4.高压电缆平滑铝护套特点与运用的探讨(1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
节内容简介。章节内容简介以及关键字提示，章节内容简介。根据内容调整文本框尺寸以及字号。章节内容简介以及关键字
从2004年开始提示皱，纹章节铝内容护简套介。下章节的内缓容简冲介以层及陆关键续字出提示现，章白节色内容粉简介末。、烧蚀、击穿等问题。
作者、出处等相关文字
二、国内高压电缆金属护层的现状
皱纹铝护套波谷与缓冲层接触处有白色痕迹
对于皱纹铝护套高压电缆产品，产品标准中电缆结构描述不清晰，导致在设计、制造过程中对缓冲层中流
过的电流要均匀，认识不足。
例如：在GB/T11017.2-2014标准中这样要求的：“缓冲层应是半导电的，以使绝缘半导电屏蔽层与金属
屏蔽层保持电气上接触良好”。
对于二个导电的物体，保持电气上接触良好，以下三种接触方式都可以达到电气上的接触良好：
平滑铝护套
一、高压电缆金属护层结构综述
——复合屏蔽，束合金属线，外部再加上作为径向不透水的阻挡层的金属套或与外护套粘结的金属带或金 属箔。
金属屏蔽层（金属丝缠绕在绝缘屏蔽上）+阻水结构的护层+金属套或外护套粘结金属带或金属箔的电 缆结构
2. 其它结构如：
——不与外护套粘结的金属带或者金属箔； ——仅有束合金属线。
当铝护套轧纹深度很浅，缓冲层与铝护套间留有间隙，电缆线芯依靠自身的重量通过缓冲层与皱纹铝护套的 波谷单点接触，如图（一）的状态，点接触，我国早期的铝护套高压电缆这种情况比较多；
高压电缆平滑铝护套特点与运用的探讨
2019.10.31 成都
目录
一、高压电缆金属护层结构综述 二、国内高压电缆金属护层的现状 三、平滑铝护套的特点
一、高压电缆金属护层结构综述
1. 提供径向防水功能的结构主要有：
——金属套；
皱纹铝护套
皱纹铜护套
——与外护套粘结的纵包金属带或纵包金属箔；
铅护套
铜箔、铝箔纵包与非金属外护套紧密挤包
注：在任何情况下，金属屏蔽/金属套应能够承受全部短路电流。
一、高压电缆金属护层结构综述
3. 高压电缆金属护层的作用 使电场分布均匀 控制电位和限制电场 避免在绝缘表面产生局部放电 传导泄露电流和充电电流 传导故障电流 对危害的接触电压进行防护（接触防护） 对潮气的防护（金属管型）
二、国内高压电缆金属护层的现状 1. 高压陆缆金属护层
二、国内高压电缆金属护层的现状
中性点电流：负载中性点的偏移导致其与电缆线路的中性点N间的电位不同，产生流经两中性点间的电流。 不平衡电流：三相电流的矢量和不为零，导致的不平衡电流通过缓冲层流经电缆金属护套。 故障电流：当电缆绝缘发生击穿时，经过缓冲层流经金属护套的故障电流的通道。 浪涌电流：浪涌电压（雷电、电网上的大型负荷接通或断开（包括补偿电容的投切）等）所产生的电流。
2. 防潮措施 1）原材料包装、运输、储存 2）生产过程 3）电缆端部密封、附件安装过程
◆缓冲层烧蚀原因 电缆金属护层与缓冲层接触面积小，接触不均匀是导致缓冲层烧蚀的主要原因。 高压电缆流过缓冲层的电流有：
电缆充电电流：当电缆导体上施加电压时，在导体和金属护套间存在无功电容电流。 绝缘层泄漏电流：电缆的绝缘层可以用工频绝缘电阻和电容并联电路来等效，因此除了电容电流外，还 有相应的泄漏电流需要经缓冲层流入金属护套接地点。
从侧面可以看出白色痕迹在铝护套的波谷处
严重的地方的白色粉末已经贯穿缓冲层
白色粉末已经伤及绝缘屏蔽
二、国内高压电缆金属护层的现状
数据、图表与图标
金布下的缓冲层烧蚀情况
缓冲层烧穿后危及到绝缘屏蔽和绝缘层
缓冲层烧穿的案例
二、国内高压电缆金属护层的现状
纤维烧蚀的照片（还没有烧穿，从烧蚀的痕迹看，蓬松的纤维更容易被烧蚀） 缓冲层局部烧蚀照片
◆金属材料：95%以上采用皱Βιβλιοθήκη Baidu铝护套
◆生产工艺：氩弧焊生产工艺占70%
01
章节内容简介以及关键字提示，章 节内容简介。根据内容调整文本框 尺寸以及字号。章节内容简介以及 关键字提示，章节内容简介。
。
二、国内高压电缆金属护层的现状
