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电气知识 | 电缆结构解析

电气圈CURRENT2018-11-11 10:44:21

电力电缆一般由线芯、绝缘层和保护层三部分组成,各个部分的作用如下:

1、线芯用于导电,主要有铜芯和铝芯两种;

2、绝缘层是作为电介质将纤芯和保护层绝缘隔离,防止漏电;

3、保护层用于防止电缆绝缘层受伤、受潮,并防止液体绝缘物外流。


 线 芯 


电缆线芯主要有铜芯和铝芯两种。


铜是电缆工业中电缆用导体的重要材料,其主要特点是:

1)导电性好,仅次于银而居第二位。

2)导热性好,仅次于银和金而居第三位,热导率为银的73%。

3)塑性好,在热加工时,首次压力加工量可达30%~40%。

4)耐腐蚀性较好,铜与盐酸或稀硫酸作用甚微。

5)易于焊接

6)力学性能较好,有足够的抗拉强度和伸长率。


电缆一般用光亮铜杆或者无氧铜杆,以阴极铜作为原材料,铜杆生产工艺主要有上引法无氧铜杆和连铸连轧低氧光亮铜杆两种工艺。


◈ 电线电缆用铝的主要特点是:

1) 导电性好,仅次于银、铜、金而居第四位,导电性能按体积计算,约为铜的60%~65%。

2) 导热性良好。

3) 密度小,约为铜的三分之一。多作为架空线路使用,在电力电缆中使用比例较低。

4) 铝在空气中与氧反应,很快生成一层致密的氧化铝膜,电阻值高,影响电缆接头的连接可靠性。

5) 机械性能不如铜,机械抗拉强度和延长率较差。


重熔用铝锭是电线电缆行业工业生产中广泛使用的原材料,由铝锭到铝杆普遍采用的生产方法为连铸连轧法。


根据电缆的不同品种和规格,线芯可以制成单股实体,也可以制成绞合线芯。作为线芯使用时,铜杆和铝杆要经过拉丝处理,然后进行绞合。目前,在工业生产生,较多使用的是铜线材连拉连退机组。



 绝 缘 层 


◈ 绝缘结构的特点:

1、油纸绝缘电缆主要分为粘性浸渍纸绝缘和不滴流两种,主要用在3-35kV系统中。

1) 粘性浸渍纸绝缘电缆:结构简单、制造方便、价格低、易于安装和维护、寿命长;但不宜做高落差敷设,绝缘油易流淌。

2) 不滴流浸渍纸绝缘电缆:成本较年制性纸绝缘电缆略高,工作寿命更长,可做高落差敷设。


2、塑料绝缘电缆常见的有聚氯乙烯、聚乙烯和教练聚乙烯等电缆。

1) 聚氯乙烯绝缘电缆:安装工艺简单、敷设维护方便,能适应高落差敷设,具有非燃性;工作温度高低对其机械性能有明显影响,一般用在6kV及以下系统中。



2) 聚乙烯绝缘电缆:能适用于高落差敷设,工艺性能好、易于加工,但易延燃、受热易变形、易发生应力龟裂。较少使用。



3) 交联聚乙烯电缆:交联聚乙烯电缆容许温升较高,故允许载流量较大,耐热性能好,适用于高落差敷设,安装维护简便,抗电晕、游离放电性能差。交联聚乙烯电缆目前已得到越来越广泛应用,适用于各种电压。



3、橡胶绝缘电缆

橡胶绝缘电缆柔软性好,易弯曲,具有弹性,适宜多次拆装的线路,但耐电晕、耐臭氧、耐热、耐油的性能较差,因此只能做低压电缆使用。


 保 护 层 


为了防止机械损伤、电化学腐蚀和潮气侵入,电力电缆的缆芯和绝缘层有严密的保护层。现以交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆为例说明电力电缆的保护层结构。



由图知,导体1外面覆盖一层半导体屏蔽层,称为内半导体屏蔽层,用于防止导体电场对交联聚乙烯绝缘3的长期作用造成的电场分解和腐蚀。在交联聚乙烯绝缘3之外也覆盖一层半导体屏蔽,称为外半导体屏蔽层4。


在外半导体屏蔽层之外尚有一层铜带屏蔽5,他们的作用都是削弱外电场对交联聚乙烯的作用,以确保绝缘性能良好。铜带屏蔽还作为电缆保护接地的焊接点之用。在铜带屏蔽之外,三根线芯之间填有填充物,最外层是三相统包钢包带和聚氯乙烯外保护套。