電線電纜基礎知識全

2022-08-28 15:39:07 字數 5054 閱讀 7182

電線電纜各大類產品簡介

一、裸電線與裸導體製品

(一)僅有導體而無任何絕緣層的線纜產品稱為「裸電線與裸導體製品」。為了保證電流沿導線方向流動與電氣安全,在安裝時必須設定與線路電壓相適應的外部絕緣,如空間間隔、絕緣子支撐等。因此本類產品本身不標明「使用電壓」。

本類產品的技術學科是對具有高導電、高強度、高耐熱、耐腐蝕、耐磨耗等特性的導電金屬材料進行研究開發,以及以有色金屬壓力加工(熱軋、冷拉拔、絞合等)工藝技術與裝備,導電合金

的配製,高純度有色金屬的冶煉、改性等研究和工藝技術開發等。

(二)按結構與用途的不同,分為四小類

1,裸單線

指的是不同材料和尺寸的有色金屬單線,可分為圓單線(銅、鋁及其合金),扁線(銅、鋁及其合金),有金屬鍍層(錫、銀、鎳)的單線和雙金屬線(鋁包鋼、銅包鋁、銅包鋼)等。

此類產品大部分作為供給下一道製作電線電纜產品作為材料使用。

2,裸絞線

這是本大類產品中的主導產品,由於總是架設在電桿上,習慣上稱為架空導線。架空導線本身不分電壓等級,即從低壓、中壓、高壓乃至超高壓原則上都可以用同一系列的導線。但330——500kv級,對導線外徑大小及表面的光潔度有特殊要求,以減少導線表面電暈(即電場使周圍區域性空氣電游離,會增大線路損耗)。

架空導線結構雖然簡單,但其作用卻極為重要。在電力網路中,其線路長度佔了總量的90%以上,特別是110kv——500kv高壓輸、配電線路中更是佔了絕大多數。

裸絞線從結構組成上可以分為三種。一種是以單一金屬材料的單線絞製而成,如鋁絞線、銅絞線、鋁合金絞線等;另一種是以鋼絞線為芯線以增加承拉強度,外面絞上一層或幾層鋁線或鋁合金線的鋼芯鋁絞線;第三種是以雙金屬單線絞製而成的絞線,如鋁包鋼絞線。

鋼芯鋁絞線是使用最廣泛的品種,由於有了鋼芯承受懸掛在電桿上的拉力,可以增大電桿間距以減少投資(特別是高壓線路)並延長導線壽命、增強安全性。

敷設線路周圍如有腐蝕氣體(如海邊的鹽霧、化工廠地區),則應採用塗有防腐塗料的防腐型鋼芯鋁絞線。

架空、導線新品發展的趨向是:①在不增加導線自重的前提下增加抗拉能力和耐振動性,如高強度鋁合金絞線,自阻尼(防振動)導線等;②提高導線長期工作溫度或導電率以增大傳輸容量,如倍容量導線等;③在寒冷地區防止導線表面結冰的防冰雪導線等。

3,軟接線與編織線

這是一類特殊用途的產品、品種不少但用量較少;如電動機械的電刷線、蓄電池的並聯線、天線、接地線和遮蔽網套等。此類產品是採用細銅單線經束絞、復絞而成;蓄電池並聯線一般製成扁形(俗稱辮子線);遮蔽網套系編制而成,套在要求遮蔽的電線外。

4,型線與型材

產品的橫截面形狀各異,不是圓形的稱為型線;而不是以較大長度使用的產品稱為型材。按其用途可分為三種:

①作為大電流母線(又稱匯流排)用的銅、鋁排材。大多是扁平狀的,也有製成空心矩形和半弓子形的。用於電廠、變電站傳輸大容量流用;以及開關櫃中。近年來又發展了帶有絕緣層的絕緣母線。

②接觸網用導線此類導線用於電氣化鐵道,城市

電車、隧道內電機車(如地鐵、礦山地下坑道車)等用的架空導線。由於城市軌道交通線路和電氣化鐵道的大規模發展,使用接觸網導線(俗稱電車線,現簡稱為接觸線)的用量成倍增加。

