10千伏电缆接头工培训教材201003 - 图文

目 录

前 言 .............................................................................................................................................. 3 第一章 电力电缆基础知识 ........................................................................................................... 4

第一节 电力电缆的作用和特点 ............................................................................................. 4

一、电力电缆的定义 ....................................................................................................... 4 二、电力电缆的作用和基本特点 ................................................................................... 4 三、电力电缆的优缺点 ................................................................................................... 5 第二节 电力电缆种类和结构 ................................................................................................. 7

一、电力电缆的种类 ....................................................................................................... 7 二、电力电缆的基本结构 ............................................................................................... 9 三、几种常用的固体挤包绝缘电力电缆结构 ............................................................. 16 第三节 电力电缆的型号和应用场合 ................................................................................... 18

一、电力电缆的型号及命名 ......................................................................................... 18 二、常用型号电力电缆的应用场合 ............................................................................. 20 第四节 电力电缆的材料 ....................................................................................................... 22

一、电力电缆的导体材料 ............................................................................................. 22 二、电力电缆的绝缘材料 ............................................................................................. 23 三、电力电缆的屏蔽材料 ............................................................................................. 26 四、电力电缆的金属护套材料 ..................................................................................... 26 五、电缆相关其它材料 ................................................................................................. 27 第五节 电力电缆附件的基础知识 ....................................................................................... 29

一、电力电缆附件的基础知识 ..................................................................................... 29 二、电力电缆中间接头 ................................................................................................. 37 三、 电缆附件的基本技术要求 ................................................................................... 39

第二章 基本技能 ......................................................................................................................... 40

第一节 工具使用基本方法 ................................................................................................. 40

一、锯 ............................................................................................................................. 41 二、锉 ............................................................................................................................. 42 三、压接钳 ..................................................................................................................... 43 四、刀具 ......................................................................................................................... 44 五、喷枪 ......................................................................................................................... 44 六、力矩扳手 ................................................................................................................. 45 七、游标卡尺 ................................................................................................................. 45 八、万用表 ..................................................................................................................... 46 九、相位表 ..................................................................................................................... 47 十、绝缘电阻表（兆欧表） ......................................................................................... 48 第二节 基本操作工艺 ......................................................................................................... 50

一、校潮 ......................................................................................................................... 50 二、电缆剥切 ................................................................................................................. 50 三、绝缘处理 ................................................................................................................. 52 四、导体连接 ................................................................................................................. 53 五、带材绕包 ................................................................................................................. 55

1

六、搪铅 ......................................................................................................................... 55 七、热缩材料的加热收缩 ............................................................................................. 56 八、接地线焊接 ............................................................................................................. 57 九、密封 ......................................................................................................................... 57 十、零序电流互感器与接地线的配合 ......................................................................... 58 第三节 操作技巧及要求 ..................................................................................................... 60

一、操作技巧 ................................................................................................................. 60 二、其他工艺要求 ......................................................................................................... 61

第三章 电缆附件安装步骤 ......................................................................................................... 62

第一节 冷缩型户内/户外终端安装 .................................................................................... 62

一、施工准备 ................................................................................................................. 62 二、终端安装 ................................................................................................................. 62 第二节 冷缩型中间接头安装 ............................................................................................. 66

一、施工准备 ................................................................................................................. 66 二、中间接头安装 ......................................................................................................... 66 第三节 热缩型户内/户外终端安装 .................................................................................... 71

一、施工准备 ................................................................................................................. 71 二、终端安装 ................................................................................................................. 71 第四节 热缩型中间接头安装 ............................................................................................. 75

一、施工准备 ................................................................................................................. 75 二、中间接头安装 ......................................................................................................... 75 第五节 预制型户内/户外终端安装 .................................................................................... 80

一、施工准备 ................................................................................................................. 80 二、终端安装 ................................................................................................................. 80 第六节 肘型终端安装 ......................................................................................................... 84

一、施工准备 ................................................................................................................. 84 二、终端安装 ................................................................................................................. 84

附录一 配网电缆线路施工及验收规程（试行）电缆 ........................................................... 89 附件安装部分介绍 ......................................................................................................................... 89 附录二 10kV及以下电缆运行规程（试行）电缆 ................................................................... 93 附件安装内容介绍 ......................................................................................................................... 93

2

前 言

随着城市发展的日新月异，电力电缆作为一种主要的电能输配方式在城市电网中的比重越来越大。近年的电缆系统事故分析统计结果显示，电缆系统的事故大多数是电缆附件事故，而电缆附件事故大多数又是附件的现场安装制作质量引发的。加强10kV交联聚乙烯电力电缆附件安装的质量控制，增加配电网的安全性和可靠性。影响电缆附件安装的主要因素包括施工人员、附件材料、施工机具、施工方法和环境，其中影响质量最主要的因素是人，因此施工人员的素质和操作技术水平，最直接、最真实、最具体地影响着附件安装的质量。

品牌：长缆电工科技股份有限公司 询价：黄经理 13873580500

10kV交联聚乙烯电力电缆附件安装是一项技能要求非常高的工作，其安装人员应经过专门的技术理论学习和实际操作训练。安装人员必须对电缆处理的工艺技能和质量要求非常熟悉，比如电缆的铠装处理、外半导电层处理、绝缘层处理等；又要有一定的电气理论和电气材料知识，如电场理论、带电距离、接触电阻、载流量等常识；熟知绝缘带、半导电带、防水带等各种材料的性能、用途和判断方法。只有安装人员具有了上述这些最基本的知识和技能，才能够避免造成一些基本的错误。

为解决这些电缆附件安装方面的常见文体，进一步规范安装人员的操作水平，北京市电力公司颁布了《北京市电力公司10千伏电缆接头安装工入网作业管理制度（试行）》，特编写了本教材。本教材涵盖了10kV交联聚乙烯电力电缆附件的各种形式，详细讲述了电缆处理及附件安装过程中的质量要求及操作手法，本教材也讲述了电缆及附件常识、工具使用等一些基本知识。在编写过程中，注重实践性和通用性。

实行10kV电缆附件安装工入网作业管理制度后，电缆附件安装人员经过培训学习，通过入网考试，并在北京市电力公司注册备案后，才能从事电缆附件安装工作，并对安装的电缆附件建立可追溯的档案。

本教材可作为电缆附件安装入网作业培训教材，也可供配电网工作者参考。长沙电缆附件厂和青岛汉河电缆厂给予了大力的支持，提供了详细的有关图纸和资料。

本教材编写不当之处，恳请读者批评指正。

本教材主要作者：张文新 郭长春 张 磊 刘立垚 高国中 张兰涛 艾占生 张重仁 审核人：郭建府 周作春 李洪涛 审批人：牛进苍

3

第一章 电力电缆基础知识

电力电缆是传输和分配电能的重要载体，在电力工业中已经得到了十分广泛的应用。无论在发电厂、输电网、配电网、各种工厂内都会发现电力电缆的身影。本章主要介绍电力电缆的基础知识。我国电网输电与配电电压等级划分为：220/380V、3kV、6kV、l0kV、20KV、35kV、66KV；110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV等，并划分为输电电压与配电电压两类。 参照有关标准和导则规定，把配电电压划分为： 低压配电电压 220/380V、 中压配电电压 10kV、20KV 高压配电电压 35kV

根据输电技术特点，输电电压等级划分为三级： 高压输电电压 66KV、110KV 超高压输电电压 220kV 、330kV、500kV 特高压输电电压 750 kV、1000kV及以上

电力电缆的电压等级依照输、配电电压等级划分。然而，电力电缆通常把1kV电压等级的电缆用于220/380V低压系统，6～35kV电压等级的电缆称为中压电缆，而把110kV电压等级的电缆称为高压电缆，把220～500kV电压等级的电缆称为超高压电缆。

第一节 电力电缆的作用和特点

一、电力电缆的定义

什么是电线电缆？用以传输电力、传递信息和实现电磁能量转换的电工产品，其中用于输送和分配大功率电能的电缆叫电力电缆。电力电缆由高导电材料组成导电线芯，由油浸纸、橡皮、塑料等绝缘材料组成的绝缘层，由防止机械损伤、防潮、防化学腐蚀等作用护套组成护套。

二、电力电缆的作用和基本特点

电力电缆线路作为电网中输送和分配电能的主要方式之一，具有如下基本特点： 1. 由于电缆可以使缆芯间距离很小，可以缩小空间，减少占地。

2. 可沿已有建筑物墙壁或地下敷设，电缆作地下和水底敷设，不占地面和地面上的空间，有利

市容整齐美观。

3. 不受外界环境影响，可避免强风、雷击、雨雪、污秽、树木和鸟等造成架空线的短路和接地

等故障，大大提高供电可靠性。 4. 运行安全可靠，减少运行维护的工作量。

4

5. 电缆的电容较大，电缆线路本体呈容性，有利于提高电力系统的功率因数。一般情况下不需

要采取改善功率因数的措施。

按照敷设方式，电力电缆作为输、配电线路主要可分为三种类型：

1. 地下输、配电线路。这种线路的电缆敷设方式有：直埋、排管和填埋电缆沟。 2. 水下输电线路。水下输电线路是将电缆敷设于江河湖水底或海洋水底。

3. 空气中输、配电线路。空气中输配电电缆敷设方式有：敷设在厂房、沟道、隧道内、竖井中、

桥梁桥架上及架空电缆等。

三、电力电缆的优缺点

1. 电缆线路的优点

（1）占用地面和空间少、有利于美化城市

这体现了电缆线路最突出的优点。如一个110kV及以上普通变电站常有四五十条的10、35kV出线，如果全部采用架空线路出线的话，为了安全与检修方便就不能过多的进行同杆架设 (不能重叠过多)，这样多的架空线路走廊需占地是不可能的。现在城市里的地价步步升高，为了少占地，变电站设备一般都采用GIS设备，变电站外没有架空线路走廊，如果采用电缆线路，只需建筑一条2m×2m的隧道就能将全部出线容纳。

因此，在城镇市区人口比较密集的地方，大型工厂、发电厂、交通拥挤区，电网交叉区等都要求占地面积小、安全可靠，减少架空电网对交通运输、城市建设的影响；在环境污染区和对于跨度大、不易架设架空线的过江、过河线路，或者为了避免架空线路对船舶和通航的无线电干扰，一般多采用电力电缆。另外有的国防与军事工程，为了避免暴露目标均采用电缆线路来进行供电。

（2）供电可靠性高

架空线路易受强风、暴雨、雪、雷电、污秽、交通事故、放风筝、外力损坏和鸟害等自然或人为的外界影响，造成断线、短路、接地而停电或其他故障。而电缆线路除了露出地面暴露于大气中的户外终端部分外，不会受到周围气候和污染的影响，外力破坏亦可减少到较低的程度，因此电缆线路供电的可靠性好。

（3）对人身安全性高

当人们在架空线路附近放风筝、钓鱼或起重作业时，就有可能触及导体而触电，而电缆的绝缘层和保护层保护人们即使触及了电缆也不会触电。架空导线断线时常常会引发人、畜触电伤亡事故，而电缆线路埋于地下，无论发生何种故障，由于带电部分在接地屏蔽部分和大地内，只会造成跳闸，不会对人、畜有任何伤害，所以比较安全。

（4）有利于提高电力系统的功率因数

5

架空线路相当于单根导体，其电容量很小(可忽略不计)，呈感性电路的特征，远距离送电后，功率因数明显下降，需采取并联电容器组等措施来提高功率因数。电缆线路整体特征呈容性，有较大的无功输出，对改善系统的功率因数、提高线路输送容量、降低线路损耗大有好处。

