電力電纜課程課件

電力電纜高電壓與絕緣技術(shù)專題3/4/202313/4/20232目錄一、概述二、電力電纜的結(jié)構(gòu)三、電纜附件四、交聯(lián)聚乙烯電纜五、電纜的老化六、電纜的載流量3/4/20233一、概述

110kV及以上：輸電系統(tǒng)35kV及以下：配電系統(tǒng)1.架空線路——裸線（鋼芯鋁絞線），鐵塔，避雷線，接地，絕緣子。2.電纜線路——導(dǎo)體，絕緣層，保護(hù)覆蓋層；受氣候影響小，安全耐用。500kV交聯(lián)電纜3/4/20234基本結(jié)構(gòu)1.導(dǎo)電線芯表1（銅和鋁線長(zhǎng)度、電阻相等時(shí)，鋁線重量為銅線的一半左右）多股導(dǎo)線扭絞而成——便于運(yùn)輸和輻射，可以彎曲.2.電纜護(hù)層3/4/202352.電纜護(hù)層——防水。

材料：鉛包（柔軟，耐腐蝕）或鋁包護(hù)套。

護(hù)套外加強(qiáng)：鋼帶或鋼絲鎧裝。

外護(hù)層：防腐場(chǎng)所

3.絕緣介質(zhì)

10kV及以下：聚氯乙烯價(jià)格低、溫度低。

35kV及以下：粘性浸漬的油紙絕緣、橡皮絕緣、塑料（聚氯乙烯、聚乙烯）絕緣

更高電壓：多用充油、鋼管油壓或充氣電纜。

交聯(lián)聚乙烯（XLPE）：用途日增。3/4/20236電力電纜的分類

1、按結(jié)構(gòu)特征

（1）統(tǒng)包型（10kV及以下）。

（2）分相型：分相屏蔽（10～35kV）。

（3）扁平型：一般用于較長(zhǎng)的水下和海底電纜。

（4）自容型：護(hù)套內(nèi)部有壓力的電纜。

2、按敷設(shè)環(huán)境

（1）直埋式

（2）構(gòu)架式

（3）水下敷設(shè)

3/4/2023710kV及以下：三芯統(tǒng)包型圖34三芯統(tǒng)包型電纜1－導(dǎo)體線芯；2－填充；3－線芯絕緣；4－統(tǒng)包絕緣；5－鉛包；6－瀝青防腐層；7－鎧裝層8－瀝青黃麻層3/4/20238

10kV及以上：屏蔽型或分相鉛包型

圖35三芯分相屏蔽型電纜1－導(dǎo)電線芯；2－線芯屏蔽；3－線芯絕緣；4－外屏蔽層；5－填料；6－扎緊帶；7－金屬外層；8－鎧裝層；9－外護(hù)套。3/4/20239

