母線、電纜、絕緣子及運行

母線及運行1本節目錄母線的作用母線的截面形狀大電流母線ON在發電廠和變電所的各級電壓配電裝置中，將發電機、變壓器與各種電器連接的導線稱為母線。母線是各級電壓配電裝置的中間環節，它的作用是匯集、分配和傳送電能。在發電廠和變電站中，母線包括一次設備部分的主母線和設備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統的直流母線、二次部分的小母線等。3(1)矩形截面：一般應用于35kV及以下的戶內外配電裝置中。矩形截面母線的優點(與相同截面積的圓形母線比較)是散熱條件較好，集膚效應較小，在容許發熱溫度下通過的允許工作電流大。4圖6-1戶外矩形母線圖6-2戶內矩形母線矩形母線的截面積增加時，散熱面積并不是成比例地增加，所以，允許工作電流也不能成比例增加。因此，矩形母線的最大截面積受到限制。當工作電流很大，最大截面的矩形母線也不能滿足要求時，可采用多條矩形母線并聯使用，并間隔一定距離(一條母線的厚度)。5矩形母線用在電壓為35kV以上的場合，會出現電暈現象。(2)槽形截面：當每相三條以上的矩形母線不能滿足要求時，一般采用由槽形截面母線組成近似正方形的空心母線結構。這種結構的優點是：鄰近效應較小，冷卻條件好，金屬材料利用率較高。另外，為了加大槽形母線的截面系數，可將兩條槽形母線每相隔一定距離，用連接片焊住，構成一個整體。槽形母線的工作電流可達10～12kA。6（3）絞線圓形軟母線在35kV以上的戶外配電裝置中，為了防止產生電暈，一般采用圓形截面母線。鋼芯鋁絞線(如圖6-4所示)由多股鋁線繞單股或多股鋼線的外層構成，一般用于35kV及以上屋外配電裝置中。圖6-4絞線圓形軟母線和管形截面母線鋼芯鋁絞線軟母線管形母線8（4）管形截面母線管形母線(如圖6-4所示)常用在110kV及以上，持續工作電流在8000A以上的配電裝置中。優點：集膚效應小，電暈放電電壓高，機械強度高，散熱條件好。圖6-4絞線圓形軟母線和管形截面母線鋼芯鋁絞線軟母線管形母線99隨著電力系統的迅速發展，單機容量不斷增大，300MW發電機的額定電流已達一萬一千多安培，這樣大的電流通過發電機與變壓器之間的連接母線時，將引起一系列問題：如母線短路時產生巨大電動力；母線本身發熱及母線對附近鋼構件的感應發熱；母線故障對系統的影響。為解決上述問題，國內外已普遍采用封閉母線。圖6-6發電機出口分相封閉母線10全連式分相封閉母線的屏蔽原理Youtext由于同相外殼各段已焊成一體，且三相外殼間又用金屬板短接，這好似1:1的電流互感器二次線圈被短路一樣：主母線的電流所產生的交變磁通作用于外殼，在外殼上產生感應電勢，此電勢在外殼的閉合回路中產生三相環流，由于外殼是采用低值電阻的鋁合金制成，所以外殼上的三相環流與母線電流基本上是方向相反，數值相等，這就使主母線在外殼外面所產生的磁通被抵消。利用SF6氣體良好的絕緣性能和滅弧性能(負電性)1—母線；2—封閉外殼；3—相間隔板；4—活動外殼；5—橡膠絕緣墊；6—連接外殼；7—短路板圖6-7全連式分相封閉母線11Youtext①提高了供電的可靠性。不僅杜絕了由于外物接觸不同相帶電導體而引起的相間短路事故的發生，而且也有效地防止了相對地短路時引起的相間短路故障②母線附近鋼構件中的損耗和發熱顯著減小。三相外殼短接，鋁殼電阻很小，外殼上感應產生與母線電流大小相近而方向相反的環流，環流的屏蔽作用使殼外磁場減小到敞露母線的10%以下，殼外鋼構發熱可忽略不計。全連式分相封閉母線的優點③大大減小了母線間的電動力，并改善了其他電氣設備的工作條件。由于外殼的電屏蔽作用，在短路故障時，母線所受的電動力大為減小，大約只有裸母線的20%～30%。改善了設備（導體、絕緣子、電流互感器、隔離開關等）的工作條件，使其容量滿足動穩定的要求。母線、電纜、絕緣子及運行電纜及運行12本節目錄電力電纜的作用及優點電力電纜的基本結構電力電纜的安裝和維護ON電力電纜與架空線路相比有許多優點：（1）供電可靠。不受外界的影響，不會像架空線那樣，因雷擊、風害、掛冰、風箏和鳥害等造成斷線、短路與接地等故障。機械碰撞的機會也較少。（2）不占地面和空間。一般的電力電纜都是敷設地下，不受路面建筑物的影響，適合城市與工廠使用。（3）地下敷設，有利人身安全。（4）不使用電桿，節約木材、鋼材、水泥。同時使市容整齊美觀，交通方便。（5）運行維護簡單，節省線路維護費用。14電力電纜的作用：輸送和分配電能電纜主要有線芯、絕緣層、保護層三部分構成。電纜線芯電纜的線芯是用來傳導電流的，線芯導體要有好的導電性，以減少輸電時線路上能量的損失。線芯通常由多股銅絞線或鋁絞線制成。根據導體的芯數，可分為單芯、雙芯、三芯和四芯電纜。17分銅芯和鋁芯兩種。銅電阻系數為0.0184，比重8.9鋁電阻系數為0.031，比重2.7(銅的30%)(66kV及以上不用鋁芯)我國規定的線芯截面（mm2）規格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規格絕緣層絕緣層的作用是將線芯導體間及保護層相隔離，因此必須絕緣性能、耐熱性能良好。按電纜絕緣材料和結構分，有油浸紙絕緣電纜聚氯乙烯絕緣電纜（簡稱塑力電纜）交聯聚乙烯絕緣電纜（簡稱交聯電纜）橡皮絕緣電纜高壓充油電纜SF6氣體絕緣電纜。19交聯聚乙烯：通過化學或物理方法將聚乙烯分子鏈間相互交聯。最高運行溫度可達90℃，短路時導電線芯允許的最高溫度可達250℃。極大地提高了電纜的安全載流量和短路容量。其最高工作電壓達500kV。

