20世紀80年代之前電力電纜的絕緣幾乎全為油浸紙絕緣，隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展,現(xiàn)今,各個電壓等級電力電纜中幾乎全都采用聚乙烯絕緣電纜。但油紙絕緣優(yōu)良的性能,多少年來使用中建立起來的可靠性和豐富的運行經(jīng)驗，是其他電纜所不及的,故仍占有- -定份額,特別是超高壓電力電纜方面,仍然大量采用油浸紙絕緣。電力電纜絕緣層的主要性能應具有較高的擊穿強度、較低的介質(zhì)損耗角正切、極高的絕緣電阻、優(yōu)良的耐樹枝放電性能,具有一定的柔軟性、機械強度和滿足電纜絕緣性能,長期安全穩(wěn)定。常用的電力電纜絕緣材料有紙絕緣、擠包絕緣和壓力電纜絕緣三種。

1.紙絕緣電纜的絕緣層

紙絕緣電纜的絕緣層是采用窄條電纜紙帶(通常紙寬為5~25 mm) ,一層層地包繞在電纜導體.上,經(jīng)過真空干燥后浸漬礦物油或合成油而形成的。紙帶的包繞方式，除緊靠導體和絕緣層最外的幾層外,均采用間隙式繞包,這使電纜在彎曲時,在紙帶層間可以相互移動,在沿半徑為電纜本身半徑的12 ~ 25倍的圓弧彎曲時,不至于損傷絕緣。電纜紙是木，質(zhì)纖維紙,經(jīng)過絕緣浸漬劑浸漬之后成為油浸紙。油浸紙絕緣實際上是木質(zhì)纖維素與浸漬劑的夾層結(jié)構(gòu)。35 kV及以下的油紙電纜采用黏性浸漬劑,即松香光亮油復合劑。這種黏性浸漬劑的特性是,在電纜工作溫度范圍具有較高的黏度以防止流失,而在電纜浸漬溫度下,則具有較低的黏度,以確保良好的浸漬性能。

2.擠包絕緣電纜的絕緣層結(jié)構(gòu)及其材料性能

擠包絕緣材料是各類塑料、橡膠的高分子聚合物,經(jīng)擠包工藝一次成型緊密地擠包在電纜導體上。塑料和橡膠屬于均勻介質(zhì),這是與油浸紙的夾層結(jié)構(gòu)完全不相同的。聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和乙丙橡膠的主要性能如下。

(1)聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為主要原料,加入適量配合劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、著色劑等經(jīng)混合塑化而制成的。聚氯乙烯具有較高的電氣性能和較高的機械強度,具有耐酸、耐堿、耐油性能,工藝性能也比較好。缺點是耐熱性能較低,絕緣電阻率較小,介質(zhì)損耗較大,因此只能用于6 kV及以下的電纜絕緣。

(2)聚乙烯具有優(yōu)良的電氣性能,介電常數(shù)小、介質(zhì)損耗小、加I方便。缺點是耐熱性差、機械強度低、耐電暈性能差。14廈 電力電纜應用技術(shù)

(3)交聯(lián)聚乙烯是聚乙烯經(jīng)過交聯(lián)反應后的產(chǎn)物。采用交聯(lián)的方法,將線形結(jié)構(gòu)的聚乙烯加工成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯,從而改善了材料的電氣性能、耐熱性能和機械性能。交聯(lián)反應的基本機制是,利用物理的方法(如用高能粒子射線輻照)或者化學的方法(如加入過化氧化物化學交聯(lián)劑，或用硅烷接枝等)來奪取聚乙烯中的氫原子,使其成為帶有活性基的聚乙烯分子。而后帶有活性基的聚乙烯分子之間交聯(lián)成三度空間結(jié)構(gòu)的大分子。

(4)乙丙橡膠是- -種合成橡膠。用作電纜絕緣的乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和少量第三單體共聚而成。乙丙橡膠具有良好的電氣性能、耐熱性能、耐臭氧和耐氣候性能。缺點是不耐油,可以燃燒。

3.充油電纜的絕緣層結(jié)構(gòu)及其材料性能

充油電纜是利用補充浸漬劑原理來消除氣隙,以提高電纜工作場強的一種電纜。按充油通道不同,充油電纜分為兩類,一是自容式油電纜,另- -是鋼管充油電纜。運行經(jīng)驗表明,自容式充油電纜具有電氣性能穩(wěn)定、使用壽命較長的優(yōu)點。自容式充油電纜油道位于導體中央,油道與補充浸漬劑的設(shè)備(供油箱)相連,電纜溫度升高時,浸漬油膨脹,多出的某一體積的油通過油道流至供油箱。而當電纜溫度降低時,浸漬劑收縮，供油箱中的浸漬劑又通過油道返回絕緣層,以填補空隙。這樣既消除了氣隙的產(chǎn)生，又防止電纜中產(chǎn)生過高的壓力。為使媒介劑能夠流動順暢,浸漬劑采用低黏度油,如十二烷基苯等。充油電纜中浸漬劑壓力必須始終高于大氣壓。在一定的壓力下,不僅使電纜工作場強提高而且可以有效防止一旦護套破裂潮氣侵人絕緣層。

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