（5）运行、维护工作简单方便

电缆线路在地下，维护量小，故—般情况(充油电缆线路除外)只需定期进行路面观察、路径巡视防止外力损坏及1--3年做一次预防性试验即可。而架空线路易受外界影响和污染，为保证安全、可靠地供电，必须经常做维护和试验工作。 2. 电缆线路的缺点

（1）成本高、一次性投资费用大

电缆由于其制造流程烦琐、工艺复杂，原材料质量要求高，所以电缆的制造成本非常大，其综合投资费用为相同输送容量架空线路的4～7倍。如果采用隧道或排管敷设综合投资在10倍以上。

（2）线路不易变更

电缆线路在地下一般是固定的，所以线路变更的工作量和费用是很大的。因电缆的绝缘层的特殊性，来回搬迁将影响电缆的使用寿命，故安装后不易再搬迁。

（3）线路不易分支

一条供电线路往往需接上很多用户，在架空线路上可通过分支线夹或绑扎连接易于进行分支接到用户。然而，要进行电缆线路的分支，必须建造特定的保护设施，采用专用的分支中间接头进行分支，或者在特定的地点采用电缆分接箱，制作电缆终端进行分支。

（4）故障测寻困难、修复时间长

架空线路发生故障时，通过直接观察一般都能找到故障点，并且在较短时间内即可修复。而电缆线路在地下，故障点是无法直接看到的，必须使用专用仪器进行测距、定位，并且具有一定专业技术水平的人员才能测地准确，结合竣工图纸才能精确定点，另外对于直埋电缆找到故障点后还要挖出故障点，制作电缆中间接头和进行试验，—般修复时间比较长。对于敷设于隧道、电缆沟中的电缆，虽然可以直接看到故障点，但重新敷设电缆、制作电缆头和试验的时间也是比较长的。

（5）电缆头的制作工艺要求高、费用高

电缆导电部分对地和相间的距离都很小，因此对绝缘强度的要求就很高。同时为了使电缆的绝缘部分能长期使用，故又需对绝缘部分加以密封保护，对电缆头也必须同样要求密封保护，为此电缆的接头制作工艺要求高，必须由经过严格技术培训的专业人员进行，以保证电缆线路的绝缘强度和密封保护的要求。

6

第二节 电力电缆种类和结构

一、电力电缆的种类

随着电力电缆应用范围的不断扩大和电网对电力电缆提出的新要求，制造电力电缆的新材料、新工艺不断出现，电缆的电压等级逐渐增高，功能不断增强和细分，电力电缆的品种越来越多。电力电缆可以有多种分类方法，如按电压等级分类、按导体标称截面积分类、按导体芯数分类、按绝缘材料分类、按功能特点和使用场所分类等。 1. 按电压等级分类

电力电缆都是按照一定的电压等级生产制造的，不同电压等级的电缆应用于不同电压等级的电网。同一电压等级的电缆可以采用相同的绝缘厚度，也可以根据导体截面积不同、绝缘材料不同及接地方式运行情况不同，采用不同的绝缘厚度。我国中、低压电缆产品的电压等级包括（U0/U）0.6/1、1.8/3、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10（8.7/15）、12/20、18/30、21/35、26/35kV共10种。 (1) 电压等级中（U0/U、Um）代表：

U0-----电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压； U—电缆设计用的导体间的额定工频电压。 Um—电缆所在系统的“最高系统电压”的最大值。

（2）对于一种给定应用的电缆的额定电压应适合电缆所在系统的运行条件。为了便于选择电缆，将系统划分为下列三类：

——A类，该类系统任一相导体与地或接地导体接触时，能在1分钟内与系统分离；

——B类，该类系统可在单相接地故障时做短时运行，接地故障时间应不超过1小时，在任何情 况下不允许超过8小时的更长带故障运行时间，任何一年接地故障的总持续时间应不超过125小时； ——C类，不属于上述A类和B类的所有系统。

在选择使用电缆时应给予特别关注。另外值得注意的是，在我国的电力系统中，纯粹的电缆线路是不装设重合闸的，也就是说电力电缆线路是不允许有单相接地故障发生后而继续长时间运行，这在一定程度上降低了供电的可靠性。 3. 按导体标称截面积分类

电力电缆的导体截面是按照国家标准GB/T12706—2008标准，GB/T3956—2008标准确定，并且与IEC60502—1998国际标准相一致。

我国电力电缆标称截面积系列为：1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600，共24种。 中低压电缆规格：

1）低压电缆产品(3kV及以下) ：

分为：单芯电缆，规格为：1.5mm2~1000mm2

多芯电缆（2~5芯）规格为：1.5mm2~400mm2 2)中压电缆产品（6~30kV）：

7

分为：单芯电缆，规格为：10mm2~1600mm2

三芯电缆，规格为：10mm2~500mm2（企业标准） 3）中压电缆产品（35kV）

分为：单芯电缆，规格为：50mm2~1600mm2

三芯电缆，规格为：50mm2~500mm2（企业标准） 4.按导体芯数分类

电力电缆导体芯数有单芯、二芯、三芯、四芯、五芯和多芯（多芯电缆根据用户的需求来设计），共6种。单芯电缆通常用于传输直流、单相交流电和三相交流电，一般中低压大截面的电力电缆和高压超高压电缆多采用单芯电缆。二芯电缆多用于传送直流电或单相交流电。三芯电缆主要用于三相交流电网中，在35kV及以下各种中小截面积的电缆线路中得到最广泛的应用。四芯和五芯电缆多用于低压配电线路。一般情况下，只有1kV电压等级的电缆才有二芯、四芯和五芯或多芯。 5.按绝缘材料分类 （1）纸绝缘电缆

纸绝缘电缆是以绕包电缆纸带并经过干燥处理，而后用油类绝缘剂进行真空浸渍作为绝缘的电缆。它有黏性浸渍纸绝缘电缆和不滴流浸渍纸绝缘电缆两个系列。纸绝缘电缆结构分： 1) 带绝缘电缆.10KV及以下纸绝缘电缆的典型结构为带绝缘电缆，又称统包型电缆。其结构

特点是，在各相导体分别绕包部分纸绝缘后，加适当填充绞合成缆；然后包纸绝缘（即带绝缘，以带绝缘补充各相导体对地的绝缘厚度）；最后在带绝缘外挤包金属护套。带绝缘电缆结构紧凑，节约原材料。价格低，缺点是绝缘内电场分布不均匀，电力线不是径向分布，具有沿着纸面的切向分量，所以这类电缆又叫非径向型电缆。

2) 分相铅套和分相屏蔽型电缆。这是20KV—35KV纸绝缘电缆的典型结构，在每相绝缘芯

制好后，分别挤压铅套或包绕屏蔽层，然后成缆。分相屏蔽电缆在成缆后挤压一个三相共 用的金属护套（铅套）。这种结构使各相之间电场互不相干，其电力线呈径向分布，消除 了切向分量，所以这类电缆又叫径向型电缆。

（2）挤包绝缘电缆

以各种橡胶或塑料，即高分子聚合物为绝缘材料，经挤包成型的电缆称为挤包绝缘电缆。它包括聚氯乙烯电缆（PVC）；聚乙烯电缆（PE）；交联聚乙烯电缆（XLPE）和乙丙橡胶电缆（EPR）等。交联聚乙烯电缆是挤包绝缘电缆中技术发展最快的电缆，它与纸绝缘电缆相比，其制造周期短、效率高，安装工艺简便。目前我国35KV及以下的中低压电缆，已由交联聚乙烯电缆替代了纸绝缘电缆。并且高压电缆和超高压电缆现在主要采用交联聚乙烯电缆。 （3）压力电缆

在电缆中充以能够流动、具有一定压力的电缆油或气体的电缆称为压力电缆。压力电缆的结构特点，是利用补充浸渍剂原理消除绝缘层中形成的气隙，或者用高压力的油、气体填充或压缩绝缘纸层间的气隙，从而提高绝缘工作场强。压力电缆有自容式充油电缆、钢管充油电缆和钢管充气电缆等品种。 6.按特殊用途分类

8

（1）输送大容量电能的电缆

1).管道充气电缆.管道充气电缆是以压缩的SF6气体为绝缘的电缆,也称SF6电缆.这种电缆以SF6气体为绝缘的封闭母线.这种电缆适用于电压等级在400KV及以上的超高压,输送1000MVA以上的大容量线路.由于管道充气电缆安装技术要求较高,成本较大,对SF6气体纯度要求很严,所以仅被用于电厂或变电所内短距离的电气联络线路。

2）.高温超导电缆.利用超低温下出现的失阻现象(超导状态)的某类金属及其合金作为导体的电缆称为超导电缆.能在液态温度(-196℃)温度下处于超导状态导体称为高温超导体,利用高温超导体为导体的电缆称为高温超导电缆.高温超导电缆具有结构紧凑,传输容量大的特点。

（2）.防火电缆.防火电缆是具有防火性能的电缆的总称,它包括阻燃电缆和耐火电缆两类.防火电缆用于有防火要求的场所,如变配电站的电缆夹层、电缆沟、电缆隧道、竖井等。 1).阻燃电力电缆

普通电缆的绝缘层和护套层材料以及辅料有一个共同的缺点，就是具有可燃性。当电缆线路发生故障时，电缆可能因局部过热而燃烧，并导致事故扩大。目前国内普遍使用阻燃型电缆，该型号电缆在火灾情况下可以起到阻燃的作用。按阻燃等级分为：A级、B级、C级。在结构方面，除了阻燃型与普通型电力电缆在结构上有一定的差异，更主要是用的原材料料有所不同。对于交联聚乙烯绝缘电力电缆，其填充物(或填充绳)、绕包层、内衬层及外护套等，均在原用材料中加入阻燃剂，以阻止延燃。有的电缆为了降低电缆火灾的毒性，电缆的外护套不用阻燃型聚氯乙烯，而用阻燃型聚烯烃材料，这样可以避免电缆燃烧时氯气释放对人的的伤害。

目前在使用场合要求更加严格的地方，在电缆选型时一般会选用低烟、低卤或低烟、无卤型电缆，该电缆内衬层、护套层均采用阻燃型聚烯烃材料。 2）.耐火电力电缆

耐火电缆是当受到外部火焰以一定的高温和时间作用期间,在施加额定电压状态下具有维持通电运行功能的电缆。耐火电力电缆是在导体外增加耐火层，多芯电缆相间用耐火材料填充。其特点是可在发生火灾以后的火焰燃烧条件下，保持一定时间的供电，为消防救火和人员撤离提供电能和控制信号，从而大大减少火灾损失。耐火电力电缆主要用于1kV电缆线路中，适用于对防火有特殊要求的场合。 (3).光电复合电力电缆

将光纤组合在电力电缆的结构层中,使其具有电力传输和光纤通讯两种功能的电缆称为光纤复合电力电缆.由于光电复合电力电缆集两方面功能于一体,因而降低了工程建设投资和运行维护费用,具有明显的经济意义。

二、电力电缆的基本结构

不论是何种电力电缆，其最基本的组成有三部分，即导体、绝缘层和护层。对于中压及以上电压等级的电力电缆，导体在输送电能时，具有高电位。为了改善电场的分布情况，减小导体表面和