從1kV到220kV的各種電力電纜中，交聯聚乙烯是當前應用最廣的一種絕緣材料，幾乎完全取代了紙絕緣。YJV、YJLV、YJY、YJLY交聯聚乙烯絕緣電力電纜絕緣層的作用是將線芯導體間及保護層相隔離，因此必須絕緣性能、耐熱性能良好。保護層保護層用來保護絕緣層，使電纜在運輸、貯存、敷設和運行中，絕緣層不受外力的損傷和防止水分的浸入，故應有一定的機械強度。在油浸紙絕緣電纜中，保護層還具有防止絕緣油外流的作用。屏蔽層：導體屏蔽和絕緣屏蔽層為半導電材料，作用是使電場均勻，避免局部放電；銅絲屏蔽（接地）作用是屏蔽電場，且傳導接地電流。鎧裝層：以免內部的效用層在運輸和安裝時受到損壞,保護電纜結構完整和電氣性能，提高電纜的使用壽命。通常有兩種，鋼帶鎧裝和鋼絲鎧裝。21四、電力電纜的連接附件電纜終端:3M冷縮式橡塑絕緣電纜終端10kV三芯戶外終端電纜與其它設備相連接時,需要有一個滿足一定絕緣與密封要求的連接裝置.硅橡膠冷縮電纜頭22四、電力電纜的連接附件電纜終端:23電纜中間接頭:若干條電纜的中間連接附件.起連接導體、絕緣和密封保護的作用冷縮式橡塑絕緣電纜中間接頭TM35KVQSⅢ冷縮中間接頭四、電力電纜的連接附件24電纜的敷設方法直埋敷設排管敷設溝道敷設隧道敷設橋架敷設25電纜的敷設方法直埋敷設：直接將電纜埋入地下,采用泥土覆蓋的敷設方式。