◆原材料为铝杆的SheathEx连续挤压铝护套生产工艺
二、国内高压电缆金属护层的现状
H2 H
C
C
n
C
O
高压电缆半导电阻水带上的阻水粉吸水后，阻水粉会形成ON游a 离的OH-离子，在铝护套的波谷内 侧与缓冲层接触，铝是两性金属，即既能与酸反应，也能与碱反应。因此铝护套与缓冲层接触处 的OH-会与铝反应，如果有电场作用下，OH-会更容易汇聚到铝护套与缓冲层接触的位置，铝与碱 （OH-）发生反应：
◆由铝锭作为原材料的传统连续挤铝设备几乎淘汰 ◆缓冲层特性：阻水型半导电材料占80%，其余是非阻水型半导电材料
。 2. 高压海缆金属护层
◆金属材料：采用平滑铅护套 ◆生产工艺：连续挤铅生产工艺
短文标题
◆缓冲层特性：阻水型或非阻水型半导电材料
3. 电缆护层存在的问题 章节内容简介以及关键字提示，章节内容简介。根据内容调整文本框尺寸以及字号。章节内容简介以及关键字提示，章
（图一）
（图二）
（图三）
二、国内高压电缆金属护层的现状
假定A物体和B物体都是导体或半导体，从上面三个图中我们可以理解A物体和B物体都是电气上接触良好的， 假定三种接触状态下A物体流到B物体的电流是一样的，那么三种状态接触点的电流密度相差很大。
对于GB/T11017.2-2014标准中缓冲层与金属层接触的提法和要求，没有指明接触状态，在制定生产工艺时会 出现三种状态：
二、国内高压电缆金属护层的现状
◆白色粉末形成的原因及消除措施
高压电缆用半导电阻水带中含有阻水粉，其制备方法是将一定配比量的单体ＣＭ和交联剂加 入到丙烯酸钠中溶解，即生成聚丙烯酸，通过加入氢氧化钠调节反应液pH至6～9，其化学反应 方程式如下：
n H2C
CH COOH
H2 H
C
C
n COOH
+NaOH
二、国内高压电缆金属护层的现状 反应生成的偏铝酸钠极易溶于水，且吸收空气中的CO2发生如下反应：
白色粉末带来的危害？
二、国内高压电缆金属护层的现状 消除白色粉末形成的措施：
1. 适当降低阻水带中阻水粉的含量，在中国标准化协会团体标准T/CAS 374-2019《额定电压 26/35kV以上挤包绝缘电力电缆用半导电缓冲层材料》中规定采用pH(7.2±0.3)的指标加以控制。
从2004年开始提示皱，纹章节铝内容护简套介。下章节的内缓容简冲介以层及陆关键续字出提示现，章白节色内容粉简介末。、烧蚀、击穿等问题。
作者、出处等相关文字
二、国内高压电缆金属护层的现状
皱纹铝护套波谷与缓冲层接触处有白色痕迹
对于皱纹铝护套高压电缆产品，产品标准中电缆结构描述不清晰，导致在设计、制造过程中对缓冲层中流
过的电流要均匀，认识不足。
例如：在GB/T11017.2-2014标准中这样要求的：“缓冲层应是半导电的，以使绝缘半导电屏蔽层与金属
屏蔽层保持电气上接触良好”。
对于二个导电的物体，保持电气上接触良好，以下三种接触方式都可以达到电气上的接触良好：
平滑铝护套
一、高压电缆金属护层结构综述
——复合屏蔽，束合金属线，外部再加上作为径向不透水的阻挡层的金属套或与外护套粘结的金属带或金 属箔。
金属屏蔽层（金属丝缠绕在绝缘屏蔽上）+阻水结构的护层+金属套或外护套粘结金属带或金属箔的电 缆结构
2. 其它结构如：
——不与外护套粘结的金属带或者金属箔； ——仅有束合金属线。
当铝护套轧纹深度很浅，缓冲层与铝护套间留有间隙，电缆线芯依靠自身的重量通过缓冲层与皱纹铝护套的 波谷单点接触，如图（一）的状态，点接触，我国早期的铝护套高压电缆这种情况比较多；
高压电缆平滑铝护套特点与运用的探讨
2019.10.31 成都
目录
一、高压电缆金属护层结构综述 二、国内高压电缆金属护层的现状 三、平滑铝护套的特点
一、高压电缆金属护层结构综述
1. 提供径向防水功能的结构主要有：
——金属套；
皱纹铝护套
皱纹铜护套
——与外护套粘结的纵包金属带或纵包金属箔；
铅护套
铜箔、铝箔纵包与非金属外护套紧密挤包
注：在任何情况下，金属屏蔽/金属套应能够承受全部短路电流。
一、高压电缆金属护层结构综述
