架空電纜（全稱架空絕緣電纜），是裝有絕緣層和保護(hù)外皮的架空導(dǎo)線，采用類似于交聯(lián)電纜生產(chǎn)工藝制造的一種專用電纜，是介于架空導(dǎo)線和地下電纜之間的新的輸電方式 。架空電纜都是單芯的，按其結(jié)構(gòu)不同可分為硬鋁線結(jié)構(gòu)、硬拉銅線結(jié)構(gòu)、鋁合金線結(jié)構(gòu)、鋼芯或鋁合金芯支撐結(jié)構(gòu)和自承式三芯紋合結(jié)構(gòu)(線芯可為硬鋁或硬銅線)等。具有供電可靠性高、供電安全性好、架設(shè)和維修方便和經(jīng)濟(jì)性合理等主要特點(diǎn)。其主要技術(shù)參數(shù)包括耐候性、絕緣水平、內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽層。架空電纜在國(guó)內(nèi)外輸電應(yīng)用廣泛。
架空電纜并不是將普通的油紙絕緣電纜或是交聯(lián)絕緣電纜直接掛在架空桿塔上，而是采用類似于交聯(lián)電纜生產(chǎn)工藝制造的一種專用電纜。
一般的架空電纜都是單芯的，按其結(jié)構(gòu)不同可分為硬鋁線結(jié)構(gòu)、硬拉銅線結(jié)構(gòu)、鋁合金線結(jié)構(gòu)、鋼芯或鋁合金芯支 撐結(jié)構(gòu)和自承式三芯紋合結(jié)構(gòu)(線芯可為硬鋁或硬銅線)等 。
硬鋁線結(jié)構(gòu)重量輕，拉力適中，電纜易于彎曲，安裝方便，而且工程造價(jià)低，可就便安裝在現(xiàn)有桿塔上使用,一般改造或新建工程多采用此種。
硬拉銅線結(jié)構(gòu)較重，但拉力大，抵抗外力的作用能力強(qiáng)，甚至桿塔折斷時(shí)電纜仍可繼續(xù)通電。鋁合金線結(jié)構(gòu)的重量輕，拉力大，主要用于跨距為100m的大跨距桿塔系統(tǒng)中。
鋼芯或鋁合金芯支撐結(jié)構(gòu)一般用于35kV電壓系統(tǒng),跨距也較大，用方形絕緣件將支撐線(裸線)和三個(gè)絕緣相線分開(kāi)，支撐線可作避雷線用，其最大優(yōu)點(diǎn)是弧垂小，弧重只為跨距的2.4%左右。
自承式三芯絞合結(jié)構(gòu)用于跨距中等的系統(tǒng)中，這種電纜的缺點(diǎn)是：三芯電纜的制造長(zhǎng)度較單芯短，接頭較多，且有外半導(dǎo)電屏蔽層，在電纜末端要象普通電纜那樣裝置終端頭或應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)。
主要特點(diǎn)
1、 供電可靠性高
采用架空電纜可大大降低各類的短路故障(特別是架空裸導(dǎo)線常見(jiàn)的閃絡(luò)性故障)，與架空裸導(dǎo)線相比，故障率要低4-6倍。
國(guó)產(chǎn)架空電纜1988年在上海作試運(yùn)行，試驗(yàn)架空電纜沿淮海路茂密的林蔭道穿行，經(jīng)過(guò)上海地區(qū)臺(tái)風(fēng)季節(jié)及夏季高溫的考驗(yàn)，運(yùn)行良好，其供電故障率比原來(lái)的架空裸導(dǎo)線大大降低。架空電纜在使用中也不會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)，電纜經(jīng)多年運(yùn)行后，絕緣品質(zhì)無(wú)明顯下降。
2 、供電安全性好
采用架空電纜使人身觸電傷亡事故大為減少 。上海電纜研究所曾設(shè)專門課題,進(jìn)行《架空電纜絕緣對(duì)人身安全的研究試驗(yàn)》。經(jīng)測(cè)試和計(jì)算表明:即使用手觸及帶電的電纜絕緣表面，其感應(yīng)電流不到0.1mA(10kV)和0.2mA(35kV)，大大低于國(guó)家電氣安全規(guī)程規(guī)定的50一100mA致死的標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)在架空電纜通電時(shí)，當(dāng)人體或其它動(dòng)物不慎觸及電纜絕緣表面時(shí)，只要電纜未擊穿，對(duì)人畜均不會(huì)造成危害。
3、 架設(shè)和維修方便