圖36三芯分相鉛包型電纜1－導(dǎo)電線芯；2－線芯屏蔽；3－線芯絕緣；4－外來(lái)蔽層；5－鉛護(hù)套；6－填料；7－鎧裝層；8－外護(hù)套3/4/202310分相相屏屏蔽蔽型型電電纜纜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊緊湊湊，，外外徑徑小小，，可可節(jié)節(jié)省省金金屬屬護(hù)護(hù)套套和和外外擴(kuò)擴(kuò)層層材材料料。。分分相相鉛鉛(鋁)包電電纜纜電電氣氣性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定，，但但外外徑徑大大，，重重量量較較大大。。這這兩兩種種徑徑向向型型電電纜纜在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上各各有有特特點(diǎn)點(diǎn)，，與與非非徑徑向向的的統(tǒng)統(tǒng)包包型型電電纜纜比比較較，，雖雖然然價(jià)價(jià)格格較較貴貴優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：電纜纜線線芯芯表表面面電電場(chǎng)場(chǎng)均均勻勻，，沒(méi)沒(méi)有有絕絕緣緣表表面面的的切切向向應(yīng)應(yīng)力力，，絕絕緣緣性性能能較較好好。。適適用用于于較較高高電電壓壓等等級(jí)級(jí)的的電電纜纜；；單相相故故障障不不易易轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為相相間間故故障障，，使使維維修修更更快快、、更更方方便便。。3/3/2023113、按按絕絕緣緣材材料料性性質(zhì)質(zhì)分分（1）油油紙紙絕絕緣緣電電纜纜粘性性浸浸漬漬紙紙絕絕緣緣電電纜纜不滴滴流流浸浸漬漬紙紙絕絕緣緣電電纜纜（2）塑塑料料絕絕緣緣電電纜纜（1）聚聚氯氯乙乙烯烯絕絕緣緣電電纜纜：：工工藝藝性性能能好好，，化化學(xué)學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定定性性髙髙，，非非延延燃燃性性，，生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率髙髙，，價(jià)價(jià)格格低低廉廉，，敷敷設(shè)設(shè)維維護(hù)護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單。。3/3/202312聚乙乙烯烯絕絕緣緣電電纜纜：：有有良良好好的的介介電電性性能能；；絕絕緣緣電電阻阻髙髙；；工工藝藝性性能能好好，，易易于于加加工工，，耐耐濕濕性性好好，，比比重重小小。。抗抗電電暈暈及及耐耐熱熱性性能能較較差差，，受受熱熱易易變變形形或或開(kāi)開(kāi)裂裂。。交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣電電纜纜：：電電氣氣性性能能好好，，擊擊穿穿場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度度很很高高，，絕絕緣緣電電阻阻髙髙。。有有較較高高的的耐耐熱熱性性和和耐耐老老化化性性，，允允許許工工作作溫溫度度高高，，載載流流量量大大，，適適宜宜于于髙髙落落差差與與垂垂直直敷敷設(shè)設(shè)。。（3）橡橡膠膠絕絕緣緣電電纜纜3/3/202313二、、電電力力電電纜纜的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（一一））紙絕絕緣緣電電纜纜1、粘粘性性絕絕緣緣電電纜纜適適用用于于35KV及以以下下，，在在光光亮亮油油中中加加入入松松香香制制成成粘粘性性浸浸漬漬劑劑。。在在較較高高浸浸漬漬溫溫度度時(shí)時(shí)具具有有較較低低的的粘粘度度保保證證了了對(duì)對(duì)紙紙層層的的完完善善浸浸漬漬。。正正常常溫溫度度時(shí)時(shí)粘粘度度大大，，電電纜纜彎彎曲曲時(shí)時(shí)仍仍具具有有紙紙層層間間相相對(duì)對(duì)位位移移。。