9.2 旁邊相電纜（A相）： 3.9.3 旁邊電纜（C相）： 總上所述 3.10電纜各部分的熱阻，熱容3.10.1 熱阻3.10.1.1 絕緣層熱阻 電纜內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽外徑 ， 為電纜絕緣層外徑（不含外半導(dǎo)電層厚度）。 3.10.1.2 外護(hù)套熱阻 為外護(hù)套的內(nèi)，外直徑。 ， ， 。 3.10.1.3 電纜周圍媒質(zhì)的熱阻： 查表知 ， ， ，查表知： 把代入：3.10.2 熱容3.10.2.1 導(dǎo)電線芯的熱容：（單位長(zhǎng)度） 3.10.2.2 絕緣的熱容 3.10.2.3 金屬護(hù)套的熱容 J/3.10.2.4

44、 外護(hù)套熱容 J/3.11 電纜的載流量 A第4章 試驗(yàn)對(duì)于110KV電纜，主要做的試驗(yàn)有：例行試驗(yàn)，抽樣試驗(yàn)和型式試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：1.環(huán)境溫度。除非對(duì)特殊試驗(yàn)另外詳細(xì)規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度為（2015）C下進(jìn)行。2.工頻試驗(yàn)電壓的頻率和波形。交流試驗(yàn)電壓的頻率應(yīng)為49HZ61HZ。波形應(yīng)為正玄波。電壓值為有效值（r,m,s）.3.沖擊試驗(yàn)電壓的波形。按照GB/T3048.13,沖擊電壓波的波前時(shí)間為1納秒到5納秒，半波峰的標(biāo)稱時(shí)間為40納秒到60納秒。沖擊電壓的其他要求應(yīng)符合GB/T1627.1。4.試驗(yàn)電壓與額定電壓的關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓用額定電壓U。的倍數(shù)表示，為確定試驗(yàn)電壓的U。值

45、為64KV。4.1 電纜的例行試驗(yàn)4.1.1 局部放電試驗(yàn) 局部放電試驗(yàn)應(yīng)按GB/T3048.12進(jìn)行，檢測(cè)靈敏度應(yīng)為10pc或更優(yōu)。試驗(yàn)電壓應(yīng)逐漸升到1.75U。并保持10s，然后慢慢的降到1.5U。在1.5U。下，放電量應(yīng)不大于10pc。4.1.2 電壓試驗(yàn) 電壓試驗(yàn)應(yīng)使用工頻交流電壓在環(huán)境溫度下進(jìn)行。試驗(yàn)電壓應(yīng)施加在導(dǎo)體和金屬屏蔽或金屬套間逐漸的升到規(guī)定值，然后保持30分鐘。試驗(yàn)電壓應(yīng)為2.5U。試驗(yàn)結(jié)果絕緣應(yīng)不擊穿。4.1.3 非金屬護(hù)套的電氣試驗(yàn) 非金屬護(hù)套應(yīng)按GB/T2952.11989中8.3.2規(guī)定進(jìn)行例行電氣試驗(yàn)。4.2 電纜的抽樣試驗(yàn)4.2.1 導(dǎo)體檢查 應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋z查及測(cè)量方法來(lái)檢查導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是否符合GB/T3956要求。4.2.2 導(dǎo)體電阻測(cè)量 整盤(pán)電纜或電纜式樣在試