直埋敷設最大的優點就是造價低廉，但最大的劣勢為電纜缺乏有效的保護，很容易遭受外力的破壞與影響。因此，對重要的電纜線路，基本不采用直埋的方式進行敷設。直埋式電纜一般適用于汽機廠房、輸煤棧橋、鍋爐廠房的運轉層等地方。26電纜的敷設方法

排管式電纜一般適用于在與其他建筑物、鐵路或公路互相交叉的地帶。排管敷設：將具備一定機械強度的管材，例如：鋼鐵管、強化PVC管、玻璃纖維管、水泥管等預先埋入低下，每根管道平滑的相連，就在地下構成了一條電纜的通道，將電纜穿入其中即可。27電纜的敷設方法

電纜溝道適用于電纜較少而不經常交換的地區、輔助車間及架空出線的配電裝置。溝道敷設：修建一條電纜溝，溝道頂部配以可以活動的蓋板，溝內裝設電纜支架，再將電纜敷設在支架上的方式。28電纜的敷設方法

電纜隧道適用于大城市，及敷有大量電纜的諸如汽機廠房、鍋爐廠房、主控制樓到主廠房、開關室及饋線電纜數量較多的配電裝置等地區。隧道敷設：在較深的地下開挖一條大型的隧道，隧道兩壁固定電纜支架，電纜敷設于支架上的方式。29電纜的敷設方法

這種方式的應用面比較窄，通常在電纜過大橋或在建筑物內部敷設時才采用。橋架敷設：在基礎上固定一排長長的橋形支架，電纜就放置在這些橋架上。303030巡視周期要求1)運行中110kV及以上電纜，以及運行地位十分重要的10kV電力電纜線路每三個月至少巡視一次，雷雨、暴雨天氣后應立即對溝道情況較差的電力電纜線路進行巡視。2)對隧道敷設的電纜，應至少每月進行一次巡視；對溝道敷設的電纜，應至少每6個月抽點揭溝巡視一次

，巡視該段電纜狀態，并對溝道進行清淤；對于排管敷設的電纜，應至少每年進行一次巡檢。3)對外部施工頻繁地段的電纜，按情況酌情加強巡視。31313131日常巡查的主要內容巡查的主要內容包括：紅外線溫度檢測；地面部分設施狀態檢查；護管或隔墻狀態檢查；編號、印字、吊牌檢查，電纜接地箱應檢查有無損壞、進水。2)

應每月用溫度探測設備尋檢一次110kV及以上或重要10kV電纜的運行溫度，將所測得的溫度與當時的負載電流詳細記錄，作為對該電纜評估的基礎資料。3)

電纜線路走廊上不應堆置瓦礫、礦渣、建筑材料、笨重物件、酸堿性排泄物或砌堆石灰坑等。323232324)

對于備用排管應該檢查其有無堵塞、斷裂和被占用現象。5)

對敷設在地下的每一電纜線路，應查看路面是否正常，有無挖掘痕跡及路線標樁是否完整無缺等。6）

安裝有保護器的單相電纜，在通過短路電流后，或每年至少檢查一次閥片或球間隙有無擊穿或燒熔現象7）

對與架空線連接的電纜和終端頭應檢查終端頭是否完整，引出線的接點有無發熱現象，靠近地面一段電纜是否

被外力損壞等。8)

多根并列電纜要檢查電流分配和電纜外皮的溫度情況。防止因分接點不良而引起電纜過負荷或燒壞接點。日常巡查的主要內容33333333常見故障與異常查找電力電纜的故障一般是指電纜本體、附件在運行或預防性試驗中發生電擊穿等損壞情況。34343434常見故障與異常查找（1）外護套絕緣降低或外護套破損