9

绝缘层外表面处的电场畸变，避免尖端放电，电缆还要有内外屏蔽层。总的来说，电力电缆的基本结构必须有导体 (也可称线芯)、绝缘层、屏蔽层和护层四部分组成，这四部分在组成和结构上的差异，就形成了不同类型、不同用途的电力电缆，多芯电缆绝缘线芯之间，还需要添加填芯和填料，以利于将电缆绞制成圆形，便于生产制造和施工敷设。以下是这四个组成部分的作用和要求。 1) 线芯 （1）作用

线芯的作用是导电，用来输送电能，是电缆的主要部分之一。 （2）材料要求

电缆线芯的材料应是导电性能好、机械性能高、资源十分丰富的材料，适宜于生产制造和大量应用。 1) 导电性能好

在常温时，金属都具有一定的电阻，当电能在线芯中传输，电流通过线芯导体的过程中，会产生一定的功率损耗，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上。由于绝缘材料的绝缘性能受温度的影响很大，在过高温度下绝缘材料发生加速老化，所以要求线芯材料的导电性能好，以此来减少导体功率损耗和发热，进而增大电缆的输送容量。 2) 机械性能高

为了易于加工与使用，导体材料既要有一定的抗拉强度，又要有一定韧性。 3) 资源丰富

如前所述，用电力电缆作为供电线路时，所需的数量是很大的，因此用作线芯的材料必须有十分丰富的资源，否则就无法广泛应用。铜与铝这两种金属的导电率都比较高，而且在地球上的资源丰富，易开采和加工，机械性能高(既有一定的机械强度，又有一定的韧性)。因此目前电力电缆的线芯都采用铜和铝。 （3）规格与结构 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

指电缆具有多少根线芯，一般有单芯、二芯、三芯、四芯、五芯电缆五种形式。 3) 形状

有圆形、椭圆形、中空圆形和扇形线芯四种。在10kV以上电压等级的电缆中一般采用圆形线芯，这是因为圆形线芯有利于电缆绝缘内部的电场均匀分布。在10kV及以下电压等级的油纸电缆中基本采用扇形线芯，这是因为扇形线芯在统包绝缘结构电缆中，结构更加紧凑，能够有效减小电

10

缆的外径，进而减少电缆的重量、造价和便于安装。但是，扇形线芯只能用于中低压电缆，因为扇形线芯在局部处的曲率半径发生了很大的变化，曲率半径较小处将发生电场集中，也就是电场强度会明显大于其他地方的电场强度，在中低压电缆中，导体的电位不是太高，由此引起的电场集中还不足以导致绝缘的击穿或者需增加绝缘厚度，不是主要矛盾，主要矛盾是解决整体结构紧凑，减小电缆的外径；随着电压等级的提高，导体电位升高，由此引起的电场集中足以导致绝缘的击穿或者需增加绝缘厚度，并成为主要矛盾，必须采用圆形线芯消除电场集中。每种形状中还有紧压形与非压紧形之分。紧压的目的是减小线芯部分因采用多股绞合线形式而引起的外径变大，从而减少绝缘层和外护层的材料的使用量，能使造价减少15％～20％，又使电缆整体重量减少，有利于电缆敷设施工。而且紧压形线芯还有利于电缆线芯的阻水和降低集肤效应的影响。 4) 结构

若用单根实心的金属材料制成电缆的线芯，线芯的柔软性就会很差而不能随意弯曲，截面越大弯曲越困难，这样必然给生产制造和电缆敷设施工带来无法克服的困难。经研究和实践证明，采用多股导线单丝绞合线作为线芯是最好的结构，这样的结构既能使电缆的柔软性大大增加，又可使弯曲时的曲度不集中在一处，而分布在每根单丝上，每根单丝的直径越小，弯曲时产生的弯曲应力也就越小，因而在允许弯曲半径内弯曲不会发生塑性变形，从而电缆的绝缘层也不致损坏。同时弯曲时每根单丝间能够滑移，各层方向相反绞合（相邻层一层右向绞合，一层左向绞合），使得整个导体内外受到的拉力和压力分解，这就是采用多股导线绞合形式线芯的原因。

2) 绝缘层 （1）作用

它能将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，从而保证在输送电能时不发生相对地或相间击穿短路，因此绝缘层也是电缆结构中不可缺少的重要组成部分。 （2）材料要求

1) 绝缘电阻和耐压强度高；

由于电缆导电部分的相间距离及其对地距离都较小，所以绝缘层承受着很高的电场强度，一般在1～5kV/mm之间，电压等级越高的电缆，对绝缘材料的耐压强度的要求越高。 2) 介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小；

运行于交流电场中的绝缘介质，由于极性分子的存在，绝缘层中将会有泄漏电流通过，使绝缘层(介质)发热，这部分损耗称为介质损耗。电缆电压等级越高，介质损耗越大，这部分损耗高，发热就大，绝缘就会加速老化，因此要求绝缘材料的介质损耗角正切低。 3) 耐电晕性能好

11

绝缘层中的气泡或内外表面的凸起在很高电场下易被电离而产生放电现象，放电时产生的臭氧对绝缘层具有破坏作用，各种材料的耐电晕性能是不同的，因此要求选用耐电晕性能好的材料。 4) 化学性能稳定

化学性能不稳定的材料，在外来因素的作用下，其性能易改变，它的绝缘水平就会随之发生变化，通常这种变化使绝缘性能变差，这对电缆的使用寿命有直接的影响，因此要选用化学性能稳定的材料。 5) 耐低温

一般情况下，非金属材料的强度高，其脆化点高，电缆线路的施工(特别在北方地区)经常需在气温很低的情况下进行安装，一旦变脆很易损坏，就无法安装，所以要求有耐低温的性能。

在日平均气温０℃以下及敷设时温度低于0℃时，敷设高压电缆需预先加热后再施工。 6) 耐热性能好

电缆的最高允许运行温度取决于绝缘材料的耐热性能，即在绝缘材料的物理性能和化学性能不发生变化时的最高允许温度越高越好，这样电缆线路允许通过的载流量越大，因此绝缘材料的耐热性能越高越好。 7) 机械加工性能好

绝缘材料必须具有一定的柔性和机械强度，这样才有利于生产制造和施工安装。 8) 使用寿命长

绝缘材料经过一定长的时期，均会发生老化现象，性能下降甚至无法运行。由于电缆线路的成本、施工费用高，敷设难度大，因此对电缆使用寿命的要求更高，要求经久耐用。目前电缆的设计使用寿命一般不少于30年。

3）常用电缆绝缘材料的种类和特点简介 1) 油浸纸绝缘的特点 ①绝缘电阻和耐压强度高；

②介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小； ③化学性能稳定； ④价格便宜； ⑤耐电晕性能好；

⑥耐热性能较差，长期允许运行温度只能到65℃； ⑦使用寿命长。 2) 橡胶绝缘的特点

12

橡胶有天然与合成之分，早期电缆绝缘使用的是天然橡胶，现在电缆中使用的是合成橡胶，合成橡胶的种类众多，性能各异，用于电缆绝缘的主要有EPDM（三元乙丙橡胶），EPR（乙丙橡胶），它们的基本特点如下：

①具有高的电气性能和化学稳定性； ②在很大的温度范围内具有高弹性； ③气体、水(潮气)对其的渗透性低； ④在90℃以下时热稳定性能良好。 3) 聚氯乙烯绝缘的特点 ①电气性能较高； ②化学性能稳定； ③机械加工性能好； ④不延燃，阻燃性能好 ⑤价格便宜； ⑥介质损耗大； ⑦耐热性和耐寒性差； ⑧运行温度不能高于70℃。 4) 聚乙烯绝缘的特点 ①耐压强度高 ②介质损耗低；

③耐热老化性能、低温耐寒性能及化学性能稳定； ④耐水性好,吸湿率低,浸在水中绝缘电阻不会发生太大变化. ⑤比重小、机械加工性能好；

⑥耐电晕性能差；60℃以上时，其耐压强度急剧降低； ⑦易燃、易熔和易产生环境应力而开裂。 5) 交联聚乙烯绝缘的特点 ①绝缘电阻和耐压强度高；

②介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小 ③耐热老化性能、低温耐寒性能及化学性能稳定 ④耐电晕；

⑤耐环境应力开裂性能较聚乙烯好；

13

⑥耐热性能好，长期允许运行温度可达90℃，且能承受短路时的250℃的瞬时高温。交联聚乙烯是由聚乙烯材料在高能射线或化学剂的作用下，使分子结构由原来的线状结构改变成三维空间网状结构，而大大提高了聚乙烯的耐热性和机械性能。 3.屏蔽层 （1）作用 1）.导体屏蔽

额定电压U0为1.8KV以上的电缆应有导体屏蔽，导体屏蔽应为挤包的半导电层。

①可均化绝缘上的电场分布，减少因表面效应所增加的导体表面最大场强，正常情况下使导体周围电场分布均匀。

②防止气隙、提高耐局部放电、树枝放电的特性；

③抑制树枝引发的作用。当导体表面金属刺入绝缘时，会引起电场集中，而引长电树枝。半导电屏蔽将有效的减弱毛刺附近的场强，从而使耐树枝放电特性得到极大的改进； 2).绝缘屏蔽

额定电压U0为1.8KV以上的电缆应有绝缘屏蔽，绝缘屏蔽应为挤包的半导电层。绝缘屏蔽同样起到均化电场的作用，另外在较高压下，由于运行中电缆弯曲部分受到张力作用伸长，若此时存在局部放电，则会由于表面弯曲产生微观裂纹导致电树枝引发或表面受局部放电腐蚀引起新的开裂引发新的树枝，绝缘屏蔽能够能够有效的的防止这类电树枝的引发。绝缘屏蔽同样可以防止金属屏蔽与绝缘层间的气隙的有害作用。 3).金属屏蔽

额定电压U0为1KV以上的电缆应有金属屏蔽，金属屏蔽有铜带屏蔽和铜丝屏蔽两种形式， 额定电压U0为21KV以上，同时导体截面积为500mm2及以上电缆的金属屏蔽层应采用铜丝屏蔽结构。 ①加强和限制电场在绝缘内的作用，使电场方向沿沿绝缘半径方向； ②用于三相四线制系统时可作为中性线，承担不平衡电流； ③铜带屏蔽电缆有较优越的防雷性；

④防止电缆轴向表面放电，电缆在没有良好的接地环境中，由于半导电层有一定的电阻系数，在电缆轴向可以引起电位的分布不均匀而造成沿表面放电； ⑤在正常情况下流过电容电流，短路时作为短路电流的回路； （2）材料要求

油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别为半导电塑料和半导电橡皮。对于无金属护套的塑料、橡

14

胶电缆，在绝缘屏蔽外还包有屏蔽铜带或铜丝。 （3）结构、种类

所谓金属化纸，就是在厚度为0.12mm的电缆纸的一面，贴有厚度为0.014mm的铝箔。所谓半导电纸，即在一般电缆纸浆中，掺入胶体碳粒所制成的纸，它的电阻率为107～109Ω·m。而半导电塑料、半导电橡皮，则要求电阻率在108Ω·m以下，实际数据远小于这一数字。 3.护层 （1）作用

护层的作用是密封保护电缆线芯免受外界机械损伤，潮气、水分的侵入，影响电缆线芯的绝缘电性能和机械老化性能指标；有些电缆的外护套还具有阻燃的作用，因此它的制造质量和敷设质量对电缆的使用寿命有很大的影响。 （2）材料要求