浸漬漬電電纜纜的的熱熱膨膨脹脹系系數(shù)數(shù)比比其其它它材材料料要要大大，，容容易易形形成成空空隙隙———局部部放放電電3/3/202314敷設(shè)設(shè)在在較較大大落落差差時(shí)時(shí)，，浸浸漬漬劑劑下下流流———電纜纜護(hù)護(hù)套套脹脹裂裂，，上上部部更更多多空空隙隙。。更更大大落落差差時(shí)時(shí)宜宜改改用用塑塑料料電電纜纜或或不不淌淌流流電電纜纜圖1：粘性浸漬總包包絕緣型電纜結(jié)結(jié)構(gòu)（10kV及以下）1－載流芯；2－相絕緣；3－帶絕緣；4－金屬護(hù)層；5－鎧甲圖2：粘性浸漬分向向鉛包型電纜結(jié)結(jié)構(gòu)（35kV及以下）1－載流芯；2－半導(dǎo)體屏蔽；；3－絕緣層；4－分相鉛包；5－鎧甲3/3/202315（二）充油電纜纜1、自容式充油電電纜圖3：自容式充油電電纜1－油道；2－導(dǎo)電線芯；3－絕緣；4－屏蔽；5－護(hù)套；6－鎧甲；7－外護(hù)層圖4：油浸電纜紙的的電氣強(qiáng)度與紙帶厚度度的關(guān)系1－沖擊電壓；2－工頻電壓3/3/202316高壓電纜油粘度度較小可以及時(shí)時(shí)補(bǔ)充。壓力箱箱確保絕緣。低低油壓（0.6MPa以下）。國(guó)國(guó)產(chǎn)110、220、330kV低油壓自容式電電纜的絕緣厚度度為10、18、25mm。2）鋼管充油電纜纜鋼管內(nèi)有三根單單芯屏蔽電纜，，屏蔽外包有銅銅帶，管內(nèi)充有有1.5MPa左右的油壓。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度度高，油壓高，，電氣性能易保保證；圖5鋼管充油電纜1－載流芯；2－屏蔽；3－絕緣層；4－屏蔽；5－半圓形滑絲；；6－鋼管；7－防護(hù)層3/3/202317（三）充氣電纜纜1、紙絕緣充氣電電纜附附屬設(shè)備備簡(jiǎn)單，無(wú)液體體靜壓力——髙落差處。充充氣電纜的許用用場(chǎng)強(qiáng)低于充油油電纜。高高壓壓力充氣電纜少少見(jiàn)。2、管道充氣電纜纜（GIC）特點(diǎn)：電容小、、介質(zhì)損耗低、、散熱性能好。。3/3/202318缺點(diǎn)：一相發(fā)生生故障可能影響響另兩相。國(guó)外超高壓充油油電纜也多采用用自容式或鋼管管式。3/3/202319（四）電力力電纜的許用場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)1、電場(chǎng)分布單芯電纜及分相相鉛包的三芯電電纜（導(dǎo)體光滑滑）——電場(chǎng)為圓軸圓柱柱體電場(chǎng)。導(dǎo)線線芯有多根根導(dǎo)線絞合——最大場(chǎng)強(qiáng)比圓柱柱表面的髙30％。3/3/202320對(duì)層式絕緣來(lái)說(shuō)說(shuō)，電場(chǎng)法向分分量高，將使滑滑閃放電容易出出現(xiàn)?！?0kV以上的三芯電纜纜就改用分相相鉛包（或屏蔽蔽）結(jié)構(gòu)，使電力線全與絕絕緣層互相垂垂直。電纜絕緣層較厚厚時(shí)，分階絕緣緣降低場(chǎng)強(qiáng)。電電場(chǎng)分布取決于于介電常數(shù)，靠靠近線芯處采用用介電常數(shù)大的的介質(zhì)3/3/202321第n層的最大場(chǎng)強(qiáng)2、許用場(chǎng)強(qiáng)的選選?。?）交流電纜（油油紙）其絕緣老化的主主要原因是局部部放電3/3/202322發(fā)生局部放電（（線芯附近的油油隙或氣隙）持續(xù)地強(qiáng)烈放電電，氣隙擴(kuò)大；；放電尖端深入入絕緣內(nèi)部，電電場(chǎng)畸變，放電電成滑閃放電。。措施：關(guān)鍵是要要設(shè)法提高局部部放電電壓。如如采用分階絕緣緣、絕緣層內(nèi)外外包半導(dǎo)電紙等等來(lái)改善電場(chǎng)分分布，如提高壓壓力以提高局部部放電電壓。3/3/202323圖6：纏包絕緣中中形成樹(shù)枝狀示示意圖(a)近線芯處局部放放電，(b)深入絕緣，畸變變電場(chǎng)；(c)開(kāi)始滑閃放電（（粗線為放電路路徑，虛線為電電力線）3/3/202324表3：油紙電纜的工工作場(chǎng)強(qiáng)3/3/202325圖7：工工頻頻下油紙絕緣局局部放電起始始場(chǎng)強(qiáng)與紙帶厚厚度及壓力的關(guān)關(guān)系