對接觸線的技術要求除了導電性能好和有足夠的抗拉強度和良好的耐氣候腐蝕性外,優良的抗耐磨性也很重要,與使用壽命直接相關。

③異形排材主要用於各類電機中換向器元件,以及各種開關、閘刀的刀頭電極。截面形狀有梯形、單峰形,雙峰形,材質為銅或銅合金。

二、電力電纜

(一)能長期、安全可靠地傳輸大容量電能的絕緣電源稱為「電力電纜」。

電力電纜是導體外包有優質絕緣材料,並有各種保護層的電纜。它的主要功能與架空導線一樣,在電力系統中傳輸和分配大容量的電能用。與架空線的區別是電力電纜可在各種環境下敷設,安全隱蔽、不受外界氣候變化的干擾;以及可以較少維護,經久耐用(一般要求40年以上)。

但電力電纜的結構比較複雜,製造工序多,產品**要比架空導線高出幾十倍;因此一般應用於不適應採用架空線路的場合,如城市中輸配電線路和工礦企業的動力引入與廠區的主幹電力線路中;以及跨越江河鐵路站場,貫穿地下隧道等。實際上電力線路是架空導線與電力電纜共同組成的,架空導線側重於產生電源的輸、變、配電部分,而電力電纜側重使用於配電、用電端,因此,中低壓電力電纜的生產量佔98%以上。

隨著我國經濟水平的迅速提高,電力電纜在電力系統中的比例不斷增加。如城市中心區的中、低壓架空線路將逐步改為隱蔽的電纜線路,市郊和中心城鎮將採用架空絕緣電纜。

(二)電力電纜應具有下列技術特性

1,能長期承受較高乃至極高的工作電壓,應具有非常優良的電絕緣效能,因此電力電纜按使用電壓級可分為:低壓(1千伏及以下)、中壓(6——35千伏)、高壓(66——330千伏)、超高壓(500千伏及以上)。

2,能傳輸很大的電流(幾百安乃至幾千安),因此會採用截面積為幾百乃至幾千平方公釐的導電線芯。同時要求所用絕緣及其他材料具有優良的耐熱老化效能,而整體結構能保持熱平衡。

3,為使電纜能適應各種敷設方式和使用環境(地下、水中、溝管、隧道、豎井),必須採用多種組合的保護層結構。

事實上,電力電纜所依託的高壓絕緣技術、大電流傳輸技術以及結構平衡、護層結構等均代表了電工學科中這幾方面的學術水平。

(三)製造電力電纜的工藝裝置主要有絞線機,絕緣包覆裝置,成纜機(將3——5根絕緣線芯絞合成纜),內、外護套擠包機以及鎧裝(鋼帶、鋼絲鎧裝)裝置。其中,不同的絕緣結構採用不同的裝置,且工藝技術要求極高。

(四)電力電纜均使用於電力系統中,因此一般不再分小類,而是按不同絕緣材料或結構分出系列作為分類。

電力電纜的產品系列有:

1,聚氯乙稀絕緣電力電纜由於聚氯乙稀塑料**便宜,物理機械效能較好,擠出工藝簡單,但絕緣性能一般。因此大量用來製造1千伏及以下的低壓電力電纜,供低壓配電系統用,年產量達十多萬公里。如採用加了電壓穩定劑的絕緣料,允許上產6千伏級的電纜。

2,交聯聚乙烯絕緣電力電纜由於聚乙烯是電絕緣效能最好的塑料,加上經過高分子交聯後成為熱固性材料,因此其電效能好,機械效能和耐熱性好。近二十年來,已成為我國中、高壓電力電纜的主導品種,可適用於6——330千伏的各個電壓級中。

近年來,1千伏低壓電纜的交聯化已成為乙個技術方向,關鍵是降低絕緣厚度使之在**上能與聚氯乙稀電纜競爭。

3,粘性油浸漬絕緣電力電纜在2023年前是我國中壓電纜的主導產品。這是電力電纜的經典結構,已有百多年的歷史,電、熱效能裕度大,使用壽命長(國內還在用2023年敷設的進口電纜)。但由於生產工序多,周期長,材料**少等,已被交聯聚乙烯電纜所取代。

4,充油電纜是另一種結構的油紙電纜,採用薄型絕緣紙繞包後,用低粘度油在壓力下填充間隙中。適用於66——500千伏。從上世紀六十年代起是我國高壓電纜的唯一產品,但近年來也已被交聯聚乙烯絕緣高壓電纜所取代。

