電力電纜的使用至今已有百余年歷史。1879年,美國發(fā)明家T.A.愛迪生在銅棒上包繞黃麻并將其穿入鐵管內(nèi),然后填充瀝青混合物制成電纜。他將此電纜敷設于紐約,開創(chuàng)了地下輸電。次年,英國人卡倫德發(fā)明瀝青浸漬紙絕緣電力電纜。1889年,英國人S.Z.費蘭梯在倫敦與德特福德之間敷設了10千伏油浸紙絕緣電纜。1908年,英國建成20千伏電纜網(wǎng)。電力電纜得到越來越廣的應用。1911年,德國敷設成60千伏高壓電纜,開始了高壓電纜的發(fā)展。1913年,德國人M.霍希施泰特研制成分相屏蔽電纜,改善了電纜內(nèi)部電場分布,消除了絕緣表面的正切應力,成為電力電纜發(fā)展中的里程碑。1952年,瑞典在北部發(fā)電廠敷設了380千伏超高壓電纜,實現(xiàn)了超高壓電纜的應用。到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高壓電力電纜。
按絕緣材料分
1、油浸紙絕緣電力電纜以油浸紙作絕緣的電力電纜。其應用歷史長。它可靠,使用壽命長,價格低廉。主要缺點是敷設受落差限制。自從開發(fā)出不滴流浸紙絕緣后,解決了落差限制問題,使油浸紙絕緣電纜得以繼續(xù)廣泛應用。
2、塑料絕緣電力電纜 絕緣層為擠壓塑料的電力電纜。常用的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯。塑料電纜結(jié)構(gòu)簡單,制造加工方便,重量輕,敷設安裝方便,不受敷設落差限制。因此廣泛應用作中低壓電纜,并有取代粘性浸漬油紙電纜的趨勢。其缺點是存在樹枝化擊穿現(xiàn)象,這限制了它在更高電壓的使用。
3、橡皮絕緣電力電纜絕緣層為橡膠加上各種配合劑,經(jīng)過充分混煉后擠包在導電線芯上,經(jīng)過加溫硫化而成。它柔軟,富有彈性,適合于移動頻繁、敷設彎曲半徑小的場合。
常用作絕緣的膠料有天然膠-丁苯膠混合物,乙丙膠、丁基膠等。
電力電纜的基本結(jié)構(gòu)由線芯(導體)、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分組成。
線芯
線芯是電力電纜的導電部分,用來輸送電能,是電力電纜的主要部分。
絕緣層
絕緣層是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離,保證電能輸送,是電力電纜結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。
屏蔽層
15KV及以上的電力電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層。
保護層
保護層的作用是保護電力電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入,以及防止外力直接損壞電力電纜。
發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)都大量使用電力電纜,一旦電纜起火爆炸,將會引起嚴重火災和停電事故,此外,電纜燃燒時產(chǎn)生大量濃煙和毒氣,不僅污染環(huán)境,而且危及人的生命。為此,應注意電力電纜的防火。
起火原因
電纜爆炸起火的原因
電力電纜的絕緣層是由紙、油、麻、橡膠、塑料、瀝青等各種可燃物質(zhì)組成,因此,電纜具有起火爆炸的可能性。導致電纜起火爆炸的原因是:
(1)絕緣損壞引起短路故障。電力電纜的保護鉛皮在敷設時被損壞或在運行中電纜絕緣受機械損傷,引起電纜相間或鉛皮間的絕緣擊穿,產(chǎn)生的電弧使絕緣材料及電纜外保護層材料燃燒起火。
(2)電纜長時間過載運行。長時間的過載運行,電纜絕緣材料的運行溫度超過正常發(fā)熱的允許溫度,使電纜的絕緣老化干枯,這種絕緣老化干枯的現(xiàn)象,通常發(fā)生在整個電纜線路上。由于電纜絕緣老化干枯,使絕緣材料失去或降低絕緣性能和機械性能,因而容易發(fā)生擊穿著火燃燒,甚至沿電纜整個長度多處同時發(fā)生燃燒起火。
(3)油浸電纜因高差發(fā)生淌、漏油。當油浸電纜敷設高差較大時,可能發(fā)生電纜淌油現(xiàn)象。淌流的結(jié)果,使電纜上部由于油的流失而干枯,這部分電纜的熱阻增加,使紙絕緣焦化而提前擊穿。另外,由于上部的油向下淌,在上部電纜頭處騰出空間并產(chǎn)生負壓力,使電纜易于吸收潮氣而使端部受潮。電纜下部由于油的積聚而產(chǎn)生很大的靜壓力,促使電纜頭漏油。電纜受潮及漏油都增大了發(fā)生故障起火的機率。
(4)中間接頭盒絕緣擊穿。電纜接頭盒的中間接頭因壓接不緊、焊接不牢或接頭材料選擇不當,運行中接頭氧化、發(fā)熱、流膠;在做電纜中間接頭時,灌注在中間接頭盒內(nèi)的絕緣劑質(zhì)量不符合要求,灌注絕緣劑時,盒內(nèi)存有氣孔及電纜盒密封不良、損壞而漏入潮氣,以上因素均能引起絕緣擊穿,形成短路,使電纜爆炸起火。電氣自動化技術(shù)網(wǎng)
(5)電纜頭燃燒。由于電纜頭表面受潮積污,電纜頭瓷套管破裂及引出線相間距離過小,導致閃絡著火,引起電纜頭表層絕緣和引出線絕緣燃燒。
(6)外界火源和熱源導致電纜火災。如油系統(tǒng)的火災蔓延,油斷路器爆炸火災的蔓延,鍋爐制粉系統(tǒng)或輸煤系統(tǒng)煤粉自燃、高溫蒸汽管道的烘烤,酸堿的化學腐蝕,電焊火花及其他火種,都可使電纜產(chǎn)生火災。