3. 高压电缆金属护层的作用 使电场分布均匀 控制电位和限制电场 避免在绝缘表面产生局部放电 传导泄露电流和充电电流 传导故障电流 对危害的接触电压进行防护（接触防护） 对潮气的防护（金属管型）
二、国内高压电缆金属护层的现状 1. 高压陆缆金属护层
二、国内高压电缆金属护层的现状
中性点电流：负载中性点的偏移导致其与电缆线路的中性点N间的电位不同，产生流经两中性点间的电流。 不平衡电流：三相电流的矢量和不为零，导致的不平衡电流通过缓冲层流经电缆金属护套。 故障电流：当电缆绝缘发生击穿时，经过缓冲层流经金属护套的故障电流的通道。 浪涌电流：浪涌电压（雷电、电网上的大型负荷接通或断开（包括补偿电容的投切）等）所产生的电流。
2. 防潮措施 1）原材料包装、运输、储存 2）生产过程 3）电缆端部密封、附件安装过程
◆缓冲层烧蚀原因 电缆金属护层与缓冲层接触面积小，接触不均匀是导致缓冲层烧蚀的主要原因。 高压电缆流过缓冲层的电流有：
电缆充电电流：当电缆导体上施加电压时，在导体和金属护套间存在无功电容电流。 绝缘层泄漏电流：电缆的绝缘层可以用工频绝缘电阻和电容并联电路来等效，因此除了电容电流外，还 有相应的泄漏电流需要经缓冲层流入金属护套接地点。
从侧面可以看出白色痕迹在铝护套的波谷处
严重的地方的白色粉末已经贯穿缓冲层
白色粉末已经伤及绝缘屏蔽
二、国内高压电缆金属护层的现状
数据、图表与图标
金布下的缓冲层烧蚀情况
缓冲层烧穿后危及到绝缘屏蔽和绝缘层
缓冲层烧穿的案例
二、国内高压电缆金属护层的现状
纤维烧蚀的照片（还没有烧穿，从烧蚀的痕迹看，蓬松的纤维更容易被烧蚀） 缓冲层局部烧蚀照片
◆金属材料：95%以上采用皱Βιβλιοθήκη Baidu铝护套
◆生产工艺：氩弧焊生产工艺占70%
01
章节内容简介以及关键字提示，章 节内容简介。根据内容调整文本框 尺寸以及字号。章节内容简介以及 关键字提示，章节内容简介。
。
二、国内高压电缆金属护层的现状
◆原材料为铝杆的SheathEx连续挤压铝护套生产工艺
二、国内高压电缆金属护层的现状
H2 H
C
C
n
C
O
高压电缆半导电阻水带上的阻水粉吸水后，阻水粉会形成ON游a 离的OH-离子，在铝护套的波谷内 侧与缓冲层接触，铝是两性金属，即既能与酸反应，也能与碱反应。因此铝护套与缓冲层接触处 的OH-会与铝反应，如果有电场作用下，OH-会更容易汇聚到铝护套与缓冲层接触的位置，铝与碱 （OH-）发生反应：
◆由铝锭作为原材料的传统连续挤铝设备几乎淘汰 ◆缓冲层特性：阻水型半导电材料占80%，其余是非阻水型半导电材料
。 2. 高压海缆金属护层
◆金属材料：采用平滑铅护套 ◆生产工艺：连续挤铅生产工艺
短文标题
◆缓冲层特性：阻水型或非阻水型半导电材料
3. 电缆护层存在的问题 章节内容简介以及关键字提示，章节内容简介。根据内容调整文本框尺寸以及字号。章节内容简介以及关键字提示，章
（图一）
（图二）
（图三）
二、国内高压电缆金属护层的现状
假定A物体和B物体都是导体或半导体，从上面三个图中我们可以理解A物体和B物体都是电气上接触良好的， 假定三种接触状态下A物体流到B物体的电流是一样的，那么三种状态接触点的电流密度相差很大。
对于GB/T11017.2-2014标准中缓冲层与金属层接触的提法和要求，没有指明接触状态，在制定生产工艺时会 出现三种状态：
二、国内高压电缆金属护层的现状
◆白色粉末形成的原因及消除措施
高压电缆用半导电阻水带中含有阻水粉，其制备方法是将一定配比量的单体ＣＭ和交联剂加 入到丙烯酸钠中溶解，即生成聚丙烯酸，通过加入氢氧化钠调节反应液pH至6～9，其化学反应 方程式如下：
n H2C
CH COOH
H2 H
C
C
n COOH
+NaOH
二、国内高压电缆金属护层的现状 反应生成的偏铝酸钠极易溶于水，且吸收空气中的CO2发生如下反应：
白色粉末带来的危害？
二、国内高压电缆金属护层的现状 消除白色粉末形成的措施：
1. 适当降低阻水带中阻水粉的含量，在中国标准化协会团体标准T/CAS 374-2019《额定电压 26/35kV以上挤包绝缘电力电缆用半导电缓冲层材料》中规定采用pH(7.2±0.3)的指标加以控制。