论述电力电缆特点及对绝缘材料的要求

刘　玲

（利思电气（上海）有限公司，上海 201108）

论述电力电缆特点及对绝缘材料的要求

刘玲

（利思电气（上海）有限公司，上海 201108）

电，已经成为人们生活中不可缺少的存在，因此电力电缆建设的不断完善具有十分重要的意义，直接关系到人们的居住生活水平，影响着国家的发展空间，本文将通过对电力电缆供电的优缺点和分类进行详细的阐述，分析与探究其对电网供电的优势所在，并提供一定参考性建议。

电力电缆 绝缘材质 性能

电力电缆是电力系统的重要组成部分，是连接发电与供电网络的桥梁与纽带，如今大型企业的快速生产与发展使其对电力的建设要求不断提高，电力电缆的使用量也在逐年上升中，现代电力、石化、钢铁和煤炭等企业对电力运行的基本要求是必须兼具安全稳定、经济长期的特点，因此电缆绝缘故障的故障诊断和在线监测对于保障供电具有十分重要的影响与作用，也是电力系统中致力于长期研究的一个重要课题。

电力系统普遍庞大，电缆运行的周期寿命较长，电缆绝缘老化缓慢，因此针对电缆的诊断与检测并没有特别受到重视，电缆有一个致命缺陷即在绝缘内极易引发水树枝，水树枝如果不加以控制就会发展成电树枝，并形成放电致使绝缘劣化，造成最终在运行过程中发生击穿的现象，这对于持续运行的电力系统而言会导致不可估量的恶劣结果，因此电力系统检修中必不可少的环节就是电缆的故障诊断和在线绝缘监测。

1　电缆供电的优势与不足

相较于传统的架空线供电，电缆供电有以下几方面的优势:首先，电缆供电削弱了自然环境对的影响，因为除了电缆分接箱和户外终端是暴露在外部，电缆线路是直接敷设在地下的，一般是不会受外界恶劣天气的影响，但架空线路却受到诸多天气因素的制约，暴雨、暴风、积雪、冰雹和沙尘暴等严重气候情况造成线路断线、断路或其他故障出现的情况屡见不鲜。其次可避免外力的直接破坏，包括建筑棚架的倒塌、交通事故撞击等引发的高压放电、电路器材被盗或是损害。第三，可减少人身触电事故的几率，架空线路敞开在地面之上，线路全程都需要加装特殊的安全设备，但电力电缆只是有若干个地点突出在地面上，只需对其进行单点保护即可，使其防范范围大大减小，还可提升整体的安全性与稳定性，避免了意外事故的发生。第四，可节省地面的占地面积，架空线路走廊普遍占地面积大且平直，其走向又经常与城市道路方向不符，也给城市建筑布局造成了一定的阻碍，而且明文规定架空线下有一部分面积是不允许搭建任何建筑物的，但电缆输电就可避免这一规定，节省不少城市用地。第五，可提高电缆输电功率因数，电缆芯线和外面的接地屏蔽层会形成一个电容器，也就是每相加进无功补偿的电容器，容性电流量会分量部分补偿线路的感性无功电流，拉蒂总电流幅值。第六，电缆供电可以直接深入负荷中心，在负荷状态密集区域会相应减少供电半径，不但有效减少电线的损害，还可使供电质量得以提高。第七，可大幅度提升馈电线路的供电量，通常一条电缆通道可以容纳多条电缆，因此增加馈电容量只需在电缆沟或电缆渠道内增加电缆即可，工序操作简单，且施工期间无需长时间的停电。最后，因为电缆是铺设在地下的，其保密性优良，所以正常情况下一般是不需要进行维护工作的，也可以避免人为破坏。

但电缆供电自身也还是存在一定的不足之处的，首先电缆的建设投资费用较大，电缆的制造材料、结构设计和工艺流程都较为严格，造价自然不会太低。其次电缆线路不容易进行变更，因为电缆长期铺设在地下，已经产生自然定形，外面的保护套已受到腐蚀，一般情况下不宜进行移动，这就要求电缆的铺设规划一开始就要设计得科学合理，必要时可采用电缆分接箱来预备留出备用的分接头。第三，电线电缆故障点的测寻与修复都较为不易，即使有专门的故障点测寻仪器，但使用起来还是比较麻烦的。最后针对电缆附件，例如中继接头和终端接头的安装工艺、绝缘强度的要求普遍较高，现场作业的施工人员必须经专业培训，具备一定的专业施工水平。

2　电力电缆的分类

我国自七十年代开始，电缆的使用量才开始迅速增长，目前，35kV以下使用的电力电缆主要有聚氯乙烯绝缘电力电缆、油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电力电缆，35kV以上使用的电力电缆主要包含交联聚乙烯绝缘电力电缆、高压充油电力电缆和一些新型电缆等。

2.1传统电力电缆分类

橡皮绝缘电力电缆的绝缘材料是使用普通的合成橡胶或乙丙橡胶制成的，普通合成橡胶的缺陷在于耐臭氧能力不足，在电晕的作用下极易开裂，且击穿场强较低，只适用于低压配电系统和定期移动的固定敷设线路。在用于直流电力系统的情况下，电缆的运行电压是交流电压的两倍。