护层材料的密封性和防腐性必须良好，并且有足够机械强度，适当考虑空气中敷设电缆外护套材料的阻燃性能。 （3）结构、种类

一般电缆的护层是由内护套、内衬层、铠装层和外被层(或称为外护套)等几个部分有选择的组合而成。为适应不同环境场合的需要，护层在制造时，可以采用这几个部分不同组合的结构，因此在实际使用中，应注意按不同的用途选择不同结构的护层。

1) 内护套：其作用是密封和防腐，所以应采用密封性能好、不透气、耐热、耐寒、耐腐蚀、具有一定机械强度且柔软又可多次弯曲、容易制造和资源丰富的材料。

①铅护套(铅包)：在上世纪60年代前期的产品几乎全部都是这种内护套，其特点是易焊接、耐腐蚀、易加工，弯曲性能较好，缺点：电阻率较高，重量大，易造成土壤和水资源污染，长时间使用后容易结晶导致龟裂。

②聚氯乙烯护套：非金属护套，主要用于聚氯乙烯和交联聚乙烯绝缘电缆。它的特点是电性能优越，缺点是机械性能较差，耐热和耐寒性能较差，燃烧过程中会产生浓烟危害人员健康。

③聚乙烯护套：主要用于聚氯乙烯和交联聚乙烯绝缘电缆。它的特点是电性能比聚氯乙烯更优越，耐热和耐寒性能更强，抗透水性比聚氯乙烯好，缺点是阻燃性能差。

2) 外护层：在不同的环境中安装的电缆，对外护层的要求是不一样的，有些场所，如发电厂、变电站内、隧道及电缆沟内等安装的电缆就对机械加强保护的要求低些。有些场所，如水中和竖井高落差敷设的电缆，需要一定的抗拉强度。有些场所，如直埋敷设的电缆需要有径向加强的机械性能。外护层又可分成以下三个部分。

15

①内衬层：它在内护套和铠装层之间，其作用是为了防止内护套受腐蚀和防止电缆在弯曲时被铠装损坏。它主要是由麻布或塑料带等软性织物直接包绕或涂敷沥青后包绕在内护套上的材料，要求它具有柔软和无腐蚀性，防火要求高的电缆还需阻燃。

②铠装层：它在内衬层和外被层之间，其作用为防止机械外力损坏内护套。它的材料主要为钢带或钢丝，要求它应具有较高的机械强度。

③外被层或外护套：它在铠装层外，是电缆的最外层，其作用是为防止铠装层受外界环境的腐蚀。它的材料有聚氯乙烯或聚乙烯等。在侧重防火要求的地方采用聚氯乙烯外护套，在侧重防水要求的地方如长江以南多采用聚乙烯外护套，对于白蚁和鼠害严重的地方应添加防白蚁和老鼠护套料。

三、几种常用的固体挤包绝缘电力电缆结构

1. 交联聚乙烯绝缘电力电缆

交联聚乙烯绝缘电力电缆(简称交联电缆)的主绝缘层是由交联聚乙烯绝缘材料挤出制成的。这种电缆电场分布均匀，没有切向应力，重量轻，载流量大，已用于500kV及以下的电缆线路中。交联聚乙烯绝缘电力电缆有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯等5种。当额定电压U0为6kV以上时，电缆线芯导体表面和绝缘表面均有半导电屏蔽层，同时在绝缘屏蔽层外面还有金属带组成的屏蔽层，以承受故障时的短路电流，避免因短路电流引起电缆温升过高而损坏绝缘。

图1-1所示是6～35kV三芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆的结构图。在圆形导体外有三层共挤的内屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和外屏蔽层，外面还有保护带、填料、铜带或铜线屏蔽、内护套、铠装层、外护套等。图1-2所示是6～35kV交联聚乙烯钢丝铠装电力电缆结构图。

图1-1

16

图1-3、所示是1kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆结构。 4等芯圆形导体内护套铠装电缆结构示意图：

图1-2 6～35kV交联聚乙烯钢丝铠装电力电缆结构图 1－外护套；2－钢丝；3－内护套；4－交联聚乙烯绝缘；5－软铜带； 6－导体；7－螺旋铜带；8－绝缘屏蔽层；9－填料

2. 橡胶绝缘电力电缆

图1-3

1导体； 2绝缘；3 PP填充绳； 4绕包层； 5内护套层； 6铠装层；7护套层

6～35kV的橡胶绝缘电力电缆，导体表面有半导电屏蔽层，绝缘层表面有半导电材料和金属材料组合而成的屏蔽层。多芯电缆绝缘线芯绞合时，采用具有防腐性能的纤维填充，并包以橡胶布带或涂胶玻璃纤维带。橡胶绝缘电缆的护套一般为聚氯乙烯或氯丁橡胶护套。

橡胶绝缘电缆的绝缘层柔软性最好，其导体的绞合根数比其他型式的电缆稍多，因此电缆的敷设安装方便，适用于落差较大和弯曲半径较小的场合。它可用于固定敷设的电力线路，也可用于定期移动的电力线路。图1-4 是6～35kV单芯乙丙橡胶绝缘电力电缆结构图

17

图1-4 1.软铜导体 2.导体屏蔽 3.乙丙橡胶绝缘 4.绝缘屏蔽

5.金属屏蔽层 6.橡胶护套

第三节 电力电缆的型号和应用场合

一、电力电缆的型号及命名

1. 电缆型号的编制

在日常工作中，我们可以简单的称某一电缆为10kV单芯截面630mm2交联聚乙烯电缆，这样虽然可以表述出这种电缆的主要特征，但并不完整。因为实际应用的电缆种类和结构很多，用途也各不相同，为了便于生产制造、定货与安装运行，就必须对电缆进行科学的命名，通常采用电缆型号表示某种电缆的结构与特点，这样既简单明确，便于书写，又能避免不必要的错误。每一个电缆型号表示一种结构的电缆，同时也可表明这种电缆的使用场合和某些特性。我国电缆型号的编制原则如下。

(1)一般用相关汉字的汉语拼音字母的第一个大写字母表示电缆的类别特征、绝缘种类、导体材料、内护套材料、其他特征。

(2)对护层的铠装类型和外被层类型则在汉语拼音字母之后用两个阿拉伯数字表示。无数字表示无铠装层、无外被层。第一位数字表示铠装层，第二位数字表示外被层。

(3)字母的确定方法、排列顺序及含意。①一般用能说明该型号各组成部分特点的一个汉字的第一个拼音字母来表示，如油纸绝缘用纸(Zhi)的第一个字母Z表示，铅(QIAN)包用Q表示，阻燃（zuran）用ZR表示等；②为了尽量减少型号字母的个数，最常常用材料的代号可以省略，如表示导体材料时，在型号中只用L表明铝芯，铜芯T字省略，电力电缆符号省略。电力电缆产品型号中字母含义如表1-1所示。

18

表1-1 电力电缆产品型号中字母含义

类别、特征 电力电缆（省略） 绝缘 Z-纸 X、E-橡胶 V-聚氯乙烯 Y-聚乙烯 YJ-交联聚乙烯 导体 T（省略）-铜 L-铝 内护套 Q-铅 LW-波纹铝 V-聚氯乙烯 Y-聚乙烯 H-橡胶 F-氯丁橡胶 其他特征 D-不滴流；F-分相 P-贫油；CY-充油 Z-直流； N（A、B）耐火性能等级 ； WD无卤低烟； DD-低卤低烟；ZR-阻燃ZA、ZB、ZC阻燃性能等级 (4）外护层代号数字的含义如表1-2所示。

表1-2 外护层代号数字的含义

代号 0 1 2 3 4 6 7 铠装层 无 连锁钢带 双钢带 细圆钢丝 粗圆钢丝 双非磁性金属带铠装 非磁性金属丝铠装 外护套 — 纤维外被 聚氯乙烯外护套 聚乙烯外护套 — — —

2. 电缆型号的识别举例

ZQ22—铜芯，纸绝缘，铅包，钢带铠装，聚氯乙烯外护套电力电缆。

ZLQD22—铝芯，不滴流纸绝缘，铅包，钢带铠装，聚氯乙烯外护套电力电缆。 VV ——铜芯，聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 VY ——铜芯，聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆

VV23 ——铜芯，聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆 VLV32——铝芯，聚氯乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 YJV ——铜芯，交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 YJY——铜芯，交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆

YJLV22 ——铝芯，交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 YJV23 —— 铜芯，交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆 YJV32 ——铜芯， 交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 YJLV33 ——铝芯，交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆

ZRC-YJY22 ——铜芯，交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套C级阻燃电力电缆 ZRC-YJLV22 ——铝芯，交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套C级阻燃电力电缆 3. 电缆型号规范表示法

为了便于生产制造、订货和产品质量检验等工作，除标明代表型号的主要部分外，还应注明工作电压、芯数、截面和长度以及生产采用的标准，使得电缆型号或者说是命名更加完整、准确，具有可操作性。

例如YJY22-8.7/10-3×240-600-GB/T l2706.2，表示铜芯，交联聚乙烯绝缘，聚乙烯内护套，钢带

19

铠装，聚氯乙烯外护套电力电缆，额定电压为8.7/10kV，三芯，标称截面240mm2，长600m，按国家标准GB/T l2706.2标准生产。

二、常用型号电力电缆的应用场合

电缆采用各种不同的敷设方式安装运行，例如直埋在地下土壤中、敷设在电缆沟槽、排管中、安装在高落差的竖井、矿井里和水底等等，其所处环境和运行条件存在很大差异。电缆厂设计生产各种不同型号的电缆以适应各种敷设与运行条件，如钢带铠装电缆适应直埋于地下，塑料护套电缆适应在腐蚀严重的地区，钢丝铠装电缆能承受较大的拉力适合高落差和水底等等。选择电缆型号既要能适应周围环境、运行条件和安装方式的要求，保证运行安全可靠，又要节约成本，经济合理。在此仅说明常用型号电缆的应用场合，如表1-3所示。

表1-3 常用型号电缆的应用场合 应 用 场 合 型 号 XQ XLQ XQ20 XLQ20 XV XLV XV20 XLV20 XHF XLHF XHF20 XLHF20 VV VLV VY VLY VV22 VLV22 VV23 VLV23 VV32 VLV32 VV33 VLV33

名 称 铜(铝)芯橡皮绝缘裸铅包电适用于敷设在室内、隧道内及管道中，电缆不能受到振动和一般外力缆 作用，且对铅包应有中性的环境 铜(铝)芯橡皮绝缘铅包裸钢适用于敷设在室内、隧道内及管道中，电缆不能承受大的拉力 带铠装电缆 铜(铝)芯橡皮绝缘聚氯乙烯适用于敷设在室内、隧道内及管道中，电缆不能承受机械外力作用；护套电缆 有防腐能力 铜(铝)芯橡皮绝缘聚氯乙烯适用于敷设在室内、隧道及管道中，电缆能承受一般机械外力作用，护套裸钢带铠装电缆 但不能承受大的拉力 铜(铝)芯橡皮绝缘非燃性橡适用于敷设在要求防燃的室内、隧道及管道中，电缆不能承受机械外套电缆 力作用，有防腐能力 铜(铝)芯橡皮绝缘非燃性橡适用于敷设在要求防燃的室内、隧道及管道中，电缆能承受机械外力套裸钢带铠装电缆 作用，但不能承受大的拉力 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘聚氯适用于敷设在室内、隧道内及管道中，电缆不能承受机械外力作用，乙烯护套电力电缆 有防腐能力 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘聚乙适用于敷设在室内、隧道内及管道中，电缆不能承受机械外力作用，烯护套电力电缆 有防腐能力 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘钢带适用于敷设在室内、隧道内、管道中及地下，电缆不能承受大的拉力，铠装聚氯乙烯内外护套电力有防腐能力 电缆 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘钢带适用于敷设在室内、隧道内、管道中及地下，电缆不能承受大的拉力，铠装聚氯乙烯内护套聚乙烯有防腐能力 外护套电力电缆 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘细钢适用于敷设在竖井、矿井、水底及地下，电缆能承受一定的拉力，有丝铠装聚氯乙烯内外护套电防腐能力 力电缆 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘细钢适用于敷设在竖井、矿井、水底及地下，电缆能承受一定的拉力，有丝铠装聚氯乙烯内护套聚乙防腐能力 20

