20世纪80年代之前电力电缆线的绝缘几乎全为油浸纸绝缘，随着我国电力工业的快速发展,现今,各个电压等级电力电缆线中几乎全都采用聚乙烯绝缘电缆线。但油纸绝缘优良的性能,多少年来使用中建立起来的可靠性和丰富的运行经验，是其他电缆线所不及的,故仍占有–定份额,特别是超高压电力电缆线方面,仍然大量采用油浸纸绝缘。电力电缆线绝缘层的主要性能应具有较高的击穿强度、较低的介质损耗角正切、极高的绝缘电阻、优良的耐树枝放电性能,具有一定的柔软性、机械强度和满足电缆线绝缘性能,长期安全稳定。常用的电力电缆线绝缘材料有纸绝缘、挤包绝缘和压力电缆线绝缘三种。
1.纸绝缘电缆线的绝缘层
纸绝缘电缆线的绝缘层是采用窄条电缆线纸带(通常纸宽为5~25mm),一层层地包绕在电缆线导体.上,经过真空干燥后浸渍矿物油或合成油而形成的。纸带的包绕方式，除紧靠导体和绝缘层最外的几层外,均采用间隙式绕包,这使电缆线在弯曲时,在纸带层间可以相互移动,在沿半径为电缆线本身半径的12~25倍的圆弧弯曲时,不至于损伤绝缘。电缆线纸是木，质纤维纸,经过绝缘浸渍剂浸渍之后成为油浸纸。油浸纸绝缘实际上是木质纤维素与浸渍剂的夹层结构。35kV及以下的油纸电缆线采用黏性浸渍剂,即松香光亮油复合剂。这种黏性浸渍剂的特性是,在电缆线工作温度范围具有较高的黏度以防止流失,而在电缆线浸渍温度下,则具有较低的黏度,以确保良好的浸渍性能。
2.挤包绝缘电缆线的绝缘层结构及其材料性能
挤包绝缘材料是各类塑料、橡胶的高分子聚合物,经挤包工艺一次成型紧密地挤包在电缆线导体上。塑料和橡胶属于均匀介质,这是与油浸纸的夹层结构完全不相同的。聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯和乙丙橡胶的主要性能如下。
(1)聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入适量配合剂、增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂等经混合塑化而制成的。聚氯乙烯具有较高的电气性能和较高的机械强度,具有耐酸、耐碱、耐油性能,工艺性能也比较好。缺点是耐热性能较低,绝缘电阻率较小,介质损耗较大,因此只能用于6kV及以下的电缆线绝缘。
(2)聚乙烯具有优良的电气性能,介电常数小、介质损耗小、加I方便。缺点是耐热性差、机械强度低、耐电晕性能差。14厦电力电缆线应用技术
(3)交联聚乙烯是聚乙烯经过交联反应后的产物。采用交联的方法,将线形结构的聚乙烯加工成网状结构的交联聚乙烯,从而改善了材料的电气性能、耐热性能和机械性能。交联反应的基本机制是,利用物理的方法(如用高能粒子射线辐照)或者化学的方法(如加入过化氧化物化学交联剂，或用硅烷接枝等)来夺取聚乙烯中的氢原子,使其成为带有活性基的聚乙烯分子。而后带有活性基的聚乙烯分子之间交联成三度空间结构的大分子。
(4)乙丙橡胶是–种合成橡胶。用作电缆线绝缘的乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和少量第三单体共聚而成。乙丙橡胶具有良好的电气性能、耐热性能、耐臭氧和耐气候性能。缺点是不耐油,可以燃烧。
3.充油电缆线的绝缘层结构及其材料性能
充油电缆线是利用补充浸渍剂原理来消除气隙,以提高电缆线工作场强的一种电缆线。按充油通道不同,充油电缆线分为两类,一是自容式油电缆线,另–是钢管充油电缆线。运行经验表明,自容式充油电缆线具有电气性能稳定、使用寿命较长的优点。自容式充油电缆线油道位于导体中央,油道与补充浸渍剂的设备(供油箱)相连,电缆线温度升高时,浸渍油膨胀,多出的某一体积的油通过油道流至供油箱。而当电缆线温度降低时,浸渍剂收缩，供油箱中的浸渍剂又通过油道返回绝缘层,以填补空隙。这样既消除了气隙的产生，又防止电缆线中产生过高的压力。为使媒介剂能够流动顺畅,浸渍剂采用低黏度油,如十二烷基苯等。充油电缆线中浸渍剂压力必须始终高于大气压。在一定的压力下,不仅使电缆线工作场强提高而且可以有效防止一旦护套破裂潮气侵人绝缘层。
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