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充氣電纜工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

文章出處:   責(zé)任編輯:   發(fā)布時(shí)間:2020-09-23 14:58:49    點(diǎn)擊數(shù):-   【
       充氣電纜用干燥的氮?dú)庾鹘^緣介質(zhì)的電纜。是油紙絕緣電纜中的一種。它是向油紙絕緣電纜內(nèi)部充以高壓力的氮?dú)猓箽怏w密度增加,氣體分子的平均自由行程減少,以提高其游離電場(chǎng)的強(qiáng)度。由于氮?dú)鈨r(jià)廉,不會(huì)燃燒,且在高差較大的電纜線路中不存在充油電纜的靜壓?jiǎn)栴},因此充氣電纜有它的特殊的適用場(chǎng)所。

電纜

       充氣電纜用高壓力的氮?dú)馓畛溆图埥^緣中的氣隙以提高絕緣性能的一種電力電纜。曾用于33~138kV的電力電纜線路中,有些也用于275kV級(jí)的電纜線路。因?yàn)槌錃怆娎|絕緣中不含大量的易燃電纜油,對(duì)防火要求較高的場(chǎng)所(如隧道等)尤為適宜。
        充氣電纜的油紙絕緣中的氣隙被高壓力的氮?dú)馓畛浜?,其絕緣強(qiáng)度與氮?dú)獾膲毫Τ山凭€性比例。按不同電壓等級(jí)的氣體工作壓力的不同,充氣電纜可分為低壓力、中壓力和高壓力三種,氣體的壓力分別為0.15MPa、0.45MPa和1.45MPa。
       充氣電纜的游離電場(chǎng)強(qiáng)度與沿電場(chǎng)方向的氣體間隙大小有關(guān),間隙厚度愈小則游離電場(chǎng)強(qiáng)度愈高。因此,充氣電纜和充油電纜一樣,常使用薄紙帶作為繞包絕緣以提高其電氣強(qiáng)度。
       所用的氣體大多采用干燥氮?dú)?。氮?dú)馀c浸漬紙絕緣直接接觸,是絕緣的組成部分,其含水量不超過(guò)0.03%,純度在99.95%以上。氮?dú)獠患儠?huì)使電纜絕緣酸化和受潮,并使介質(zhì)損耗因數(shù)增加。近年來(lái)也有試用SF6負(fù)電性氣體的,以提高絕緣層總體的擊穿強(qiáng)度。
       作原理
       原理與充油電纜完全不同,絕緣內(nèi)部的氣隙不是被消除,而是用高壓力的氮?dú)鈦?lái)填充以提高其游離電場(chǎng)強(qiáng)度。
       根據(jù)氣體放電理論,氣體的起始游離電場(chǎng)強(qiáng)度與其壓力亦即與氣體分子的平均自由程有關(guān),隨著壓力的增加,氣體密度增加,氣體分子的平均自由程將減少。為了能達(dá)到撞擊游離,氣體分子或離子就必須在較短的路程中積聚更多的能量,這就需要增加電場(chǎng)強(qiáng)度。因此,若在電纜絕緣內(nèi)充以高壓力的氮?dú)鈺r(shí),電纜內(nèi)部氣隙起始游離的電壓就可以大大提高。
       充氣電纜的游離電場(chǎng)強(qiáng)度與沿電場(chǎng)方向的氣體間隙大小有關(guān)。間隙厚度愈小則游離電場(chǎng)強(qiáng)度亦愈高。此外,在同樣的壓力下,工頻擊穿和沖擊擊穿強(qiáng)度亦隨紙帶厚度減小商提高。因此充氣電纜與充油電纜一樣,也可以使用薄紙來(lái)包繞絕緣以提高其電氣強(qiáng)度。但是,必須注意,氣隙的體積和形狀會(huì)在很大程度上影響游離電場(chǎng)強(qiáng)度,而這種特性是無(wú)法測(cè)量的,并且它會(huì)受一些不可控制的現(xiàn)象如熱膨脹、浸漬劑的滲透等的作用而變化。
       結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
       充氣電纜的構(gòu)造與充油電纜相似。兩者的區(qū)別在于氣道的構(gòu)造與油道不完全相同,而且紙絕緣的浸漬與加工過(guò)程也不同。單芯充氣電纜有的線芯中心有一個(gè)氣道;有的則是鉛包與絕緣表斷的屏蔽層之間留出2.5毫米的空隙作氣道,或者采用橢園形線芯與園形鉛包,使鉛包與絕緣層這間形成兩條月牙形氣道。三芯電纜由于可利用芯與芯之間的空隙作氣道,較好地解決了供氣問(wèn)題。但形式也有區(qū)別;有的只用一根金屬導(dǎo)氣管,有的除金屬導(dǎo)氣管外,還有~根管壁有孔的彈性塑料管,而有些則有兩根螺旋形氣道,再加一根導(dǎo)氣管。金屬導(dǎo)氣管是用無(wú)縫金屬管制成,它的管壁上也沒(méi)有氣孔,其作用只是保證氣體能直接傳送到每一個(gè)接頭盒中,在那里氣體就可以沿三個(gè)纜芯周?chē)目障痘蚵菪螝獾懒鞯诫娎|內(nèi)部絕緣中去。
       原理與充油電纜完全不同,絕緣內(nèi)部的氣隙不是被消除,而是用高壓力的氮?dú)鈦?lái)填滿(mǎn)氣隙以提高它的游離電場(chǎng)強(qiáng)度。因?yàn)榈獨(dú)馐且环N隋性氣體,具有非常穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu),不容易發(fā)生游離放電。電纜中充入壓縮氮?dú)夂?,氣體與浸漬紙絕緣直接接觸,也是絕緣的組成部分,其工作電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)大大提高,可以使用在較高的電壓等級(jí)中。
       按照氮?dú)鈮毫Φ牟煌?,分為低壓、中壓和高壓三種。其工作壓力分別為1.2~2、3~6、12~15公斤/厘米2,運(yùn)行電壓分別為35、20~75、35~275千伏。運(yùn)行電壓在138千伏及以下者有單芯和三芯兩種型式,138千伏及以上者則一般只有單芯型式。
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