電力電纜電氣參數及電氣特性研究

廣東電網云浮郁南供電局 527199

摘要：在國家大力倡導新能源的政策推動下，電力電纜憑借其遠勝于空中線路的優越性，越來越多地被廣大民眾所熟知、運用。電力電纜大量的運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絡、電力問題。那么這種新興能源具有哪些特性呢？本文就是對電力電纜的一些基本情況、電氣參數以及電氣特性進行概述研究。

關鍵詞：電力電纜；基本結構；電氣參數；電氣特性

在經濟、科技飛速發展的今天，各項綠色、新興能源也在逐步走入人們的生活以及發展建設中。在傳統的電力發展進程中，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”，隨著國家的不斷快速發展，也越來越多地體現出了它的老舊落后。一種新興能源的誕生必定伴隨著一些新興的知識結構以及認知，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這么大的市場呢？

1、電力電纜的重要性

在新形勢社會的引導下，國民認識水平不斷提高，大家更多地注重了對環境保護的認識。架空路線的建設恰好是違背這一民意的，即使是在大城市區域的外圍也存在著巨大的困難。再加上發展中的大城市，能源的不斷快速消耗，導致了只能通過建設地下電纜來滿足人們的需求。城市地下電力電纜對外界影響較小，例如在一些大型施工建設中就需要大量的電力輸出來支持工程的進度，若是使用架空線路的話，不僅很大程度上會影響城市的美觀，而且對城市的交通也會產生不良的影響。城市地下電力電纜不僅耗費空間小，它的線路容納量也大量增加。城市地下電力電纜它是鋪設于地下，因此在建筑空間上的占用是極其微小的。傳統的變電站考慮其出線較多，加上對安全、檢修方面的考慮，在架設同桿時不宜過多，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，能夠將全部出線容納進一條隧道。

沿海區域的電力供輸則依靠另一項綠色能源電纜——海底電力電纜。由于沿海地區的特殊性，以往它的電力運輸一直是個比較難的項目，現在，海島與海島之間、海島與大陸之間的電力運輸、網絡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利用，越來越多的項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場的建設。電力電纜為各行各業的長足發展提供了非常便捷、有效的電力運輸。

2、電力電纜的基本結構

電力電纜主要由導體（導電線芯）、耐火層、絕緣層、屏蔽層、填充層、內護層、鎧裝層以及外護層八部分構成。

2.1導體（導電線芯）

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

2.2耐火層

此結構只有耐火性電纜才有。它能在火災中為人們逃生爭取更多的時間，電纜在火中的持久性更好，這種電纜能在災害的情況下更多地保護人們的權益。

2.3絕緣層

絕緣層的作用是隔絕導體，能承受一定的電壓，防止電流外泄造成傷亡，它是包覆在導體外的。根據要求的不同，絕緣材料也多種多樣，有相應的介電系數小的，阻燃性能高的，能耐油腐的，燃燒時不產生有害氣體的等等。施工時，可以根據實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層之間，能很好地限制電場和電磁的干擾。同樣的，它也有多種材料來適應不同類型的電纜，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成，它的一個主要特性就是要求非吸濕性以及不能導電的材料。它能有效地讓電纜圓整，結構穩定，甚至能防火、隔水等，做到了更好的安全防護。

2.6內護層

內護層分為擠包、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別的，這在電纜使用標準中有規定。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電纜免受外力的損傷。

2.8外護層

電纜的外護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成：塑料類、金屬類和橡皮類。它能在最外層起到對電纜的整體保護作用，根據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

電氣參數對電力電纜至關重要。電纜傳輸容量主要取決于各部分的耗能發熱狀況，而這些能耗正是依據電氣參數來計算的，因此電氣參數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，它也是觀查和檢驗電纜的標準。

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

電纜的電氣參數由電纜各部分的材料性能和結構的尺寸以及電阻系數確定，因此，如果電纜的幾何尺寸確定了，那么電纜電氣參數的計算公式也就確定了。這樣就可以根據他們之間密切的關系來確定相應電纜的尺寸，以期滿足有電氣參數要求的電纜。

4、電氣特性

對電氣的特性分析最重要的憑據就是電氣參數的計算。以往的電氣參數計算往往是查詢手冊來獲取，但是手冊中獲取的數據畢竟不夠確切，因而我們必須實地的計算一下電氣參數。其實，我們完全可以依據基本的物理定律來進行電氣參數的計算，計算在差異的頻率下常見的電氣參數，再將得到的不同參數進行對比分析。分析不同參數的產生原因，從而演算出一套相對完善的計算方法。一般在電力電纜參數計算時，主要針對電容矩陣、電感矩陣和電阻矩陣。電纜線路的傳輸矩陣在進行電器分析的過程中扮演著至關重要的角色，依據傳輸矩陣來確定電壓以及電流，能及時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，對電壓電流會造成很大的影響，阻抗的幅值變化同樣也會形成影響。其實，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趨向的。

4.2電纜并聯補償度

電纜并聯補償度的不同變化，能夠有效地控制其相應的沿電纜線路各個點的電流與電壓變化，對于電纜運行來說，電纜并聯補償度擔當著舉足輕重的角色。電纜并聯補償度的合理并聯補償，能夠推動電纜線路的順暢實施，同時也降低了電壓的損耗，對電流幅值的平穩運行具有推動作用。

結束語

科技在不斷進步的今天，人們對客觀事物的認識也在不斷地改變，科技材料也在日新月異地進步著。作為傳統電力線路未來的電力電纜也在不斷壯大自己的技術，在不斷地發展和完善。新興的海底、城市地下電力光纜技術漸漸地在我們面前揭下神秘的面紗；同時，它還在不斷地趨向多元化、高標準、新技術?？梢灶A見，在未來的相當長的一段時間內，電力電纜將在電力行業不斷發展、壯大。而我們對于電力電纜參數的運算以及電氣特性的分析將會越發趨于成熟。我們有理由相信，電力電纜這一新興能源技術將會在電力系統中發揮著不可替代的重要作用。

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