油壓:l一1.5MPa;2一1.0MPa;3－0.1MPa；

氣壓：4－3.0MPa；5－2.0MPa；6－1.5MPa；7－1.0MPa；8－0.5MPa；9－0.25MPa3/3/202326表4電纜絕緣在各種種電壓下的擊穿穿場(chǎng)強(qiáng)單位:Kv/mm3/3/202327（3）交流流電纜纜（塑塑料））決定因因素是是樹(shù)枝枝化放放電問(wèn)問(wèn)題：：電樹(shù)枝枝，導(dǎo)導(dǎo)體有有尖狀狀突出出物或或分界界面上上有氣氣隙，，局部部放電電引起起。電化學(xué)學(xué)樹(shù)枝枝，水水、硫硫化物物等臟臟物導(dǎo)導(dǎo)致。。表5國(guó)外高高壓塑塑料電電纜舉舉例3/3/202328（2）直流流電纜纜絕絕緣強(qiáng)強(qiáng)度高高：——局部放放電遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如如交流流下嚴(yán)嚴(yán)重，，因而而直流流下?lián)魮舸﹫?chǎng)場(chǎng)強(qiáng)很很高，，其擊擊穿場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)近近于短短脈沖沖下的的數(shù)值值；——低粘度度油浸浸紙(充油電電纜)與粘性性浸漬漬絕緣緣的擊擊穿場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的的差別別也不不象交交流下下那樣樣顯著著。施施加加同樣樣的場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)值值，則則直流流下的的壽命命要比比交流流下的的長(zhǎng)得得多。。按按用于于工35kV系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)的的粘性性電纜纜幾乎乎可用用于直直流110kV系統(tǒng)。。3/3/202329油浸紙紙絕緣緣電纜纜自1890年問(wèn)世世以來(lái)來(lái)，已已有一一百多多年的的悠久久歷史史，其其系列列與規(guī)規(guī)格最最完善善。已已廣泛泛應(yīng)用用于330kV及以下下電壓壓等級(jí)級(jí)的輸輸配電電線路路中，，并已已研制制出500一750kV的超高高壓電電纜。。這種電電纜的的特點(diǎn)點(diǎn)是：：耐電電強(qiáng)度度高，，介電電性能能穩(wěn)定定；壽壽命較較長(zhǎng)；；熱穩(wěn)穩(wěn)定性性好；；載流流量大大；材材料資資源豐豐富；；價(jià)格格便宜宜。缺缺點(diǎn)是是；不不適于于高落落差敷敷設(shè)；；制造造工藝藝較為為復(fù)雜雜；生生產(chǎn)周周期長(zhǎng)長(zhǎng)；電電纜頭頭制作作技術(shù)術(shù)比較較復(fù)雜雜等。。3/3/2023303/3/202331四、、交交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯（（XLPE）電電纜纜由聚聚乙乙烯烯(PE)加入入交交聯(lián)聯(lián)劑劑擠擠出出成成形形聚乙乙烯烯絕絕緣緣（（熱熱可可塑塑性性））電電纜纜通通過(guò)過(guò)較較大大的的電電流流時(shí)時(shí)，，絕絕緣緣會(huì)會(huì)熔熔化化變變形形。。交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯（（XLPE）———聚乙乙烯烯分分子子間間交交聯(lián)聯(lián)形形成成網(wǎng)網(wǎng)狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，改改善善了了耐耐熱熱變變形形性性能能、、耐耐老老化化性性能能和和機(jī)機(jī)械械性性能能。。交聯(lián)聯(lián)的的物物理理方方法法———輻射射法法，，去去除除聚聚乙乙烯烯分分子子中中的的氫氫原原子子，，使使碳碳一一碳碳鏈鏈合合，，分分子子間間進(jìn)進(jìn)行行交交聯(lián)聯(lián)。。（（不不經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)））化學(xué)學(xué)交交聯(lián)聯(lián)———在聚聚乙乙烯烯中中加加入入少少量量的的有有機(jī)機(jī)過(guò)過(guò)氧氧化化物物，，借借助助于于過(guò)過(guò)氧氧化化物物受受熱熱分分解解，，產(chǎn)產(chǎn)生生游游離離基基，，游游離離基基能能與與聚聚乙乙烯烯中中的的氫氫原原子子結(jié)結(jié)合合、、失失去去氫氫原原子子的的聚聚乙乙烯烯分分子子間間就就聯(lián)聯(lián)合合起起來(lái)來(lái)。。