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時間：2024-11-20瀏覽：
電纜絕緣層厚度取決于以下三個因素：
（1）工藝上允許的最小厚度。根據(jù)制造工藝的可能性，絕緣層必須有一個最小厚度。lkV及以下的電纜的絕緣厚度基本上是按工藝上規(guī)定的最小厚度來確定的,如果按照材料的平均電場強(qiáng)度的公式來計算低壓電纜的絕緣厚度，那就太薄了。例如500V的聚氯乙烯電纜,按聚氯乙烯擊穿場強(qiáng)是10kV/mm計,安全系數(shù)取1.7，則絕緣厚度只有0.085m,這樣小的厚度是無法生產(chǎn)的。
（2）電纜在制造和使用過程中承受的機(jī)械力。電纜在制造和使用過程中,要受到拉伸、剪切、壓、彎、扭等機(jī)械力的作用。lkV及以下的電纜，在確定絕緣厚度時，必須考慮其可能承受的各種機(jī)械力。大截面低壓電纜比小截面低壓電纜的絕緣厚度要大些，原因就是前者所受的機(jī)械力比后者大。當(dāng)滿足了所承受的機(jī)械力的絕緣厚度，其絕緣擊穿強(qiáng)度的安全裕度是足夠的。
（3）電纜絕緣材料的擊穿強(qiáng)度。電壓等級在6kV及以上的電纜，絕緣厚度的主要決定因素是絕緣材料的擊穿強(qiáng)度。在討論這個問題的時候,首先要搞清楚電力系統(tǒng)中電纜所承受的電壓情況。
電纜在電力系統(tǒng)中要承受工頻電壓U0。U0是設(shè)計電壓，一般相當(dāng)于電纜線路的相電壓。在進(jìn)行電纜絕緣厚度計算時，我們要取電纜的長期工頻試驗電壓,它是(2.5-3.0)U0。
電纜在電力系統(tǒng)中還要承受脈沖性質(zhì)的大氣過電壓和內(nèi)部過電壓。大氣過電壓即雷電過電壓。電纜線路一般不會遭到直擊雷，雷電過電壓只能從連接的架空線侵入。裝設(shè)避雷器能使電纜線路得到有效保護(hù)。因此電纜所承受的雷電過電壓取決于避雷器的保護(hù)水平Up(Up是避雷器的沖擊放電電壓和殘壓兩者之中數(shù)值較大者)。通常,取(120%-130%)Up為線路基本絕緣水平BIL( Base Insulate Level)，也即電纜雷電沖擊耐受電壓。電力電纜雷電沖擊耐受電壓見表1-3。確定電纜絕緣厚度，應(yīng)按BIL值進(jìn)行計算，因為內(nèi)部過電壓(即操作過電壓)的幅值,一般低于雷電過電壓的幅值。
注：表中220kV及以上有兩個數(shù)值，可根據(jù)避雷器的保護(hù)特性、變壓器及架空線路的沖擊絕緣水平等因素經(jīng)計算選取。
綜上所述，確定電纜絕緣厚度，要同時依據(jù)長期工頻試驗電壓和線路基本絕緣水平BIL來計算，然后取其厚者。在具體設(shè)計中，一般采用兩種計算方法。
1.用最/大/場/強(qiáng)/公式計算
在交流電纜絕緣層中，靠近導(dǎo)體表面的絕緣層所承受的場強(qiáng)******，若電纜絕緣材料的擊穿強(qiáng)度大于******場強(qiáng)，則
式中 G——絕緣材料擊穿程度，kV/mm；
m——安全裕度，一般取1.2-1.6；
Emax——絕緣層******場強(qiáng)，kV/mm；
U——工頻試驗電壓或雷電沖擊耐受電壓，kV；
rc——導(dǎo)體半徑，mm；
R——絕緣外半徑，mm。
經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出，絕緣外半徑可以用以e為底的指數(shù)函數(shù)表達(dá)，即
則絕緣厚度為
上列公式中的U應(yīng)取試驗電壓值。即取長期工頻試驗電壓（2.5-3.0）U0，或取雷電沖擊耐受電壓，見表1-3.
絕緣材料的擊穿強(qiáng)度按不同的材料取值，嚴(yán)格地講，材料的擊穿強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)經(jīng)試驗確定，而且還與材料本身的厚度、導(dǎo)體半徑等因素有關(guān)。
2.以平均場強(qiáng)公式計算
擠包絕緣電纜的絕緣厚度，習(xí)慣上采用平均場強(qiáng)的公式進(jìn)行計算。這是因為擠包絕緣電纜的擊穿強(qiáng)度受導(dǎo)體半徑等幾何尺寸的影響較大。以平均場強(qiáng)公式計算時,也需按工頻電壓和沖擊電壓兩種情況分別進(jìn)行計算,然后取其厚者。
在長期工頻電壓下,絕緣厚度
在沖擊電壓下,絕緣厚度
式中 BIL——基本絕緣水平(見表1-3),kV；
U0——設(shè)計電壓,kV；
G、G'——分別為工頻、沖擊電壓下絕緣材料擊穿強(qiáng)度,參見表1-4,kV/mm；
k1、k1'——分別為工頻、沖擊電壓下?lián)舸?qiáng)度的溫度系數(shù),是室溫下與導(dǎo)體最高溫下?lián)舸?qiáng)度的比值,對于交聯(lián)聚乙烯電纜,k1=1.1,k1'=1.13-1.20；
k2、k2'——分別為工頻、沖擊電壓下的老化系數(shù),根據(jù)各種電纜的壽命曲線得出,對于交聯(lián)聚乙烯電纜k2=4，k2'=1.1；
k3、k3'——分別為工頻、沖擊電壓下不定因素影響引入的安全系數(shù),一般均取1.1。(上述部分由東闖整理)
GB/T 12706中，35kV及以下電壓等級XLPE絕緣電纜的絕緣厚度統(tǒng)一為上兩表。中低壓電纜絕緣中的電場強(qiáng)度不高，沒有必要對絕緣層厚度分得太細(xì)，以免造成不必要的混亂。
而高壓XLPE絕緣電纜的絕緣厚度將根據(jù)導(dǎo)體截面變化而變化。
GB/T 18890.2-2015 額定電壓220kV(Um=252 kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件 第2部分：電纜。
GBT 11017.2-2014 額定電壓110kV（Um=126kV） 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件 第2部分 電纜。
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