聚氯乙烯电力电缆具有成本低、耐腐蚀、加工简单、化学稳定性好的特点，但其损耗大、耐热性差也是其使用受到限制的重要原因。

油浸纸绝缘电力电缆是由浸渍剂和纤维纸构成的复合电缆，种类也分为带绝缘电缆和分相铅包电缆，该电缆在生产和运输过程中一般都会产生空隙，渐渐丧失绝缘性能，因此该类型电缆也只适合应用于低压配电系统。

高压充油电力电缆是通过浸渍油的补充，消除绝缘层中的空隙来提升电缆工作场强，根据保护层的结构分为两类，即钢管充油电缆和自容式充油电缆。钢管式充油电缆中设有中心油道，密封管道内拉入的三根屏蔽电缆使管道内的浸渍剂粘度升高；自容式充油电缆的线芯中心有相连的油道和补充浸渍设备，当电缆温度上升或下降时，浸渍剂会自行热胀冷缩，膨胀的油会流入浸渍设备或是从浸渍设备补充浸渍油。充油电缆虽然运行良好，但其安装不方便和维护工作不易做，致使其也在逐渐被淘汰。

交联聚乙烯电力电缆具有合理的结构与工艺，耐酸碱和耐腐蚀能力强、优良的电气性能的特点，加之安装敷设简便，维护工作少，不会出现油的淌流现象，现已逐渐成为我国电力电缆主要的发展对象。

2.2新型电力电缆

结合科学技术的先进发展和目前对大容量远距离输电的高要求，一大批新型电力电缆正在不断涌现，例如超导电缆、管道充气电缆、低温有阻电缆。

低温有阻电缆是通过冷却技术将高纯度铜或铝导体来冷却到一定的温度，大大降低导体电阻系数，以此减少导线损耗，提高电流密度和增强散热能力，有利于整体传输容量的增加。

超导电缆的出现是由超导技术引伸而来的，电缆运行时处于超导状态，此时导体电阻等于零，传输容量大于充油电缆，但由于常温冷却和造价降低等关键技术问题，使超导电缆很难找到一个科学合理的平衡点，因此超导电缆距离实际应用还有一定的难度。

管道充气电缆，即六氟化硫电缆，该电缆不仅具有架空线路的传送能力，同时电缆的电容量和充电电流都偏小，介电系数也小，不需要额外装设电容电流的补偿装置，有效的输电距离较长，运行时的温度上升有限，从而增加了电流传输容量，满足了封闭式变电站的建设标准。

3　电力绝缘产品对材料的要求

3.1弹性高

弹性高可保障电力电缆芯与附件之间的结合紧密，保持界面特性，低永久变形性又可以保证套在电缆外面的附件在运行过程中保持与电缆同呼吸的特点，同时，一直在低温状态下可保持良好的回缩弹性。

3.2阻燃性强

电力电缆在高压情况下运行，表面的污湿可引发电流泄漏的现象，造成材料发热，所以电力电缆的绝缘材料必须具备优良的阻燃性，即使在大电流通过的情况下也会因为发热而引起燃烧。

3.3持久的迁移性

如果电力电缆附件长久用于污秽环境下，表面上积聚的导电污秽物质容易在潮湿天气中受潮，甚至还会产生局部放电的现象，发生闪络事故，因此绝缘材料必须具有持久的憎水性和迁移性，可有助于减少污秽杂质的积累，有效防止闪络事故的发生。

3.4高耐漏电起痕性

电力电缆在高压运行的情况下，表面的污湿会引起泄漏电流以外，还可能造成材料的电腐蚀，因此对材料绝缘性的要求极高，最大限度降低电腐蚀，避免产生导电碳化通道。

3.5抗紫外线强

电力电缆附件常年被用于户外环境时，在强紫外线照射的情况下，电缆材料极易老化，对电缆附件的运行形成了一个很大的阻碍，因此对材料抗紫外线和抗臭氧性能的要求十分严格，要求必须具有良好的抗老化性能。

4　结语

电力电缆建设对于国家供电的稳定性具有重要且深远的影响，因此完善电力电缆的建设工作也是必不可少的，对电力电缆的种类以及常见故障影响进行深入的分析与探究，可有助于电力电缆建设的合理应用，提高电网企业的供电输电的可靠性，充分发挥国家的资源利用，竭尽所能建设资源节约型社会、环保友好型社会。

［1］罗俊华，陈守直.35KV及以下XLPE电力电缆试验方法的研究［J］.电网技术，2000，24（12）：58-61.

［2］周远翔，赵健康，刘睿等.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望［J］.高电压技术，2014，40（9）.

［3］袁野，陈剑，贾志东等.10 kV XLPE电缆受潮绝缘特性研究［J］.电网技术，2014，38（10）.

［4］罗俊华，杨黎明，姜芸等.电力电缆运行、故障及试验综述［J］.电力设备，2004，5（8）：4-8.