3/3/202332圖26交聯(lián)聯(lián)電電纜纜分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)(a)PE電纜纜(b)XLPE電纜纜3/3/202333圖410.6/1kv三芯芯交交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣阻阻燃燃電電力力電電纜纜3/3/202334圖420.6/1kv三芯芯交交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣鋼鋼帶帶鎧鎧裝裝阻阻燃燃電電力力電電纜纜圖430.6/1kv三芯芯交交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣鋼鋼絲絲鎧鎧裝裝阻阻燃燃電電力力電電纜纜3/3/202335圖440.6/1kv四芯芯交交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣鋼鋼帶帶鎧鎧裝裝阻阻燃燃電電力力電電纜纜3/3/202336（一一））優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)與油油紙紙電電纜纜相相比比，，具具有有結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，制制造造周周期期短短，，工工作作溫溫度度高高，，無(wú)無(wú)油油，，敷敷設(shè)設(shè)高高差差不不限限，，運(yùn)運(yùn)行行可可靠靠，，質(zhì)質(zhì)量量輕輕，，安安裝裝、、維維護(hù)護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單和和輸輸電電損損耗耗小小等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。由于于耐耐熱熱性性和和機(jī)機(jī)械械性性較較好好，，傳傳輸輸容容量量大大，，不不僅僅適適用用于于中中低低壓壓，，而而且且還還可可以以應(yīng)應(yīng)用用到到高高壓壓和和超超高高壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)中中。。交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣電電纜纜不不僅僅在在中中低低壓壓范范圍圍內(nèi)內(nèi)能能代代替替?zhèn)鱾鹘y(tǒng)統(tǒng)的的油油紙紙絕絕緣緣電電纜纜，，而而且且在在高高壓壓或或超超高高樂(lè)樂(lè)等等級(jí)級(jí)上上可可與與自自容容式式充充油油電電纜纜相相競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)。。3/3/202337表7交聯(lián)聯(lián)聚聚乙乙烯烯絕絕緣緣與與其其它它絕絕緣緣材材料料的的性性能能對(duì)對(duì)比比3/3/202338圖25交聯(lián)電纜纜熱變形形抗張硬度度與溫度度的關(guān)系系(a)熱度形與與溫度(b)抗張硬度度與溫度度3/3/202339表8較早開(kāi)發(fā)發(fā)交聯(lián)聚聚乙烯電電力電纜纜公司的的開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)簡(jiǎn)況3/3/2023403/3/202341(1)游離放電電老化從材料不不連續(xù)點(diǎn)點(diǎn)或界面面引發(fā)出出來(lái)的，，在絕緣緣層與屏屏蔽層的的空隙產(chǎn)產(chǎn)生游離離放電（（僅在電電纜內(nèi)部部有缺陷陷時(shí)才會(huì)會(huì)發(fā)生））。(2)樹(shù)老化電樹(shù)——是在局部部高電場(chǎng)場(chǎng)(絕緣與內(nèi)內(nèi)半導(dǎo)電電層的界界面等)作用下，，某些缺缺陷在絕絕緣層中中呈現(xiàn)樹(shù)樹(shù)枝狀伸伸展，管管壁上有有交聯(lián)聚聚乙烯因因放電而而分解產(chǎn)產(chǎn)生的碳碳粒痕跡跡，最終終導(dǎo)致絕絕緣擊穿穿。