型 号 名 称 烯外护套电力电缆 应 用 场 合 VV42 VLV42 VV43 VLV43 YJV YJLV YJY YJLY YJV22 YJLV22 YJV23 YJLV23 YJV32 YJLV32 YJV33 YJLV33 YJV42 YJLV42 YJV43 YJLV43 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘粗钢适用于敷设在竖井、矿井及水底，电缆能承受大的拉力，有防腐能力 丝铠装聚氯乙烯内外护套电力电缆 铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘粗钢适用于敷设在竖井、矿井及水底，电缆能承受大的拉力，有防腐能力 丝铠装聚氯乙烯内护套聚乙烯外护套电力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘聚适用于敷设在室内、外，隧道内，管道中及松散土壤中，电缆不能承氯乙烯护套电力电缆 受机械外力作用 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘聚适用于敷设在室内、外，隧道内，管道中及松散土壤中，电缆不能承乙烯护套电力电缆 受机械外力作用 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘钢适用于敷设在室内、隧道内、管道中及地下，电缆不能承受大的拉力，带铠装聚氯乙烯内外护套电有防腐能力 力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘钢适用于敷设在室内、隧道内、管道中及地下，电缆不能承受大的拉力，带铠装聚氯乙烯内护套聚乙有防腐能力 烯外护套电力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘细适用于敷设在竖井、矿井、水底及地下，电缆能承受一定的拉力，有钢丝铠装聚氯乙烯内外护套防腐能力 电力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘细适用于敷设在竖井、矿井、水底及地下，电缆能承受一定的拉力，有钢丝铠装聚氯乙烯内护套聚防腐能力 乙烯外护套电力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘粗适用于敷设在竖井、矿井及水底，电缆能承受大的拉力，有防腐能力 钢丝铠装聚氯乙烯内外护套电力电缆 铜(铝)芯交联聚乙烯绝缘粗适用于敷设在竖井、矿井及水底，电缆能承受大的拉力，有防腐能力 钢丝铠装聚氯乙烯内护套聚乙烯外护套电力电缆 注：对于在有防火要求场所使用的聚氯乙烯和交联聚乙烯阻燃电缆，在型号前加ZR-。

21

第四节 电力电缆的材料

一、电力电缆的导体材料

电缆线芯的作用是输送电流。为减小电缆线芯上的电压降和功率损耗，电缆线芯一般用具有高电导系数的铜或铝制成。

铜作为电缆线芯具备许多优异的物理性能，如导电系数大，机械强度高，工艺性好，容易加工，易于压延、拉丝和焊接，同时还耐腐蚀，是作为电缆线芯被最广泛采用的金属材料。铝是导电性能仅次于金、银、铜的导电材料，它的矿产资源比铜的矿产资源更为丰富，价格较低，因此也被广泛采用。铜与铝的物理性能如表1-4所示。

从表1-4可看出，铝的机械性能与导电性能均比铜的略差，但对于敷设安装后固定的电缆线路来说，导体在运行过程中一般并不承受很大的拉力，只要导体具有一定的柔软性和机械强度，易于生产制造和施工安装，就能满足作为电缆导体的基本要求。所以铜和铝这两种导体均能用来制作电缆线芯。

从导电性能看，铜在20℃时电阻系数为0.01724Ω?mm2/m,铝的电阻系数比铜大，为0.0283Ω?mm2/m，需是铜的1.64倍。要使同样长度的铜线与铝线具有相同的电阻，铝线芯的截面积是铜线芯的1.64倍，直径是铜线的1.28倍。但由于铝的密度比铜小很多，即使截面积增大到1.64倍，铝线芯的重量也只有铜线芯的1/2。从表中还可以看出，铝的电阻温度系数比铜的大，换言之就是随着温度的升高，铝的通流能力比铜的下降的快。

在城市中，电力通道越来越拥挤和珍贵，为了节省空间，输电网中基本上只采用铜芯电力电缆。表1-4 铜、铝物理性能 物 理 性 能 密 度，g/cm3 抗拉强度，MPa 熔点，℃ 经过上述分析可知，由于铝的电阻率比铜大，在导电能力同等时铝线的直径较大，无形中增加了电缆绝缘材料与保护层材料的用量。另一方面，铝线质量比铜线轻一半，加上铝线的截面大，散热面积增加，实际上要达到同样的负载能力，铝线截面只需达到铜线的1.5倍就可以了，由于这些原因，铝芯电缆还有着足够的经济价值。

从安装运行来看，铜的性能比铝优越。铜线芯的连接容易操作，不论采用压接还是焊接，均容易满足运行要求。而铝线芯连接就比较困难，运行中的接头还容易因接触电阻增大而发热。

铜对于充油电缆的矿物油、油纸电缆的松香复合浸渍剂、橡皮电缆的硫化橡胶等有加速老化的作用。在此情况下，可使用表面镀锡的铜线芯，使铜不直接与这些物质接触，以降低老化速度。采

22

铜 8.9 2.548～2.744 1033 铝 2.7 ≥0.784 658 物 理 性 能 熔解热，cal/g 电阻系数(20℃时)，Ω?mm2/m 电阻温度系数，1/℃ 铜 50.6 0.01724 铝 93 0.0283 0.003931 0.00403 用镀锡铜线提高了电缆的质量，也使线芯的焊接更加容易。

二、电力电缆的绝缘材料

作为电缆绝缘层的材料除满足前述基本性能的要求以外，价格还应当便宜。绝缘材料的价格对电缆的造价影响很大，价格昂贵，就不能大范围使用。 1. 电缆纸

电缆纸的基本成分是木质纤维素，纤维素是一种天然的高分子化合物，它常用软木中的松杉料如黄柏、白松、红毛杉等木材制成。

它具有很高的稳定性，不溶于水、酒精等有机溶剂，同时也不与弱碱及氧化剂等起作用，因此，纯纤维素做成的纸经久耐用。纤维素纸具有毛细管结构，它的浸渍性远大于聚合薄膜，这是聚合物薄膜未能取代纤维素纸的主要原因。

纸具有很大的吸湿性，纸内含水量的大小对纸的电气性能影响很大。电缆纸中含水会大大降低其绝缘电阻和击穿场强，并使介质损耗增大。因此，浸渍纸绝缘电缆在浸渍前必须严格进行干燥，除去纸中的水分。由于水分会渗透到纸的微细孔中，所以干燥过程都在高度真空下进行。 2. 浸渍剂

浸渍纸绝缘的浸渍剂按其粘度可分两大类，即粘性浸渍剂和高压电缆油。常说的浸渍剂是指35kV及以下浸渍纸绝缘电缆用的，它实际上是光亮油和松香等的混合物，由于现代化学工业的发展，合成微晶蜡逐步代替了松香。

粘性浸渍剂也有两种。一种叫粘性浸渍剂，用于油浸纸绝缘电缆，在工作温度下浸渍剂是流动的，所以必须限制电缆的敷设落差。另一种是不滴流浸渍剂，用于不滴流电缆，在工作温度下浸渍剂是不流动的，所以电缆不受敷设落差的限制。不滴流浸渍剂在工艺温度时具有良好的流动性，以保证电缆绝缘纸得到充分的浸渍，但在电缆运行温度范围内，它不能流动而成为塑性固体。不滴流浸渍剂的电气性能与粘性浸渍剂大体相同，但它在80℃以下是不流动的塑性体。

高压电缆油要求粘度低，具有良好的流动性。主要用作充油电缆的浸渍剂的是矿物油和合成电缆油。

3. 聚氯乙烯（PVC）

在我国，氯乙烯目前主要由乙炔与氯化氢加成而得。氯乙烯合成聚氯乙烯是属于游离基反应，常用偶氮二异丁腈过氧化二碳酸二异丙酯等作引发剂，经历链的开始，链的增长和链的终止等三个阶段，最后形成了聚氯乙烯大分子。

制造聚氯乙烯可采用悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合以及溶液聚合等四种聚合方法。 聚氯乙烯（简称PVC）塑料是以聚氯乙烯树脂为基础加入稳定剂、增塑剂、着色剂等物质按一定比例配合而成。由于其具有机械性能优越，耐化学腐蚀，不延燃，耐气候性好，有足够的电绝缘性能，容易加工，成本低，因此广泛用做电线电缆的绝缘和护套材料。

23

聚氯乙烯树脂为无定形聚合物，分子链中存在着两种运动单元，即分子链整体运动和链段运动，由于运动单元的双重性，使聚氯乙烯树脂在不同温度下有三种物理状态。它的玻璃化温度Tg为80℃左右，粘流温度Tf为160℃左右。这样它在室温下处于玻璃状态，这很难满足电线电缆使用的要求。为了满足要求，必须将聚氯乙烯进行改性，使其在室温下能具有较高的弹性，同时又见有较高的耐热性和耐寒性。加入增塑剂能够调节玻璃化温度，也可采用内增塑方法，以增加塑性，改进柔软性。

聚氯乙烯的化学稳定性很高，除若干有机溶剂（如环已酮）外，常温下可耐任何浓度的盐酸，90%以下的硫酸，50～60%的硝酸，以及20%以下的烧碱（NaOH），此外对于盐类相当稳定；汽油、润滑油对它均不起做用，所以它的耐水、耐油、耐化学腐蚀性能较好，但其化学稳定性随温度升高而降低。

聚氯乙烯树脂是一种极性较大的电介质，电绝缘性能较好，但比非极性材料(聚乙烯、聚丙烯)稍差。树脂的体积电阻率大于1015Ω?㎝；树脂在25℃和50Hz频率下的介电常数为3.4～3.6，当温度和频率变化时，介电常数也随之明显的变化；聚氯乙烯的介质损耗角正切tgδ为0.002～0.004。树脂的击穿场强不受极性影响，在室温和工频条件下的击穿场强比较高。但是聚氯乙烯的介质损耗较大，因而不适应于高压和高频的场合，通常应用于10kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘材料，大量应用于1kV及以下电缆产品。

聚氯乙烯在火焰上燃烧时，分解放出HCL气体，离开火焰即自行熄灭，因此其非燃性能好，着火时不延燃，适宜用作电缆护套，尤其是要求耐燃性好的船用、矿用电缆等。 4. 聚乙烯（PE）

聚乙烯是由单体乙烯聚合而成的高聚物。乙烯是最简单的烯烃，常温常压下为无色可燃性气体，稍具烃类臭味，沸点-103.8℃。由酒精脱水制备和由石油的热裂化制得是单体乙烯的两个来源。

一般情况下，聚乙烯可耐酸（盐酸、氢氟酸以及硫酸）、碱及盐类水溶液的腐蚀作用，即使在较高浓度下，对聚乙烯也无显著的破坏作用。但聚乙烯不能抵抗具有氧化作用的酸类侵蚀，如硝酸，即使在较低浓度下也可导致聚乙烯氧化，而使其电绝缘性能变坏、机械强度降低，当温度升高时，这种氧化作用更显著。聚乙烯在室温下或低于60℃时，不溶于一般有机溶剂中，在较高温度下可溶于某些有机溶剂（如脂肪烃、芳香烃）中。聚乙烯具有较小的吸水性。在水中浸放一个月吸水性仅为0.15%。

