电力电缆基础知识「10千伏电缆结构及作用」

今天带来电力电缆基础知识「10千伏电缆结构及作用」，关于电力电缆基础知识「10千伏电缆结构及作用」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

从里向外分别为：

1.导体；2.内半导体屏蔽；3.绝缘;4.外半导体屏蔽；5.软铜带；6.填充层；7.包带；8.内护套；9.钢带铠装；10.外护套。

本节主要介绍电缆导体的作用、材料、规格和结构，电缆生产环节中的导体的处理，以及运维中有关导体的部分知识。

电力电缆导体的基本知识

1.作用

传输电流，电缆的导电部分，用来输送电能，是电缆的主要部分；

2.材料

主要选用铜、铝；将来可能会有超导材料。

材料要求:

（1）导电性能好。在常温下金属具有一定的电阻，当电能在线芯中传输时有一定的功率损耗，并使导体发热，当发热和散热平衡时电缆就稳定在某一温度。由于温度对绝缘材料的绝缘性能有很大的影响，在过高温度下绝缘材料会加速老化，因此要求线芯材料的导电性能要好，这样就可减少发热而增大输送容量。

（2）机械性能好。既要有一定的抗拉强度，又要有一定韧性，易于加工和使用。

（3）资源丰富。电力电缆作为供电线路时，所需量很大，因此用作线芯的材料必须是丰富的资源，否则就无法广泛应用。

金与银的导电率很高，但是资源贫乏，机械强度不够，不能广泛用于制作电力电缆。而铜和铝的导电率虽然比金、银的差，但是其资源丰富，易开采，而且机械性能好。其他金属的导电率都较差，机械性能有的太硬（如铁），有的太软（如铅、锡），因此目前电力电缆的线芯都采用铜和铝。

铜与铝两种材料的区别：

铜芯电缆与铝芯电缆相比除设备成本之外，通道资源和建设费用基本相同，但铜芯电缆的最大输送负荷能力明显高于铝芯电缆，并在连接的可靠性及安全性方面具有优势，安全性要求较高的公共设施及特殊情况下应选用铜导体。

--《配电网技术导则》对电缆导体材料的推荐

铜和铝的背后：

从电缆的角度看，电网是铜电缆、铝电缆的二元结构

上图节选自《金属导体及其先进制造》，https://www.bilibili.com/video/av12828842/?p=2

（1）截面。为了便于设计制造和安装施工，电缆的截面必须采用规范化的方式进行定型生产，即电缆的截面由小到大按标称截面规格进行生产。

（2）芯数。指电缆线芯输（通）电的相数，一般有单芯、双芯、三芯和四芯、五芯电缆五种形式；

（3）形状

圆形绞合导体：几何形状固定、稳定性好，表面电场比较均匀；10kV及以上交联聚乙烯电缆一般都采用圆形绞合导体结构。

一般在10kV以上电压等级的电缆采用圆形线芯，这是因为圆形有利于电缆内部电场的均匀分布。

1kV及以下挤包电缆，为了减轻电缆直径，节约材料消耗，采用扇形或腰圆形导体结构；中空圆形导体用于自容式充油电缆。

（4）结构。导体主要由多根导线绞合而成

电缆的线芯若用单根实心的金属材料制成，其柔软性较差，不能随意弯曲，而且截面越大弯曲越困难，这样就给施工带来了无法克服的困难。

经研究，采用多股导线绞合线作为线芯是最好的结构，不但能使电缆的柔软性大大增加，而且可使弯曲时的曲度不集中在一处，而是分布在每股导线上。每股导线的直径越小，弯曲时产生的弯曲应力也就越小，因而在允许弯曲半径情况下不会发生塑性变形，从而不致损坏电缆的绝缘层。同时，弯曲时每股导线间能够滑移，各层方向相反扭绞，使得整个导体内外受到的拉力和压力分解。

线芯的可曲性与绞线的股数平方根值成正比，即同截面的情况下，股越多，越易弯曲。由于电缆的可曲性同时受到绝缘层、外护层的影响和限制，如果线芯制成很多股，虽然很软，但实际使用时没有必要，还给电缆的制造增加许多困难，因此股数并不是多越好，在制造不同截面的电缆的线芯时，股数都有一定的规定。

截面在35mm2及以下电缆的线芯可做成单股的实心导体，其余规格均需采用多股绞合形式的线芯。

为了避免在挤出和交联时绝缘材料被挤进导体间隙；为防止电缆在使用中水分通过导体间隙扩散，交联聚乙烯电缆的导体采用紧压结构。

电缆生产环节导体的处理

1.单丝拉制

在常温下，利用拉丝机将铜、铝杆材通过一道或数道拉伸模具的模孔，使其截面减小、长度增加、强度提高。拉丝是各电线电缆公司的首道工序，拉丝的主要工艺参数是配模技术。

2.单丝退火

铜、铝单丝在加热到一定的温度下，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线电缆对导电线芯的要求。退火工序关键是杜绝铜丝的氧化。

3.导体绞制

为了提高电线电缆的柔软度，以便于敷设安装，导电线芯采取多根单丝绞合而成。从导电线芯的绞合形式上，可分为规则绞合和非规则绞合。非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等。

具体流程可参看下述视频：

运维环节有关电缆导体的注意事项

1.弯曲半径

在设计方案审查、土建工程隐蔽验收、电气施工验收各环节均应注意电通通道转弯处、上升处、接头井等部位是否满足电缆弯曲半径要求，避免损伤电缆。电缆弯曲半径的规程规定如下图：

10kV电缆标称外径参考值，如下图：

备注：不同厂家的电缆外径有微小变化。

2.10kV电缆导体截面选择

根据所在区域的供电区域，依据“功能区、网格化、单元制”配电网规划和“一图一表”村镇规划，按照目标网架要求，选定电缆截面，一次性建成，避免产生线路瓶颈，使供电能力受限；

Q／GDW 10370-2016 《配电网技术导则》有关原则：

7.2.3 电缆线路截面的选择：
a) 变电站馈出至中压开关站的干线电缆截面不宜小于铜芯300mm²，馈出的双环、双射、单环网干线电缆截面不宜小于铜芯240 mm²；
b) 满足动、热稳定要求下，亦可采用相同载流量的其他材质电缆，并满足GB 50217 的相关要求。其它专线电缆截面应满足载流量及动、热稳定的要求；
c) 中压开关站馈出电缆和其它分支电缆的截面应满足载流量及动、热稳定的要求。

3.不同金属导体之间连接

总原则：连接点的电阻小而稳定

（1）相同金属截面的电缆相接，选用与线芯导体相同的金属材料，相同截面的专用连接管，采用压接方法连接。

（2）不同金属之间连接时，如铜铝连接，由于两种金属标准电极相位差较大（铜为 0.345伏，铝为-1.67伏）会产生接触电势差。当有电解质存在时，将形成以铝为负极，铜为正极的原电池，使铝产生电化腐蚀，从而增大接触电阻。连接不同金属时，除应满足接触电阻要求外，还应采取一定的防腐措施。一般是在铜质压接管内壁上刷一层锡后压接。

（不足之处，请指正）