架空電纜可在任何種類的桿塔上架設(shè)，也可沿墻架設(shè)，特殊情況下還可在樹(shù)叢中穿行，直接用金具固定在樹(shù)桿上?？梢詥位芈芳茉O(shè)，也可以在同一電桿上架設(shè)多回線路，而不要求有寬闊的“電氣走廊”。在安裝上可就便架設(shè)在原架空線路上，利用原有的橫擔(dān)和瓷瓶，也可采用全套的配套金具及附件。還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，請(qǐng)廠家特制或自制一些特殊的金具，因此施工極為方便。架空電纜也不必進(jìn)行專門的巡視檢查，而且也不會(huì)因樹(shù)枝閃絡(luò)及居民亂扔雜物，或吊車吊臂誤碰撞等而形成短路跳閘事故，從而大大減輕了線路的維護(hù)與檢修工作。
4 、經(jīng)濟(jì)性合理
雖然采用架空電纜比采用架空裸導(dǎo)線在價(jià)格上要貴一些，但比普通的地下安裝電纜要便宜。因而采用架空電纜雖然一次性投資略高，但綜合其它的因素，其運(yùn)行費(fèi)用將明顯低于架空裸導(dǎo)線。如采用架空電纜使得線路廊縮小,甚至多回線路共用一個(gè)桿塔，減少了征地占地費(fèi)用,運(yùn)行中也無(wú)需砍伐修剪線下樹(shù)木,節(jié)省了砍伐修剪費(fèi)，最主要的是減少了線路故障及其所造成的直接或間接損失費(fèi)用。因而其綜合造價(jià)顯然更低、更經(jīng)濟(jì)、更合理。
主要技術(shù)性能
1、耐候性
高壓架空電纜絕緣,除必須滿足較高的電氣性能要求外,還要求有很好的耐候性 ，才能長(zhǎng)期在日光輻照下安全地工作。現(xiàn)有的架空電纜絕緣材料是由高分子絕緣材料和一定量的碳黑摻合而成。因?yàn)楦叻肿咏^緣材料可以把能量占94%以上的可見(jiàn)光和紅外光拒之，使其無(wú)法滲入高分子聚合物內(nèi)部來(lái)，但仍有少量(占總能量的6%)的超紫外光(俗稱VA光)可以滲入絕緣內(nèi)部，在長(zhǎng)期作用下使高分子裂解，絕緣表面變得粗糙甚至開(kāi)裂，最終使絕緣破壞。如果絕緣內(nèi)參入2%以上的碳黑就完全可以阻止VA光的入侵，但這樣對(duì)電纜的電氣絕緣性能來(lái)說(shuō)是不利的,將會(huì)使gt乙值急劇升高。為解決這個(gè)矛盾，電纜絕緣是經(jīng)過(guò)不同配方并多次試驗(yàn)后確定的最佳耐候交聯(lián)絕緣配方，該配方已由國(guó)內(nèi)一些廠家試生產(chǎn)成功，用這種料生產(chǎn)的交聯(lián)二架空電纜也已正式投入運(yùn)行。
2、絕緣水平
架空電纜使用時(shí),由于對(duì)地電壓并不完全是加在電纜絕緣上，其對(duì)地大部份是由空氣介質(zhì)承擔(dān),由此架空電纜的絕緣性能較高，且明顯優(yōu)于一般的普通油紙以及交聯(lián)電纜。因?yàn)橛图堧娎|的鉛包以及交聯(lián)電纜的屏蔽層通常都是接地的，所以電纜通過(guò)的電壓完全是加在主絕緣上，而架空電纜則是由主絕緣和空氣介質(zhì)共同承擔(dān)。因此各國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了架空電纜比地敷普通電纜的絕緣厚度要取得薄一些，一般歐美和日本等國(guó)的架空電纜絕緣厚度均比普通電纜薄10一20%。同時(shí)架空電纜在長(zhǎng)期電壓作用下，絕緣品質(zhì)不會(huì)明顯下降，不象埋地敷設(shè)電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)，水樹(shù)達(dá)到飽和時(shí)，電纜擊穿電壓將下降1/3一1/2，而架空電纜一般不會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)。因此，綜合地看，架空電纜的絕緣性能是較高的。
3、內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽層