聚乙烯具有优良的电绝缘性能，介电常数和介质损耗角正切很小，并且在很宽的范围内几乎不变，是很理想的高频绝缘材料。介电常数ε：2.3，介质损耗角正切tgδ：0.0001。

聚乙烯分低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）三种。 5. 交联聚乙烯（XLPE）

聚乙烯虽然具有一系列优点，但耐热性和机械性能低，蠕变性大，易产生环境应力开裂，妨碍

24

聚乙烯在电缆绝缘中的应用。目前为了克服这些缺点，除在绝缘料中加入各种添加剂外，主要途径是采用交联法，即利用化学或物理方法将聚乙烯的分子结构从直链状变为三维空间的网状结构，称为交联聚乙烯。交联聚乙烯克服了聚乙烯的缺点，机械、耐热、抗蠕变以及抗环境开裂性能大大提高，同时还保持了聚乙烯的优良性能。用交联聚乙烯做绝缘材料的电缆，长期工作温度可提高到90℃，瞬时短路温度可达250℃。

交联聚乙烯的生产方法有辐照交联、硅烷交联、化学交联。 6. 乙丙橡胶（EPR）

乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体，采用三氯氧钒与倍半氯乙基铝催化体系，在常温低压下溶液混合而成。为便于硫化，加入少量非共轭二烯作为第三单体，常用1，4己二烯、双环戊二烯和乙叉冰片烯。乙丙橡胶中丙烯含量约25～45%，第三单体含量3～10%，分子量分布较宽，平均分子量都在25万以上。

乙丙橡胶的基本性能:

(1)具有优异的电性能，尤其是耐电晕性，耐游离放电的能力特别突出。受潮和温度的变化对电性能影响小。

(2)突出的耐老化性能，具有较高的耐热性，长期工作温度为90℃，短时可达150℃。 (3)足够的机械性能，用碳黑补强后才显示较好的机械性能。

(4)较好的化学稳定性，对各种极性的化学药品和酸、碱有较大的抗耐性，长时间接触后性能变化不大。

(5)乙丙橡胶的缺点是硫化速度比一般的合成橡胶慢，对碳氢化合物油类的稳定性较差，自粘性和互粘性都很差，加工困难。总体看，它的性能优于丁基橡胶，可做耐压等级高的电力电缆的弹性绝缘材料。 7. 硅橡胶（Si-o）

硅橡胶是一种特种橡胶，所谓的特种橡胶，就是在一项性能上超过通用橡胶，以适应特种绝缘的要求，为使得能在某一项性能上突出，所用的单体就要比通用橡胶的昂贵。硅橡胶以耐热著称，是一种耐热橡胶。

硅橡胶的特性：

(1) 较高的耐热性和优异的耐寒性。

(2) 优良的电绝缘性。它又具有无机材料的特点，耐电晕、耐电弧性特别优越。 (3) 优异的耐臭氧老化、热老化、紫外光老化和大气老化性能。

(4) 具有较好的耐油性和耐溶剂性能，具有良好的导热性，这有利于电线电缆的散热，提高电缆

的载流量。

25

(5) 硅橡胶无色无味无毒，使用时对人体健康无不良影响，而且是疏水性的，对许多材料不粘，

可起隔离作用。

(6) 硅橡胶的缺点：在常温下，其抗张强度、撕裂强度和耐磨性等比其他合成橡胶低得多。它耐

酸碱性差，价格贵，透气性高。而且加工工艺性能差，较难硫化。

硅橡胶主要用作船舰的控制电缆、电力电缆和航空电线的绝缘材料、制造高压和超高压电缆附件的应力锥，用硅橡胶RTV涂料涂在磁绝缘子表面，提高抗污闪能力。

三、电力电缆的屏蔽材料

油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导电纸带。 半导电纸有单色和双色两种。半导电纸是在纸纤维中掺入胶体碳粒所制成的纸。半导电纸的表面不应有皱纹、折痕及各种不同的斑点；纸面不应有穿孔、裂口和光线通过的小孔以及肉眼可见的金属杂质微粒。金属化纸是用电缆纸作基材，用粘合剂粘合铝箔后形成的复合纸，铝箔必须紧密地粘贴在电缆纸上，不应有脱胶和气泡存在，边缘应整齐，不应有锯齿形和倒刺现象。

半导电聚乙烯是在聚乙烯中加入导电碳黑获得的，一般应采用细粒径、高结构的碳黑。当碳黑加到一定数量后才显出导电性能，这时电阻迅速降低，以后随用量增加电阻逐渐减小，并接近各种碳黑自己的特性值，体积电阻率一般在（1～10）×10-2 Ω?m。

应注意交联聚乙烯半导电层呈空间网状结构，用砂纸打磨后，导电性能明显降低，可通过加热的方法使内层碳黑析出，恢复导电性能。

四、电力电缆的金属护套材料

铅护套及铅的主要物理性能

铅护套加工工艺主要采用热挤包。其厚度主要受截面积的影响，但最小厚度不能小于1.2mm。 铅的主要物理性能： (1) 密度 11.34g/cm3 (2) 熔点 327℃

(3) 20℃时，线膨胀系数 29.1×10-6/℃ (4) 电阻率 22×10-8Ω?m (5) 抗拉强度 18~20N/mm2

铅容易加工，化学稳定性好，耐腐蚀。缺点是机械强度较差，具有蠕变形和疲劳龟裂性。我国目前用作电缆金属护套的铅是合金铅，其成分是铅、锑、铜，含锑0.4～0.8％，含铜0.02~0.06%，其余为铅。经试验，在相同应力作用下，铅锑铜合金的耐振动疲劳次数约比纯铅大2.7倍左右。

26

五、电缆相关其它材料

1. 环氧树脂（EP）

环氧树脂具有很高的机械强度，耐热和耐化学稳定性；具有很高的粘结力。 环氧树脂具有下列特点：

(1) 环氧树脂能与金属、玻璃、陶瓷等粘结。

(2) 电绝缘性能较好。ρv为1013Ω·㎝，ε和tgδ分别为3.7和0.023～0.025，Eb为1.71～

19.7kV/mm。

(3) 固化后的环氧树脂，机械性能较好，高于聚酯，耐磨性也好。 (4) 耐化学溶剂，耐油性较好。

(5) 收缩性较小，热膨胀系数小，温度变化时环氧树脂的外形尺寸较稳定，不易变化，固化

过程中没有副产物生成，不易产生气泡。

(6) 工艺性能良好，可通过浇铸，熔涂、浸渍等工艺，应用于电工许多方面和电线电缆工业。 (7) 未加固化剂的环氧树脂，本身存放稳定，加入固化剂，则不易久存，这给应用带来困难。 2. 防火涂料和防火带

我国上世纪70年代后期开始把防火涂料用于电缆上。以后又研制了改性氨基膨胀型防火涂料和防火包带，现已得到广泛应用。膨胀型防火涂料的主要特点是，以较薄的覆盖层起到较好的防火、阻燃效果，几乎不影响电缆的载流量。由于涂料在高温下比常温时膨胀许多倍，因此能充分发挥其隔热作用，更有利于防火阻燃，却不至于妨碍电缆的正常散热。这种涂料具有刷涂和喷涂施工方便的优点，即使在狭窄沟道、隧道空间也可进行施工。涂刷前应先将电缆表面的泥砂、油渍清除掉，然后用漆刷刷涂或喷枪喷涂。防火效果的关键是必须保证涂料层的厚度。由于涂料的粘度有限，要分多次涂刷才能达到要求的厚度，每次涂刷漆膜厚度在0.2～0.3mm左右。第一次涂刷后经12～24小时再涂第二次，以后依次循环。第一次涂刷的厚度宜薄不宜厚，否则会使整个涂层的附着力降低。为增强涂料的附着力，可在涂刷前先在电缆外叠绕一层玻璃丝带，然后再涂刷。涂料的主要缺点是涂膜的机械强度有限，需设法维护，使其不受外力损伤。然而对于大截面电缆，对电缆的热胀冷缩涂膜也不一定能适应，故防火涂料多应用于中低压电缆，不适用于大截面的高压电缆。

防火包带的主要特点在于弥补涂料的缺点，适合于大截面的高压电缆，具有加强机械强度的保护作用。施工比涂料简便，能准确把握缠绕厚度，质量易得到保证。缺点是缠绕时需要有一定的活动空间，在密集的电缆架上施工不方便。又因包带不具有膨胀性能，故较膨胀防火涂料的覆盖厚度为厚，对电缆的正常载流能力有影响。 3. 防火堵料、填料

国内外多次电缆火灾事故充分显示了电缆贯穿墙壁或楼板的孔洞未封堵时所产生的严重后果。在电缆火势蔓延下，波及控制室或开关室的设备，造成盘、柜严重受损。变电站盘柜受损后修复极

27

耗时间，造成长时间的停电，即使火灾直接损失有限，但停电带来的经济损失巨大。因此，电缆贯穿孔洞的封堵已受到普遍的重视。防火堵、填料有7551-Ⅱ型发泡型电缆密封填料、DMT灌注型电缆耐燃密封填料、DMT-J2嵌塞型填料和DFD-Ⅱ型电缆防火堵料等。

7551-Ⅱ型填料的特点是物料渗透性强，发泡时涨力大，密封性能好，尤其对根数较多的成束电缆穿过墙壁的填料盒或电缆洞时具有优良的水密封性能。成型后的填料质轻，阻水性好，填料固化成型时间短，可拆性好。

DMT灌注型电缆耐燃密封填料是用于舰船电缆密封装置中阻火防火的密封填料，也用作建筑物或电力部门电缆穿孔处的密封填料。该填料灌注方便，硬化后硬度适中，具有弹性，有极其良好的水密性能。

DMT-J2嵌塞型填料可广泛应用于金属、塑料管的密封，和地下建筑、高层建筑电缆贯穿部位的密封、防火和阻燃。

DFD-Ⅱ型电缆防火堵料具有良好的阻火堵烟性能，主要用于工矿企业、民用与高层建筑各种供电系统中堵塞电缆孔洞的缝隙。 4. 聚四氟乙烯（F-4）

聚四氟乙烯简称F-4,是一种工程塑料。聚四氟乙烯具有优异的电绝缘性，由于它的分子链中的氟原子对称，均匀分布，不存在固有的偶极距，使介质损耗角正切和相对介电系数在工频到109Hz范围内变化很小。聚四氟乙烯的绝缘电阻很高，其体积电阻率一般大于1015Ω，即使长期浸于水中变化也不显著，随温度变化也不大。聚四氟乙烯的击穿场强很高，很薄的聚四氟乙烯薄膜，其击穿场强可达200kV/mm，但随着厚度的增大，击穿场强逐渐降低。聚四氟乙烯有很好的耐湿性和耐水性，耐气候性优良，耐辐照性欠佳。 5. 硅油

硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。在电缆工程中，硅油可用作电缆终端中的绝缘剂，硅脂可用作润滑剂和填充绝缘缝隙。

硅油一般是无色（或淡黄色），无味、无毒、不易挥发的液体。硅油不溶于水、甲醇、乙醇和乙氧基乙醇，可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二恶烷、乙醇和丁醇。硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力。