電纜護套出現破損或絕緣降低，將使電纜失去最基本的保護，并有可能造成較大的環流，使電能損耗增加，且會降低電纜的載流量與電氣性能(主要針對單芯電纜)。對于外護套的檢測，通常采用絕緣電阻表及直流耐壓進行。即：使用5000V絕緣電阻表對外護套進行絕緣檢測，其值應大于0.5MΩ/km；對外保套施加10kV直流，1min不發生擊穿。35353535（2）電纜終端或中間接頭出現電氣損壞電纜終端或中間接頭(以下統稱電纜頭)的主要作用是恢復電纜端部的電氣絕緣、改善電場分布，以及密封。電纜頭在運行中出現的電氣損壞通常都是比較嚴重的事故，例如：燃燒、爆炸等情況。不僅會使該段電纜退出運行，而且很可能波及周邊的電氣設備。電纜頭若在運行中出現故障，通常會發生較劇烈的燃燒或爆炸等狀況，故障位置與情況可以比較清晰地判明，重新更換制作電纜頭即可。若在預試耐壓中發生擊穿，則不一定能夠很輕易地發現故障位置，此時需要使用故障定位儀進行故障定位后再進行處理。常見故障與異常查找36363636（3）電纜本體出現主絕緣擊穿交聯聚乙烯電纜具有良好的電氣性能，較少出現主絕緣擊穿的現象。主絕緣擊穿的檢測與查找手段與上述的電纜頭故障查找手段相同。常見故障與異常查找37重點:1.簡述電纜的作用和優點?2.電纜的基本結構?每一部分的作用及性能要求?3.電纜按絕緣材料分為哪幾種?母線、電纜、絕緣子及運行絕緣子及運行38本節目錄絕緣子的作用和分類絕緣子的基本結構絕緣子的運行維護ON40絕緣子又名瓷瓶，它被廣泛應用于發電廠和變電所的戶內、外配電裝置、變壓器、開關電器及輸配電線路中，用來支持和固定帶電導體，并與地絕緣，或作為帶電導體之間的絕緣。因此，要求絕緣子具有足夠的機械強度和絕緣性能，并能在惡劣環境（高溫、潮濕、多塵埃、污垢等）下安全運行。套管絕緣子懸式絕緣子支柱絕緣子圖6-26變電站絕緣子示意圖41411.按額定電壓分高壓絕緣子（用于1000V以上的裝置中）低壓絕緣子（用于1000V及以下的裝置中）4242422.按安裝地點分戶內式：絕緣子安裝在戶內，絕緣子表面無傘裙。戶外式：絕緣子安裝在戶外，絕緣子表面有較多和較大的傘裙，以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，使其能在惡劣的氣候環境中可靠的工作434343433.按結構形式分支柱式、套管式及盤形懸式三種套管絕緣子懸式絕緣子支柱絕緣子圖6-26變電站絕緣子示意圖44444444444.按用途分（1）電站絕緣子。圖6-29電站絕緣子

母線支柱絕緣子

母線套管絕緣子主要用來支持和固定發電廠及變電站屋內外配電裝置的硬母線，并使母線與大地絕緣。按作用不同分為支柱絕緣子和套管絕緣子。4545454545454.按用途分（2）電器絕緣子。

主要用來固定電器的載流部分。也分為支柱絕緣子和套管絕緣子。

支柱絕緣子用于固定沒有封閉外殼的電器的載流部分；

套管絕緣子用來使有封閉外殼的電器（如斷路器、變壓器等）的載流部分引出外殼。

電器套管絕緣子

電器支柱絕緣子

圖6-30電器絕緣子464646464646464.按用途分（3）線路絕緣子。主要用來固結架空輸、配電導線和屋外配電裝置的軟母線，并使它們與接地部分絕緣。針式絕緣子懸式絕緣子蝴蝶式絕緣子瓷橫擔絕緣子4747474747474747圖6-32絕緣子基本結構示意圖金屬附件絕緣件（1）絕緣件。電工瓷：結構緊密均勻、絕緣性能穩定、機械強度高和不吸水等優點鋼化玻璃：絕緣和機械強度高、尺寸小、質量輕、制造工藝簡單及價格低廉新

型的有機復合絕緣物：由有機聚合絕緣物為主要絕緣材料制造出來的新型線路絕緣子,由于具有優良的防污與機電性能，較好地克服瓷絕緣的不足之處。（2）金屬附件。其作用是將絕緣子固定在支架上和將載流導體固定在絕緣子上。金屬附件裝在絕緣件的兩端，兩者通常用水泥膠合劑膠合在一起。金屬附件皆作鍍鋅處理，以防其銹蝕。