電力電纜電氣參數(shù)及電氣特性研究

廣東電網(wǎng)云浮郁南供電局 527199

摘要：在國(guó)家大力倡導(dǎo)新能源的政策推動(dòng)下，電力電纜憑借其遠(yuǎn)勝于空中線路的優(yōu)越性，越來越多地被廣大民眾所熟知、運(yùn)用。電力電纜大量的運(yùn)用于沿海島嶼的供電問題，海島與海島之間以及海島與大陸之間的網(wǎng)絡(luò)、電力問題。那么這種新興能源具有哪些特性呢？本文就是對(duì)電力電纜的一些基本情況、電氣參數(shù)以及電氣特性進(jìn)行概述研究。

關(guān)鍵詞：電力電纜；基本結(jié)構(gòu)；電氣參數(shù)；電氣特性

在經(jīng)濟(jì)、科技飛速發(fā)展的今天，各項(xiàng)綠色、新興能源也在逐步走入人們的生活以及發(fā)展建設(shè)中。在傳統(tǒng)的電力發(fā)展進(jìn)程中，一直以來最大的電力輸送特色就是架空線路。架空線路作為電路輸送的“大哥大”，隨著國(guó)家的不斷快速發(fā)展，也越來越多地體現(xiàn)出了它的老舊落后。一種新興能源的誕生必定伴隨著一些新興的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及認(rèn)知，那么電力電纜這種綠色能源到底有什么特色，又有什么魅力能迅速占領(lǐng)這么大的市場(chǎng)呢？

1、電力電纜的重要性

在新形勢(shì)社會(huì)的引導(dǎo)下，國(guó)民認(rèn)識(shí)水平不斷提高，大家更多地注重了對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)。架空路線的建設(shè)恰好是違背這一民意的，即使是在大城市區(qū)域的外圍也存在著巨大的困難。再加上發(fā)展中的大城市，能源的不斷快速消耗，導(dǎo)致了只能通過建設(shè)地下電纜來滿足人們的需求。城市地下電力電纜對(duì)外界影響較小，例如在一些大型施工建設(shè)中就需要大量的電力輸出來支持工程的進(jìn)度，若是使用架空線路的話，不僅很大程度上會(huì)影響城市的美觀，而且對(duì)城市的交通也會(huì)產(chǎn)生不良的影響。城市地下電力電纜不僅耗費(fèi)空間小，它的線路容納量也大量增加。城市地下電力電纜它是鋪設(shè)于地下，因此在建筑空間上的占用是極其微小的。傳統(tǒng)的變電站考慮其出線較多，加上對(duì)安全、檢修方面的考慮，在架設(shè)同桿時(shí)不宜過多，因此所用的占地面積就不得不十分廣。而電力電纜卻不同，它的線路容納能力更強(qiáng)，能夠?qū)⑷砍鼍€容納進(jìn)一條隧道。

沿海區(qū)域的電力供輸則依靠另一項(xiàng)綠色能源電纜——海底電力電纜。由于沿海地區(qū)的特殊性，以往它的電力運(yùn)輸一直是個(gè)比較難的項(xiàng)目，現(xiàn)在，海島與海島之間、海島與大陸之間的電力運(yùn)輸、網(wǎng)絡(luò)問題全都依靠海底電力電纜得到了完美的解決。另外隨著新能源的不斷開發(fā)利用，越來越多的項(xiàng)目依靠海底電力電纜來輸電，不管是海底油田的開采還是海上風(fēng)場(chǎng)的建設(shè)。電力電纜為各行各業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展提供了非常便捷、有效的電力運(yùn)輸。

2、電力電纜的基本結(jié)構(gòu)

電力電纜主要由導(dǎo)體（導(dǎo)電線芯）、耐火層、絕緣層、屏蔽層、填充層、內(nèi)護(hù)層、鎧裝層以及外護(hù)層八部分構(gòu)成。

2.1導(dǎo)體（導(dǎo)電線芯）

導(dǎo)電線芯有實(shí)芯和絞合之分，它的作用就是傳導(dǎo)電流。銅包鋼、鋁包鋼、銅、銀、培等都是導(dǎo)電線芯的材料，而所有的材料中鋁和銅是導(dǎo)電性比較好的選擇，其中導(dǎo)電性最好的當(dāng)屬銅。

2.2耐火層

此結(jié)構(gòu)只有耐火性電纜才有。它能在火災(zāi)中為人們逃生爭(zhēng)取更多的時(shí)間，電纜在火中的持久性更好，這種電纜能在災(zāi)害的情況下更多地保護(hù)人們的權(quán)益。

2.3絕緣層

絕緣層的作用是隔絕導(dǎo)體，能承受一定的電壓，防止電流外泄造成傷亡，它是包覆在導(dǎo)體外的。根據(jù)要求的不同，絕緣材料也多種多樣，有相應(yīng)的介電系數(shù)小的，阻燃性能高的，能耐油腐的，燃燒時(shí)不產(chǎn)生有害氣體的等等。施工時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的絕緣材料。

2.4屏蔽層

屏蔽層位于絕緣層與外護(hù)層之間，能很好地限制電場(chǎng)和電磁的干擾。同樣的，它也有多種材料來適應(yīng)不同類型的電纜，例如：銅絲纏繞、鋁合金絲編織、鋁箔、鋼塑帶等等，為不同的專業(yè)效果提供了更多地選擇。