28

第五节 电力电缆附件的基础知识

电力电缆附件是电力电缆线路的重要组成部分，只有通过电缆附件，才能实现电缆与电缆之间的连接，电缆与架空线路、变压器、开关等输电线路和电气设备的连接，才能发挥输送和分配电能的作用。电缆附件包括电缆终端和电缆中间接头。

一、 电力电缆附件的基础知识

1、 电缆附件的作用及电应力控制方法

(1)电缆附件的作用

1）均匀电缆末端电场分布，实现电应力的有效控制（应力锥或应力管）。

2)实现电缆与电缆导体、电缆导体与架空线或其他电气设备的电气连接（接线端子、连接管）。 3)电缆屏蔽的接地引出和接续，实现电缆线路的接地（接地线）。

4)电缆端头的密封处理，实现电缆的密封，使电缆本体免受潮气等外部环境的影响。 5）电缆端头外绝缘及绝缘支承。 6）机械保护

（2）电缆端头电场分布及应力控制方法

为了分析电缆附件电场情况，通常用电力线及等位线（等电位线）来形象化的表示电场分布状况。下图1-5分别描绘了电缆端头有应力锥和没有时的电场。

电缆端头是整个电缆系统电场畸变最严重的地方，电缆本体是一典型的同轴型电极，其电场分布沿电缆长度方向是均匀分布，但在电缆端头电缆外屏蔽切断处，电场会发生畸变，所以要进行电应力控制，控制方法有两种：

1） 、几何型电应力控制方法；2）、参数型电应力控制方法。

1）、几何型电应力控制方法：就是改变电场集中处的几何形状，降低该处的场强。例如：应力锥 2）、参数型电应力控制方法：就是采用高介电常数的材料，复合在电缆屏蔽断开处的绝缘表面，以

29 图1-5 改变绝缘表面的电位分布，从而改善电场。

例如：应力管、应力带

利用高介电常数的应力材料可以增加表面电容，可以降低表面容抗，从而降低表面电位，因为电容正比于介电常数。

因为Xc=1/(ωC)=1/(2πfC) C=εS/（4πkd） Xc——电容容抗 ε——介电常数 ω——角频率 S——电容板面积 C——电容 k——常数

f——频率 d——电容板间距 两种应力控制方式性能对比：

从上述分析可知，在应力控制中，虽然应力层控制电场分布有体积小、结构简单等优点，但对于超高压电缆来说，应力层中材料参数的选择至关重要，体积电阻率选择太小，会使应力层在运行时电阻电流发热而老化，同时介电常数过大，电容电流也会产生热量而使应力层发热老化，故必须根据电压等级选择应力材料参数。应力锥结构虽然参数比较容易控制，但体积较大，加工工艺要求严格，如果喇叭口制做的不合适会引起电场在此集中，特别是现场绕包的应力锥更易出现操作缺陷，而预制式应力锥基本能够克服上述缺点，因而目前是国外较常采用的一种方法 2、 电缆附件的分类

电缆附件主要分为终端和中间接头两大类。

2） 电力电缆终端

（1）终端的分类

1）按使用环境划分

电力电缆终端是安装在电缆末端，使电缆与其它电气设备或架空输导线相连接，并维持绝缘直至连接点的装置。中低压电缆终端主要分为户内终端和户外终端。户内终端还可分为普通户内终端和设备终端(固定式和可分离式两类)。

户内终端：安装在室内环境下使电缆与供用电设备相连接。在既不受阳光直接辐射，又不暴露在自然环境下使用的终端。其外绝缘距离可以小一些，防污性能可以低一些，使制作成本降低。

户外终端：安装在室外环境下使电缆与架空线或其他室外电气设备相连接。在受阳光直接辐射，或暴露在自然环境下使用的终端。

设备终端(固定式和可分离式两类)：电缆直接与电气设备相连接，高压导电金属处于全绝缘状态而不暴露在空气中。

图1-6

30

图1-6所示是10kV三芯交联聚乙烯电缆户外终端图。

2）终端按所用材料的不同特性划分

1 绕包式。这是一种较早应用的电缆终端，用带状的绝缘材料包绕电缆终端应力锥，这种油○

纸绝缘电缆终端一般用瓷或其它硬质材料作外绝缘，以满足电气距离和环境要求；以电缆油或绝缘胶作为内绝缘，填充终端内气隙。

2 浇注式。○用液体或加热后呈液态的绝缘材料作为终端的主绝缘，浇注在现场装配好的壳体

内，一般用于10kV及以下的油纸电缆终端中。

3热(收)缩式。用高分子材料工厂加工成绝缘管、应力管、伞裙等终端部件，在现场经装配到○

电缆上，加热即能紧缩在电缆绝缘线芯上的终端。主要用于35kV及以下挤包绝缘电缆线路中。

4预制式。用乙丙橡胶、硅橡胶或三元乙丙橡胶工厂制成终端部件。其中包括应力锥、绝缘○

套管及接地屏蔽层等各部件，现场将电缆绝缘做简单的剥切后，将终端部件套装到电缆上，即可完成安装的终端。用在35kV及以下的挤包绝缘的电缆线路中。

5冷(收)缩式。○用乙丙橡胶、硅橡胶工厂加工成终端部件，并扩张，内壁用螺旋型尼龙条支撑，

安装时将电缆绝缘做简单的剥切后，将其套到电缆上，拉去支撑尼龙条，靠橡胶的弹性收缩，使电缆终端各部件与电缆成为一体，即可完成电缆终端安装的终端。一般用于35kV及以下挤包绝缘电缆线路中，特别适用于严禁明火的场所，如矿井、化工及炼油厂等。 （2）常见的几种电缆终端及其特点

现在电缆线路中应用最多的是热缩式、冷缩式和预制式三种类型的终端。 1）热收缩电缆终端

热收缩型电缆终端是以聚合物为基本材料而制成的，经过交联工艺，使聚合物的线性分子变成网状结构的立体型分子，并形成分子的形状“记忆”，加热扩张至规定尺寸，安装时再加热就能自行收缩到预定尺寸的电缆终端。图1-7、图1-8是热收缩户内终端和热收缩户外终端。

图1-7 热收缩户内终端 图1-8 热收缩户外终端

31

① 组成部件

挤包绝缘电缆热收缩型终端的组成部件如图1-9所示，主要有：

图1-9 热收缩电缆终端的主要部件

? 热收缩绝缘管(简称绝缘管)。具有电气绝缘和密封功能的管形热收缩部件。

? 热收缩应力控制管(简称应力管)。具有相应要求的介电系数和体积电阻系数、能均匀电缆

端部和接头处电场集中的管形热收缩部件。

? 热收缩耐油管(简称耐油管)。具有良好的持久的耐油、隔油性能的管形热收缩部件。（仅油

纸电缆配用）

? 热收缩相色管(简称相色管)。作为电缆线芯相位标志及终端头密封的管形热收缩部件。 ? 热收缩分支套(简称分支套)。作为多芯电缆线芯分开处密封保护用的分支形热收缩部件，

其中以半导电材料制作的称为热收缩半导电分支套(简称半导电分支套)。

? 热收缩雨裙(简称雨裙)。用于电缆户外终端，增加泄漏距离和湿闪络距离的伞形热收缩部

件。

? 热熔胶和填充胶。与热收缩部件配用，以加强热收缩后界面粘合性能，起到加强密封、防

漏和防潮作用的胶状物。填充胶与热收缩部件配用，填充收缩后界面结合处空隙部的胶状物。

? 导体连接和接地连接金属件。连接电缆导体和金属屏蔽，实现电气引出。（端子和接地线） 上述各种类型的热收缩部件，在制造厂内已经通过加热扩张成所需要的形状和尺寸并经冷却定型。使用时经加热可以迅速地收缩到扩张前的尺寸，加热收缩后的热收缩部件可紧密地包敷在各种部件上组装成各种类型的热收缩电缆终端。

②热缩附件特性

热收缩电缆终端是用热收缩材料制成实现电缆终端各种功能的部件，用具有特征参数的热收缩管改善电缆终端的电场分布，软质弹性胶填充内部空隙，热熔胶进行密封，具有体积小、重量轻、安装方便、性能优良等特征。具有以下特点：

1、以橡塑复合材料为基材，通过分子交联形成分子的形状“记忆”，工厂加热扩张，冷确定形，安装时加热回缩，其收缩性能是依靠分子的形状“记忆”来实现。

32

2、热缩附件的部件以管状为主，工厂成形容易，且适宜大规模批量生产。 3、材料及生产成本低，价格便宜。

4、由于其收缩原理和用材的原因，其对电缆的抱紧力有限，受运行热胀冷缩的影响大，易产生弹性松弛。

5、所用材料以塑料为主，易吸水，在潮湿环境下会吸水劣化，绝缘下降。

6、应力控制部件为应力管，是依靠材料参数改善电场，长期运行时因电热老化易发生性能改变，丧失电应力控制功能。

2）冷收缩型电缆终端

通常是用弹性较好的橡胶材料(常用的有硅橡胶和乙丙橡胶)在工厂内注射成电缆终端的主要部件并硫化成型，再将这些部件内径扩张并衬以螺旋状的尼龙支撑条。

现场安装时，将这些预扩张件套在经过处理后的电缆末端，抽出螺旋状的尼龙支撑条，橡胶件就会收缩紧压在电缆绝缘上。由于它是在常温下靠弹性回缩，而不是像热收缩电缆终端要用火加热收缩，故称为冷收缩型电缆终端。

图1-10是冷缩户内终端，图1-11是冷缩户外终端。 （a）冷缩户内终端主体 (b) 三芯结构 (c) 单芯结构 图1-10 冷缩户内终端 （a）冷缩户外终端主体 (b) 三芯结构 (c) 单芯结构 33 冷缩户外终端 图1-11

1 组成部件 ○

? 终端主体：具有终端应力控制和外绝缘功能的部件。 ? 绝缘管：具有电气绝缘和密封功能的管形部件。

? 密封罩帽（管）：用于终端顶端终端主体和出线端子之间，起防雨密封和相色标识作用。 ? 分支手套：作为多芯电缆线芯分开处密封保护用的分支形部件，起分相密封作用。 ? 出线端子和接地连接金属件：连接电缆导体和金属屏蔽，实现电气引出。（端子和接地线等）

2 冷收缩型电缆终端具有以下特点 ○

? 冷收缩型电缆终端采用硅橡胶或乙丙橡胶材料制成，抗电晕及耐腐蚀性能强。电性能优良，

使用寿命长。

? 安装工艺简单。安装时，无需专用工具，无需用火加热。

? 与热收缩型电缆终端相比，除了它在安装时可以不用火加热更适用于禁火场所安装外，在

安装以后挪动、弯曲和运行过程热胀冷缩时也不会像热收缩型电缆终端那样容易在终端内部出现层间隙的危险。这是因为冷收缩型电缆终端是靠橡胶材料的弹性压紧力紧密贴附在电缆本体上。

? 与预制式电缆终端相比，虽然两者都是靠橡胶材料的弹性压紧力来保证内部界面特性，但

是冷收缩型电缆终端不需要像预制式电缆终端那样与电缆截面一一对应，规格比预制式电缆终端少。安装时比预制终端容易。

? 在安装到电缆上之前，冷收缩型电缆终端是处于扩张状态下，贮存时会因拉伸产生永久形

变，必须保证在贮存期内安装，否则会有明显的永久变形或弹性松弛，安装在电缆上以后不能保证足够的弹性压力，不能保证良好的界面特性。

3）预制型电缆终端，又称预制件装配式电缆终端。在高压和超高压电压等级中已逐渐成为主导产品。普通的预制型电缆终端与冷缩电缆终端在结构上是一样的，如图1-12是预制型户内终端，图1-13是预制型户外终端，预制型电缆终端还有肘形电缆终端，图1-14是肘形电缆终端。