（二）交交聯(lián)聚乙乙烯電纜纜的老化化1、電氣方方面3/3/202342圖37電樹(shù)枝3/3/202343水樹(shù)——分為從導(dǎo)導(dǎo)體的內(nèi)內(nèi)半導(dǎo)電電層上產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)導(dǎo)水樹(shù)樹(shù)（危害害最大））、從絕絕緣的外外半導(dǎo)電電層產(chǎn)生生的外導(dǎo)導(dǎo)水樹(shù)、、從絕緣緣層中空空隙等產(chǎn)產(chǎn)生的蝴蝴蝶結(jié)形形水樹(shù)3類。在比比引發(fā)電電樹(shù)枝低低得多的的電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度下即即可發(fā)生生。樹(shù)枝枝管有的的大體不不連續(xù)，，內(nèi)聚凝凝有水分分，主干干樹(shù)枝較較鈕，分分枝多而而且密集集圖28電纏繞緣緣層中產(chǎn)產(chǎn)生水樹(shù)樹(shù)的位量量1—內(nèi)導(dǎo)水樹(shù)樹(shù)；2—外導(dǎo)水樹(shù)樹(shù)；3一蝴蝶結(jié)結(jié)型水樹(shù)樹(shù)3/3/202344已弄清楚楚的水樹(shù)樹(shù)的形成成與發(fā)展展機(jī)理和和現(xiàn)象有有：(1)在水和電電場(chǎng)同時(shí)時(shí)存在的的條件下下發(fā)生水水樹(shù)。(2)水樹(shù)是由由直徑為為數(shù)微米米的水填填滿的空空隙群所所組成的的。(3)即使在比比較低的的電場(chǎng)下下也能發(fā)發(fā)生水樹(shù)樹(shù)。(4)絕緣中的的雜質(zhì)、、半導(dǎo)電電層的缺缺陷、空空隙等高高電場(chǎng)處處，是水水樹(shù)引發(fā)發(fā)的起點(diǎn)點(diǎn)。(5)水樹(shù)在直直流電壓壓作用下下難于產(chǎn)產(chǎn)生，但但在交流流電壓作作用下較較易產(chǎn)生生，高頻頻電壓也也能促進(jìn)進(jìn)水樹(shù)的的發(fā)生。。(6)在高溫水水中(例如導(dǎo)體體浸水)水樹(shù)較易易發(fā)生，，而且也也容易延延伸。(7)發(fā)生水樹(shù)樹(shù)的部位位，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生機(jī)械械變形。。3/3/202345圖31水樹(shù)枝長(zhǎng)長(zhǎng)度與交交流電電壓擊穿穿場(chǎng)強(qiáng)關(guān)關(guān)系圖32值與交流流電壓擊穿場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系系3/3/202346表10關(guān)西電力力公司6kvXLPE電纜運(yùn)行行記錄3/3/202347表1122kVXLPE電纜蝴蝶蝶結(jié)狀水水樹(shù)數(shù)量量和長(zhǎng)度度3/3/202348水樹(shù)枝的的種類很很多，對(duì)對(duì)電纜的的危害也也很大。。但是，水水樹(shù)枝具具有消失失和重現(xiàn)現(xiàn)的特點(diǎn)點(diǎn)。有的的水樹(shù)枝受熱、、干燥、、抽真空空等會(huì)消消失形態(tài)態(tài)，浸入入熱水中又會(huì)重重現(xiàn)，水水樹(shù)枝消消失時(shí)表表明管道道發(fā)生閉閉合，材料細(xì)微微龜裂后后又回彈彈，但未未使結(jié)構(gòu)構(gòu)分解。。在實(shí)際電細(xì)中中，干法法制造的的交聯(lián)聚聚乙烯電電纜構(gòu)很很少發(fā)現(xiàn)水樹(shù)枝枝，而濕濕法制造造的交聯(lián)聯(lián)聚乙烯烯電纜中中卻常常見(jiàn)到水水樹(shù)枝。。幾種常常見(jiàn)的水水樹(shù)枝如如下頁(yè)圖圖37所示。3/3/202349圖38水樹(shù)枝3/3/2023502、化學(xué)方面硫化對(duì)電纜絕緣緣影響最大。由由于硫化物(硫化氫等)透過(guò)護(hù)套及絕緣緣層與電纜的銅銅導(dǎo)體產(chǎn)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)，生成硫硫化銅和氧化銅銅等物質(zhì)，這些些物質(zhì)在絕緣層層中從內(nèi)導(dǎo)一例例向護(hù)套一例呈呈樹(shù)枝狀伸展統(tǒng)統(tǒng)稱為化學(xué)樹(shù)。。它在比形成電電樹(shù)枝低很多的的場(chǎng)強(qiáng)下即可產(chǎn)產(chǎn)生，此外，還有物理理物理老化、機(jī)機(jī)械老化以及生生物侵蝕造成的的老化。