关于玻璃钢电缆支架使用安全性的研究报告.doc

PAGE PAGE 1 玻璃钢电缆支架使用的电气安全性研究报告 西安交通大学电气绝缘研究中心 地址：西安市咸宁西路28号 邮编：710049 电话：029 网址：  目 录 一、交联聚乙烯电力电缆的各层结构及功能 2 二、电力电缆敷设中的接地及其作用 6 三、玻璃钢电缆支架使用的电气安全性的理论分析与论证 11 四、依据的相关标准及参考文献 24  电力电缆的各层结构及功能 电力电缆分为油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、橡皮绝缘电缆、气体绝缘电缆、以及低温电缆和超导电缆各种类型，随应用场合、电压等级、生产厂家等的不同，电力电缆的组成材料及结构可能会有差异。为了一般性的介绍电力电缆的结构及组成，以目前应用最为广泛的高压交联聚乙烯（XLPE）电缆为例进行说明，如图1所示。 图1 电力电缆的组成结构示意图 1-导体；2-内半导体屏蔽；3-绝缘；4-外半导体屏蔽；5-防水衬层；6-铜丝屏蔽；7-防水衬层； 8-纵向金属护套；9-PE外护套 接下来，简单介绍电缆各层的特点及功能。 导体 电缆中线芯导体的功能是传送电流。为了减少线路损耗和电压降，一般采用高电导系数的金属材料来制造。综合考虑材料的机械强度、价格、来源等因素后，一般采用铜和铝来作为电缆的线芯。为了增加电缆的柔软性和可曲度，较大截面的电缆线芯通常由多根较小直径的导线绞合而成。 绝缘层 绝缘层的功能是把不同电位隔离开，阻止电流流通，使电能按设计的途径沿导体传输。电线电缆的绝缘层材料应具有的主要性能有： 高的击穿强度，包括冲击和工频； 低的介质损耗角正切； 相当高的绝缘电阻； 优良的耐树枝放电、局部放电性能； 具有一定的柔性和机械强度； 绝缘性能长期稳定。 过去电力电缆的绝缘几乎都是油浸纸绝缘，现今在中低压电力电缆中，几乎都是使用塑料绝缘或橡皮绝缘，并已逐渐发展到高压电力电缆方面。 内、外半导体屏蔽 电缆线芯一般由多根导线绞合而成，线芯表面和绝缘层间易形成间隙，另外表面的不光滑会造成电场集中，这些因素将使电缆的电性能降低，如局部放电特性、树枝放电特性等下降。因此，在线芯表面加一层半导体屏蔽层，它能与绝缘良好接触，半导体层与线芯等电位，它们之间存在的间隙，由于周围等电位而无电场作用，避免了局部放电。 另一方面，在绝缘表面与护套接触处也可能存在间隙，电缆弯曲时绝缘表面也易造成裂纹，这些都是造成局部放电的因素，所以在电压等级稍高时绝缘表面也需要屏蔽。 屏蔽层为半导体材料，是以相应绝缘材料加入碳黑、防老剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等配合剂混合而成。对于绝缘表面的屏蔽层，10kV以下可采用可剥离型，其目的是在安装和接头时剥出方便。 防水层 防止水分进入电缆绝缘层。 铜丝屏蔽 金属屏蔽层的作用是正常情况下流过电容电流，短路时作为短路电流的通路，同时也起屏蔽电场的作用。 金属护套 护套的作用是保护绝缘层不受水、湿气及其他有害物质的入侵，保证电缆绝缘层的性能不变。同时，短路时也作为短路电流的通路。 外护套 由于电缆金属护套容易发生腐蚀，所以，其外部需外护套保护。常用作外护套的材料是聚氯乙烯、聚乙烯，它们的主要功能是防水，还有阻燃、防辐射、防蚁害等功能。另外，电缆的外护套必须具有良好的绝缘性能，使金属护层对地绝缘。 铠装 为了增加电缆的机械强度（抗拉、抗压），在电缆受到压力、拉力等使用场合，在电缆的金属护套和外护层之间应有铠装层。铠装是电缆金属护套外的同心圆层。它所用的材料有钢带、钢丝。对于高压充油电缆不宜用磁性材料，故用铜带或不锈钢带作为加固层，也起到铠装作用。钢带铠装适用于受压力的场合，如土地中直埋；而钢丝铠装适合于受拉力场合，如水下敷设，过江、过海峡等高落差情况下。为了防止渔具及鱼类对电缆的损伤，也可采用钢带和钢丝联合构成铠装层。 产品介绍手册 PAGE 3 PAGE 17 电力电缆敷设中的接地及其作用 电缆线路在正常运行、发生过电压及短路故障时，在金属护套上都有可能会形成很高的感应电压，使电缆外护套绝缘发生击穿，故应在金属护套的一定位置采用特殊的连接方式和接地方式，同时安装护层保护器，以防止电缆护层绝缘发生击穿现象，保障电缆线路的安全运行。 通常35kV及以下电压等