34

图1-13预制型户内终端主体

图1-14预制型户外终端主体

图1-14 肘形电缆终端

? 普通预制终端

普通预制型电缆终端是指电缆终端的绝缘体、应力控制部件在工厂里预先制作成一个完整的电缆终端主体的终端产品。预制终端主体通常采用三元乙丙橡胶(EPDM)或硅橡胶(SIR)制造，将混炼好的橡胶料用注橡机注射入模具内，而后在高温、高压或常温、高压下硫化成型。与冷缩终端比，预制终端主体在工厂不进行预扩张。预制型电缆终端在现场安装时，只需将电缆按要求处理好，将橡胶预制件套入电缆端头即可。

① 组成

? 终端主体：具有终端应力控制和外绝缘功能的部件。

? 绝缘管：具有电气绝缘和密封功能的管形部件，有热缩或冷缩型。

35

? 密封罩帽（管）：用于终端顶端终端主体和出线端子之间，起防雨密封和相色标识作用。 ? 分支手套：作为多芯电缆线芯分开处密封保护用的分支形部件，起分相密封作用，有热缩

或冷缩型。

? 出线端子和接地连接金属件：连接电缆导体和金属屏蔽，实现电气引出。（端子和接地线等） ②特点

1、绝大部分的预制型终端都是采用硅橡胶制造。这类终端具有体积小、性能可靠、安装方便、使用寿命长等特点。

2、橡胶材料分子致密，不易吸水，且耐候性能、防污闪性能好，预制终端因而有优异的电气绝缘性能。

3、安装简便，工艺简单，安装过程易控制，安装质量好掌控，质量稳定性好。

4、终端靠橡胶弹性与电缆实现“抱紧”，压力稳定，不易产生弹性松驰，运行稳定性好。 5、终端与电缆应有一定过盈配合，安装时靠人力推入电缆，安装时比较费力。

6、终端主体没有预扩张，不存在对终端主体的损害，贮存时也不会产生形变，可长时间存放。

? 肘型电缆终端

肘型电缆终端是肘型绝缘件、应力锥、连接部件和分相密封部件组成，肘型绝缘件是将绝缘、内屏蔽和外屏蔽在工厂里预先制作成的橡胶部件，通常采用三元乙丙橡胶(EPDM)或硅橡胶(SIR)制造，将混炼好的橡胶料用注橡机注射入模具内，而后在高温、高压或常温、高压下硫化成型。因此，肘型电缆终端在现场安装时，只需将电缆处理好后，按要求将各部件装电缆上即成。

① 组成

? 肘形绝缘件：具有内、外屏蔽和绝缘功能的，类似肘形的橡胶绝缘部件,能与应力锥配用。 ? 应力锥：由半导电和绝缘橡胶复合成的具有改善电场功能的橡胶件,能与肘形绝缘件配用。 ? 绝缘管：具有电气绝缘和密封功能的管形部件，有热缩或冷缩型。

? 分支手套：作为多芯电缆线芯分开处密封保护用的分支形部件，起分相密封作用，有热缩

或冷缩型。

? 出线端子和接地连接金属件：连接电缆导体和金属屏蔽，实现电气引出。（端子和接地线等 ② 特点

1、与专用电气设备连接，一般具有外屏蔽，相间距小，安全性好。终端体积小、性能可靠、安装方便、使用寿命长。

2、橡胶材料分子致密，不易吸水，终端是全密封结构，有优异的电气绝缘性能。 3、安装简便，工艺简单，安装过程易控制，安装质量好掌控，质量稳定性好。

4、终端靠橡胶弹性与电缆实现“抱紧”，压力稳定，不易产生弹性松驰，运行稳定性好。 5、终端与电缆应有一定过盈配合，安装时靠人力推入电缆，安装时比较费力。 6、终端与电气设备直接相连，其与设备配合尺寸应吻合，有一定专用性。

36

二、电力电缆中间接头

中间接头是将两根电缆对接，并在连接处恢复电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层的功能，使电缆线路连续的装置。图1-15所示是三芯交联聚乙烯电缆中间头示意图。

图1-15

（1）中间接头分类

1）中间接头按照用途和功能不同可以分为5种。

错误！未找到引用源。普通接头：将两根相同结构、相同绝缘材料、相同截面的电缆接续的电缆接头。

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分支接头。将支线电缆连接至干线电缆或将干线电缆分成支线电缆。

错误！未找到引用源。过渡接头。连接两种不同类型绝缘材料或不同导体截面的电缆。 错误！未找到引用源。转换接头。连接不同芯数电缆。 ⑤软接头。接头制成后允许弯曲呈弧形状，主要用于水底电缆。

2）中间接头按其不同特性的材料也分为绕包式、浇注式、模塑式、热(收)缩式、冷(收)缩式、预制式等六种类型。

（2）常见的几种中间接头及其特点

现在电缆线路中应用最多的是热缩式、冷缩式和预制式三种类型的中间接头。 1）热缩中间接头 1）组成

①热收缩绝缘管(简称绝缘管)。作为电气绝缘用的管形热收缩部件。 ②热收缩半导电管(简称半导电管)。体积电阻系数低的管形热收缩部件。

③热收缩应力控制管(简称应力管)。具有相应要求的介电系数和体积电阻系数，能均匀中间接头电场的管形热收缩部件。

④热收缩耐油管(简称耐油管)。具有良好的持久的耐油、隔油性能的管形热收缩部件。（仅油纸电缆配用）

⑤热收缩护套管(简称护套管)。作为接头外保护和密封的管形热收缩部件。

37

⑥热熔胶和填充胶。与热收缩部件配用，以加强热收缩后界面粘合性能，起到加强密封、防漏和防潮作用的胶状物。填充胶与热收缩部件配用，填充收缩后界面结合处空隙部的胶状物

⑦连接管和屏蔽及铠装连接件：连接电缆导体和金属屏蔽及铠装，实现电气连接。 2）特点

热收缩中间接头是用热收缩材料制成实现电缆接头各种功能的部件，用具有特征参数的热收缩管改善电缆终端的电场分布，软质弹性胶填充内部空隙，热熔胶进行密封，具有体积小、重量轻、安装方便、性能优良等特征。具有以下特点：

1、以橡胶复合材料为基材，通过分子交联形成分子的形状“记意”，工厂加热扩张，冷确定形，安装时加热回缩，其收缩性能是依靠分子的形状“记意”来实现。

2、热缩附件的部件以管状为主，工厂成形容易，且适宜大规模批量生产。 3、材料及生产成本低，价格便宜。

4、由于其收缩原理和用材的原因，其对电缆的包紧力有限，受运行热胀冷缩的影响大，易产生弹性松弛。

5、所用材料以塑料为主，易吸水，在潮湿环境下会吸水劣化，绝缘下降。

6、应力控制部件为应力管，是依靠材料参数改善电场，长期运行时因电热老化易发生性能改变，丧失电应力控制功能。

（3）冷缩中间接头 1）组成

①接头主体：采用内、外半导电屏蔽层和应力控制为一体冷收缩绝缘件。 ②连接管和屏蔽及铠装连接件：连接电缆导体和金属屏蔽及铠装，实现电气连接。 ③外防水，密封、保护处理材料（或部件）：用在接头主体外，保护接头，起防水、密封和保护作用。

2）特点

? 冷收缩型电缆接头采用硅橡胶或乙丙橡胶材料制成，抗电晕及耐腐蚀性能强。电性能优良，

使用寿命长。

? 安装工艺简单。安装时，无需专用工具，无需用火加热。

? 与热收缩型电缆终端相比，除了它在安装时可以不用火加热更适用于禁火场所安装外，在

安装以后挪动、弯曲和运行过程热胀冷缩时也不会像热收缩型电缆终端那样容易在终端内部出现层间隙的危险。这是因为冷收缩型电缆终端是靠橡胶材料的弹性压紧力紧密贴附在电缆本体上。

? 与预制式电缆终端相比，虽然两者都是靠橡胶材料的弹性压紧力来保证内部界面特性，但

是冷收缩型电缆终端不需要像预制式电缆终端那样与电缆截面一一对应，规格比预制式电缆终端少。安装时比预制终端容易。

? 在安装到电缆上之前，冷收缩型电缆终端是处于扩张状态下，贮存时会因拉伸产生永久形

38

变，必须保证在贮存期内安装，否则会有明显的永久变形或弹性松弛，安装在电缆上以后不能保证足够的弹性压力，不能保证良好的界面特性。

三、 电缆附件的基本技术要求

一般电缆线路的故障大部分发生在电缆的附件上，故电缆的附件无论从理论上、或实际中都证实是电缆线路的薄弱环节，因此电缆附件的质量直接关系到电缆线路的运行安全，所以电缆的接头必须满足以下一些技术要求。

1）导电性能良好

电缆与电缆之间或与其他电气设备连接时，连接处将成为整个线路输送电能的瓶颈，其导电性能的好坏，将决定电缆线路的输送能力，为保证不减少电缆的输送能力，要求连接处的电阻与同长度、同截面、同材料导体的电阻相同，运行后连接处的电阻应小于同长度、同截面和同材料导体电阻的1.2倍。

2）绝缘性能良好

电缆与电缆之间或与其他电气设备连接时，连接处必须去除电缆的绝缘，一般还需加大连接点的截面和绝缘距离等，使接头内部和电缆端头的电场分布发生不均匀分布。因此电缆接头不但要恢复绝缘，还要求接头的绝缘强度不低于电缆本体。电缆终端应有良好的外绝缘水平，满足电缆线路在不同气候条件下可靠运行的要求。

3）密封性能良好

电缆与电缆之间或与其他电气设备连接时，连接处电缆的密封被破坏。为了防止外界的水分和杂物的侵入，防止电缆或接头内的绝缘剂流失，电缆附件均应有可靠的密封性能。

4）机械强度良好

电缆与电缆之间或与其他电气设备连接时，连接处的机械强度也至关重要，连接部位要承受运行中的各种外力，如没有足够的机械强度，可能导至连接处破坏。一般要求连接处的抗拉强度不低于导体本身的60％，并具有一定的耐振动性能。

5）防腐蚀

在制作电缆接头时，要使用焊剂、清洁剂、填充物和绝缘胶等之类的材料，这些材料必须是无腐蚀性的，并且在接头部位的表面采取防腐蚀措施，以防止周围环境对接头产生腐蚀作用。

39

第二章 基本技能

第一节 工具使用基本方法

在电缆头的安装过程中，要用到许多工器具、仪器仪表，如表2-1所示。本节介绍主要工器具、仪器仪表的使用方法。

表2-1 主要工器具明细表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 煤气罐 煤气枪 断线剪 电锯 壁纸刀 钢板尺 盒尺 温湿度计 活扳手 力矩扳手 螺丝刀 电源箱 手锯 尖嘴钳 克丝钳 电工刀 手电筒 照明灯 压钳 压模 平板锉 什锦锉 胀铅器 三角架桥 万用表 绝缘电阻表 相位表 游标卡尺 单位 罐 份 把 把 把 套 个 个 把 套 套 台 把 把 把 把 把 个 把 套 把 套 个 个 个 个 个 个 备 注 含管 自制 自制 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

40

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yuvg.html