3/3/202351圖39化學(xué)樹(shù)枝3/3/202352圖33絕緣層中的各種種樹(shù)枝(a)電樹(shù)枝；(b)電化樹(shù)枝；(c)水樹(shù)枝3/3/202353圖29水樹(shù)長(zhǎng)度與關(guān)關(guān)系(3.8kV以下)圖30水樹(shù)數(shù)量與關(guān)關(guān)系(8.8kV以下)3/3/202354（三）塑料電纜的屏蔽蔽技術(shù)影響塑料電力電電纜運(yùn)行壽命的的樹(shù)枝放電和局局部放電都與屏屏蔽結(jié)構(gòu)、屏蔽蔽性能的好壞有有直接的關(guān)系。。屏蔽結(jié)構(gòu)與屏屏蔽性能的好壞壞直接影響高壓壓塑料電力電纜纜的運(yùn)行壽命。。塑料絕緣電力電電纜的屏蔽包括括內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽蔽、防發(fā)射屏蔽蔽、外半導(dǎo)電屏屏蔽和絕緣外金金屬薄帶屏蔽。。3/3/2023551、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽蔽層(1)消除導(dǎo)電線芯表表面的氣隙，提提高耐局部放電電、樹(shù)枝放電的的能力。(2)均勻?qū)щ娋€芯表表面電場(chǎng)，減少少因?qū)?5效府所增加的導(dǎo)導(dǎo)體表面最大場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。低導(dǎo)絲表表面電場(chǎng)強(qiáng)度的的20％一30％。(3)抑制樹(shù)枝的引發(fā)發(fā)。當(dāng)導(dǎo)體表面面金屬毛刺直接接刺人絕緣層時(shí)時(shí)肘會(huì)引發(fā)電樹(shù)樹(shù)枝。內(nèi)半導(dǎo)電電屏蔽特有效地地減弱毛刺附近近的電場(chǎng)強(qiáng)度提提高耐樹(shù)枝放電電的特性。(4)熱屏蔽作用。當(dāng)當(dāng)電纜溫度突然然升高(線芯發(fā)熱)時(shí)，有了半導(dǎo)電電層的隔離，高高溫不會(huì)立即沖沖擊到絕緣層，，在一定程度上上降低了絕緣的的溫升，保護(hù)主主絕緣，故有熱熱屏障作用。用用合適的半導(dǎo)電電材料屏蔽后，，聚乙烯電纜最最大額定短路溫溫度可出130度提高到150度。3/3/2023562、防發(fā)射屏蔽層層塑料電纜向高壓壓等級(jí)發(fā)展，面面臨著局部高場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域場(chǎng)致發(fā)射電子子，引發(fā)電樹(shù)枝枝而絕緣擊穿的的重大技術(shù)問(wèn)題。防發(fā)射屏蔽是這這種研究中的一一項(xiàng)專利技術(shù)，，是目前研究復(fù)復(fù)合介質(zhì)抑制界界面電樹(shù)枝在電電纜中應(yīng)用的的一項(xiàng)重要成果果。防發(fā)射屏蔽層能能有效地防止絕絕緣層中電場(chǎng)畸畸變導(dǎo)致致電子的發(fā)發(fā)射，控制電樹(shù)樹(shù)枝的引發(fā)。3/3/202357電纜絕緣層中電電場(chǎng)分布的均勻勻性與絕緣材料料的介質(zhì)常數(shù)s、絕緣結(jié)構(gòu)巾介介電常數(shù)的分布布情況有很大關(guān)系。特別是高高壓塑料電力電電纜出現(xiàn)了不可可缺少的內(nèi)、外半導(dǎo)電電屏蔽層后，又又帶來(lái)了新的問(wèn)問(wèn)題．如果半導(dǎo)電電界面不平整，，半導(dǎo)電層有尖尖凸物、半導(dǎo)電層有有凹陷、或分階階式絕緣(接頭部位多采用分階絕緣)、復(fù)合絕緣界面面有缺陷，都將將嚴(yán)重惡化絕緣層中電電場(chǎng)的均勻性。。3/3/2023583/3/202359五、電纜附附件（一）電纜纜終端電場(chǎng)分布布電纜終端處的放放電，是極不均均勻電場(chǎng)中的放放電。電暈放電電和滑閃放電是是主要的放電形形式。（1）首先在金屬屏屏蔽層附近，或或法蘭邊緣處發(fā)發(fā)生電暈放電，，出現(xiàn)紫色的暈暈光及絲絲聲響響。隨著電壓的的升高，電暈向向前延伸．逐漸漸形成由許多平平行火花細(xì)線組組成的光帶。這這些細(xì)光帶雖較較電暈明亮，但但仍較弱。放電電細(xì)線的長(zhǎng)度隨隨電壓正比增加加。放電通道中中的電流密度較較小、壓降較大大——輝光放電。