5,橡皮絕緣電力電纜是一種柔軟的,使用中可以移動的電力電纜,主要用於企業經常需要變動敷設位置的場合。採用天然橡膠絕緣,電壓等級主要是一千伏,可以生產6千伏級。

6,架空絕緣電纜實質上是一種帶有絕緣的架空導線,由於仍架設在電桿上,其絕緣設計裕度可小於電力電纜。絕緣可採用聚氯乙稀或交聯聚乙烯。一般製成單芯,但也可將3——4相絕緣芯絞合成一束,不加護套,稱為集束型架空電纜。

阻燃電線電纜

1.阻燃電線電纜應具有阻燃特性,根據《成束電線電纜燃燒試驗方法》gb/t18380.3-2001,可分為a、b、c三種阻燃等級,a級阻燃性能最高。

美國標準和技術研究所對阻燃和非阻燃電線進行了對比燃燒試驗,下列試驗結果可以說明採用阻燃電線電纜的重要意義:

a、阻燃電線比非阻燃電線可以提供15倍以上的逃生時間;

b、阻燃電線燒掉的材料僅為非阻燃電線的1/2;

c、阻燃電線的熱釋放率僅為非阻燃電線的1/4;

d、燃燒產生的毒氣量僅為非阻燃產品的1/3;

e、產煙效能,阻燃產品與非阻燃產品無明顯區別。

3.尼龍護套電線(型號bvn)

國際上傳統建築佈線用電線分為兩大類別:一類採用聚氯乙烯電線,主要有歐、日、中、澳大利亞等;另一類以美國、北美國家為代表,主要採用聚氯乙烯絕緣尼龍護套電線。需要說明的是,美國尼龍護套電線的應用是從聚氯乙烯電線發展、演變而來,已有近四十年歷史,前些年市場占有率高達90%。

尼龍有柔軟的鎧裝之稱,與聚氯乙烯電線相比較,機械效能優越,耐熱性能強,化學穩定性好,抗張、耐磨效能突出;與byj電線比較,bvn電線通常造價較高,含鹵素,價效比處於劣勢。需要指出的是,美國目前對pvc應用持強烈反對態度,bvn應用將大幅度減少。

熱塑性彈性體的簡介和分類

1.熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer)也稱熱塑性橡膠(thermop1astic rubber),是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性,在常溫顯示橡膠高彈性,高溫下又能塑化成型的高分子材料。也是繼天然橡膠、合成橡膠之後的所謂第三代橡膠,簡稱tpe或tpr。

熱塑性彈性體聚合物鏈的結構特點是由化學組成不同的樹脂段(硬段)和橡膠段(軟段)構成。硬段的鏈段間作用力足以形成物理「交聯」,軟段則是具有較大自由旋轉能力的高彈性鏈段;而軟硬段又以適當的次序排列並以適當的方式聯接起來。硬段的這種物理交聯是可逆的,即在高溫下失去約束大分子組成的能力,呈現塑性。

降至常溫時,這些「交聯」又恢復,而起類似硫化橡膠交聯點的作用。正是由於這種聚合物鏈結構特點和交聯狀態的可逆性,因而熱塑性彈性體一方面在常溫下顯示硫化膠的彈性、強度和形變特性等物理機械效能,可替代一般硫化膠製造某些橡膠製品;另一方面,在高溫下硬段會軟化或熔化,在加壓下呈現塑性流動,顯現熱塑性塑料的加工特性。

熱塑性彈性體在加工應用上有以下特點:

◎可用標準的熱塑性塑料加工裝置和工藝進行加工成型,如擠出、注射、吹塑等。

◎不需硫化,可製備生產橡膠製品,減少硫化工序,節約投資,能耗低,工藝簡單、加工週期縮短,生產效率提高,加工費用低。

◎邊角廢料可**使用,節省資源,也對環境保護有利。

◎由於在高溫下易軟化,所製產品的使用溫度有一定限制。

熱塑性彈性體最大的成功是它有一些明顯的優點,能部分取代熱固性橡膠。這些優點如下:

(1)加工較簡單;

(2)少或不需配料;

(3)較短的加工時間;

(4)較低的能量消耗;

(5)廢料邊角料可再利用;

(6)部件尺寸和整個質量的更嚴密控制;

(7)更適於高速自動加工;

(8)適於熱固性橡膠不可行的加工(吹塑);

(9)熱塑性彈性體的更低的密度,而使單位重能得到更多的部件。

但熱塑性彈性體也有某些缺點和不足:

※ 加工前乾燥;

※ 要求成批生產;

※ 在給定溫度下熱塑性彈性體熔融,高於該溫度時就不能使用,即使是短時間也不行;

※ 低硬度熱塑性彈性體品種數量有限。

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