2.5填充層

填充成有玻璃纖維繩、橡皮、聚丙烯繩等多種填充物構(gòu)成，它的一個(gè)主要特性就是要求非吸濕性以及不能導(dǎo)電的材料。它能有效地讓電纜圓整，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，甚至能防火、隔水等，做到了更好的安全防護(hù)。

2.6內(nèi)護(hù)層

內(nèi)護(hù)層分為擠包、縱包以及繞包等幾種不同形式，擠包一般是在要求比較高的前提下，而燒包或縱包形式是在要求稍低的狀況下啟用。它能保護(hù)絕緣線芯不被外層損壞。

2.7鎧裝層

依照電纜的大小，鎧裝用的鋼帶厚度也是有所區(qū)別的，這在電纜使用標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。最常見的是不繡鋼帶鎧裝、鋼帶鎧裝、鋁帶鎧裝等多種形式，鎧裝層的主要作用就是保護(hù)電纜免受外力的損傷。

2.8外護(hù)層

電纜的外護(hù)層就是我們最后所能見到的最外一層，它一般有三種主材料構(gòu)成：塑料類、金屬類和橡皮類。它能在最外層起到對(duì)電纜的整體保護(hù)作用，根據(jù)電纜特性不同也分為低煙低鹵型、低煙無鹵型以及阻燃性等幾類。

3、電纜電氣參數(shù)

電氣參數(shù)對(duì)電力電纜至關(guān)重要。電纜傳輸容量主要取決于各部分的耗能發(fā)熱狀況，而這些能耗正是依據(jù)電氣參數(shù)來計(jì)算的，因此電氣參數(shù)決定了電纜傳輸性能和傳輸容量。利用電氣電纜的絕緣電阻以及電容可以了解絕緣層，換句話來說，它也是觀查和檢驗(yàn)電纜的標(biāo)準(zhǔn)。

一次參數(shù)和二次參數(shù)是電力電纜電氣參數(shù)的兩種表現(xiàn)形式。一次參數(shù)包括電感、電容、線芯的有效電阻、絕緣電阻，二次參數(shù)則包含相移常數(shù)、波阻值、衰減常數(shù)，通過一次參數(shù)的計(jì)算能夠推理到二次參數(shù)。

電纜的電氣參數(shù)由電纜各部分的材料性能和結(jié)構(gòu)的尺寸以及電阻系數(shù)確定，因此，如果電纜的幾何尺寸確定了，那么電纜電氣參數(shù)的計(jì)算公式也就確定了。這樣就可以根據(jù)他們之間密切的關(guān)系來確定相應(yīng)電纜的尺寸，以期滿足有電氣參數(shù)要求的電纜。

4、電氣特性

對(duì)電氣的特性分析最重要的憑據(jù)就是電氣參數(shù)的計(jì)算。以往的電氣參數(shù)計(jì)算往往是查詢手冊(cè)來獲取，但是手冊(cè)中獲取的數(shù)據(jù)畢竟不夠確切，因而我們必須實(shí)地的計(jì)算一下電氣參數(shù)。其實(shí)，我們完全可以依據(jù)基本的物理定律來進(jìn)行電氣參數(shù)的計(jì)算，計(jì)算在差異的頻率下常見的電氣參數(shù)，再將得到的不同參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。分析不同參數(shù)的產(chǎn)生原因，從而演算出一套相對(duì)完善的計(jì)算方法。一般在電力電纜參數(shù)計(jì)算時(shí)，主要針對(duì)電容矩陣、電感矩陣和電阻矩陣。電纜線路的傳輸矩陣在進(jìn)行電器分析的過程中扮演著至關(guān)重要的角色，依據(jù)傳輸矩陣來確定電壓以及電流，能及時(shí)有效地掌握沿線路的電壓及電流的變化情況。

4.1電纜阻抗

電纜阻抗相角的改變，對(duì)電壓電流會(huì)造成很大的影響，阻抗的幅值變化同樣也會(huì)形成影響。其實(shí)，如果是在合理的情況下改變電纜的阻抗相角或幅值，也是能夠把電壓與電流引入平穩(wěn)趨向的。

4.2電纜并聯(lián)補(bǔ)償度

電纜并聯(lián)補(bǔ)償度的不同變化，能夠有效地控制其相應(yīng)的沿電纜線路各個(gè)點(diǎn)的電流與電壓變化，對(duì)于電纜運(yùn)行來說，電纜并聯(lián)補(bǔ)償度擔(dān)當(dāng)著舉足輕重的角色。電纜并聯(lián)補(bǔ)償度的合理并聯(lián)補(bǔ)償，能夠推動(dòng)電纜線路的順暢實(shí)施，同時(shí)也降低了電壓的損耗，對(duì)電流幅值的平穩(wěn)運(yùn)行具有推動(dòng)作用。

結(jié)束語

科技在不斷進(jìn)步的今天，人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)也在不斷地改變，科技材料也在日新月異地進(jìn)步著。作為傳統(tǒng)電力線路未來的電力電纜也在不斷壯大自己的技術(shù)，在不斷地發(fā)展和完善。新興的海底、城市地下電力光纜技術(shù)漸漸地在我們面前揭下神秘的面紗；同時(shí)，它還在不斷地趨向多元化、高標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)。可以預(yù)見，在未來的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，電力電纜將在電力行業(yè)不斷發(fā)展、壯大。而我們對(duì)于電力電纜參數(shù)的運(yùn)算以及電氣特性的分析將會(huì)越發(fā)趨于成熟。我們有理由相信，電力電纜這一新興能源技術(shù)將會(huì)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。

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