3/3/202360（2）當(dāng)電壓超過(guò)某某臨界值后，個(gè)個(gè)別細(xì)線開(kāi)始迅迅速增長(zhǎng)，進(jìn)而而轉(zhuǎn)變?yōu)闃?shù)枝狀狀、紫色、明亮亮得多的火花。。特點(diǎn)：通道中電流密度度較大，壓降較較小。滑閃放電火花隨隨外施電壓增加加迅速增長(zhǎng)，電電壓稍有增加，，滑閃放電火花花就可能延伸到到高壓極，形成成完全擊穿。若金屬屏蔽處法法蘭很光滑，輝輝光放電可能不不明顯而直接出出現(xiàn)滑閃放電。。3/3/202361極不均勻電場(chǎng)中中，沿面閃絡(luò)電電壓比同樣距離離的純空氣間隙隙的擊穿電壓小小。由于強(qiáng)垂直直分量的作用易易引起熱游離和和出現(xiàn)滑閃放電電。3/3/2023623/3/202363（二）連接接接頭盒的典型型結(jié)構(gòu)1、油浸紙絕緣緣電纜圖8110一220kV自容式充油電電纜普通接頭頭1一封鉛2一接地屏蔽3—電纜芯4—半導(dǎo)體屏蔽5一外殼6—增繞絕緣7—芯管8—壓接管9一油嘴3/3/202364特點(diǎn)：（1）電壓較低的的粘性浸質(zhì)紙紙絕緣電纜導(dǎo)電線芯是通通過(guò)連接套、、采用焊接(錫焊)或壓接的方法法將線芯連接接。（2）高壓的充油油電纜要求：保證電電氣連通和油油流的暢通無(wú)無(wú)阻。方法：靠近連連接端的電纜纜絕緣一般切切削成階梯或或錐形面(反應(yīng)力錐)，然后包纏填填充絕緣，再再包繞增繞絕絕緣。增繞絕絕緣兩端形成成應(yīng)力錐面（（表面場(chǎng)強(qiáng)均均勻）。兩根根相接的電纜纜的屏蔽為等等位面。整個(gè)個(gè)裝置與壓力力供油箱連通通。3/3/202365為了防止電纜纜故障漏油擴(kuò)擴(kuò)大到整個(gè)電電纜線路往往往采用塞止式式連接盒，使使油泊流互不不相通。其結(jié)結(jié)構(gòu)分單室式式和雙室式式兩種。圖9220kV雙室式塞止接接頭的結(jié)構(gòu)1一環(huán)氧樹(shù)脂套套管2一電纜室增繞繞絕緣3一電纜4一填充絕緣5—芯管6—導(dǎo)體連接7—帶有絕緣的電電極8—軸封螺帽9一密封墊圈10－外腔增繞絕絕緣11－外殼12一密封墊圈13一油嘴14－接地端子15一封鉛3/3/2023662、橡塑絕緣電電纜連接盒由于沒(méi)有金屬屬護(hù)套和浸漬漬劑，只需用用普通連接盒盒將電纜各制制造長(zhǎng)度連接接起來(lái)。目前橡塑絕緣緣電纜的附件件裝置主要以以預(yù)制式為主主。對(duì)35kV及以下的電纜纜，導(dǎo)電線芯芯連接以后，，在原有工廠廠絕緣的上面面套一熱縮材材料制成的應(yīng)應(yīng)力管，然后后再做其他部部分的連接處處理。3/3/202367對(duì)于高壓交聯(lián)聯(lián)聚乙烯絕緣緣電力電線的的連接盒，目前主要要是在金屬屏屏蔽層邊緣的的電場(chǎng)集中處處安裝以預(yù)制制成型的應(yīng)力力錐。圖10預(yù)制式應(yīng)力錐錐結(jié)構(gòu)圖3/3/202368圖11低壓戶外終端端接頭圖圖1210kV戶外終端頭l—端子2—密封管3一絕緣管4—單孔防雨裙5一三孔防雨裙裙6一手套7一接地線8一PVC護(hù)套3/3/202369圖13110—220kV充油電纜增繞繞式終端接頭頭盒1、2—高壓端屏蔽3一增繞絕緣4一接地屏蔽5一應(yīng)力堆6－電纜3/3/2023703/3/202371圖14400kV高油壓充油電纜電容錐式式終端接頭盒盒1—電纜鉛套2—應(yīng)力錐3—高強(qiáng)度瓷套4—電容錐繞包5—屏蔽罩3/3/202372圖16110kV象鼻式終端頭頭1一油嘴2—亮體3一襯墊4一電纜連接觸觸頭5一電纜連接頭頭6—電纜導(dǎo)體7—增繞絕緣8一工廠絕緣9－主絕緣10一膠木筒11—封鉛12—電纜鉛包13一防震套14一套管引出觸觸頭15一瓷套16—導(dǎo)電桿3/3/202373圖18電容錐式終端端接頭盒內(nèi)外外絕緣相對(duì)位位置示意1一線芯2一工廠絕緣3一電纜護(hù)套4—電容錐極板5—屏蔽罩6一瓷套7一法蘭3/3/202374圖45冷縮三指套預(yù)制式硅橡膠電纜纜戶外終端頭3/3/202375圖46預(yù)制式戶外終端圖47預(yù)制式戶內(nèi)終端3/3/202376五、電力電纜纜的載流量（一）電纜的長(zhǎng)期期允許載流量電纜長(zhǎng)期允許載流流量是指當(dāng)電纜通通過(guò)電流時(shí)在達(dá)到到熱穩(wěn)定后，電纜纜導(dǎo)體的溫度恰好好達(dá)到長(zhǎng)期允許工工作溫度則的電流流數(shù)值。主要決定因素：電纜的長(zhǎng)期允許工工作溫度。電纜本身的散熱性性能。電纜裝置情況