1KV的低壓架空電纜，由于導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度很低，不需要采用內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層。當(dāng)架空電纜接近接地體時(shí)，10kV架空電纜導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度為2~3kV/mm，35kV架空電纜導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度可高達(dá)5kV/mm左右，這就非要采用內(nèi)半導(dǎo)電層不可。因電纜中的導(dǎo)體和絕緣層是粘合不牢的,在溫度的變化下兩層會(huì)相互脫開(kāi),遇陰雨天氣,脫開(kāi)的部分充滿水汽，使其耐電強(qiáng)度降低。干燥時(shí)空氣的耐電強(qiáng)度可達(dá)3kV/mm，而濕空氣僅0.5一1KV/mm。這樣電纜在正常情況下運(yùn)行時(shí),導(dǎo)體表面和絕緣間隙間形成一層電暈，除造成電暈放電損耗外，而且很容易破壞絕緣介質(zhì)。為此世界各國(guó)，10kV以上的架空電纜均采用導(dǎo)體的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層。
分相單芯架空電纜不必采用外半導(dǎo)電屏薇層，但10kV以上的三芯紋合架空電纜就一定要采用外半導(dǎo)電屏蔽層。因?yàn)槿炯y合的架空電纜其對(duì)外電場(chǎng)是不均勻的，如果沒(méi)有外半導(dǎo)電屏蔽層,則在空氣潮濕時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電暈放電。
架空電纜并不是將普通的油紙絕緣電纜或是交聯(lián)絕緣電纜直接掛在架空桿塔上，而是采用類似于交聯(lián)電纜生產(chǎn)工藝制造的一種專用電纜。
一般的架空電纜都是單芯的，按其結(jié)構(gòu)不同可分為硬鋁線結(jié)構(gòu)、硬拉銅線結(jié)構(gòu)、鋁合金線結(jié)構(gòu)、鋼芯或鋁合金芯支 撐結(jié)構(gòu)和自承式三芯紋合結(jié)構(gòu)(線芯可為硬鋁或硬銅線)等 。
硬鋁線結(jié)構(gòu)重量輕，拉力適中，電纜易于彎曲，安裝方便，而且工程造價(jià)低，可就便安裝在現(xiàn)有桿塔上使用,一般改造或新建工程多采用此種。
硬拉銅線結(jié)構(gòu)較重，但拉力大，抵抗外力的作用能力強(qiáng)，甚至桿塔折斷時(shí)電纜仍可繼續(xù)通電。鋁合金線結(jié)構(gòu)的重量輕，拉力大，主要用于跨距為100m的大跨距桿塔系統(tǒng)中。
鋼芯或鋁合金芯支撐結(jié)構(gòu)一般用于35kV電壓系統(tǒng),跨距也較大，用方形絕緣件將支撐線(裸線)和三個(gè)絕緣相線分開(kāi)，支撐線可作避雷線用，其最大優(yōu)點(diǎn)是弧垂小，弧重只為跨距的2.4%左右。
自承式三芯絞合結(jié)構(gòu)用于跨距中等的系統(tǒng)中，這種電纜的缺點(diǎn)是：三芯電纜的制造長(zhǎng)度較單芯短，接頭較多，且有外半導(dǎo)電屏蔽層，在電纜末端要象普通電纜那樣裝置終端頭或應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)。
主要特點(diǎn)
1、 供電可靠性高
采用架空電纜可大大降低各類的短路故障(特別是架空裸導(dǎo)線常見(jiàn)的閃絡(luò)性故障)，與架空裸導(dǎo)線相比，故障率要低4-6倍。
國(guó)產(chǎn)架空電纜1988年在上海作試運(yùn)行，試驗(yàn)架空電纜沿淮海路茂密的林蔭道穿行，經(jīng)過(guò)上海地區(qū)臺(tái)風(fēng)季節(jié)及夏季高溫的考驗(yàn)，運(yùn)行良好，其供電故障率比原來(lái)的架空裸導(dǎo)線大大降低。架空電纜在使用中也不會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)，電纜經(jīng)多年運(yùn)行后，絕緣品質(zhì)無(wú)明顯下降。
2 、供電安全性好
采用架空電纜使人身觸電傷亡事故大為減少 。上海電纜研究所曾設(shè)專門課題,進(jìn)行《架空電纜絕緣對(duì)人身安全的研究試驗(yàn)》。經(jīng)測(cè)試和計(jì)算表明:即使用手觸及帶電的電纜絕緣表面，其感應(yīng)電流不到0.1mA(10kV)和0.2mA(35kV)，大大低于國(guó)家電氣安全規(guī)程規(guī)定的50一100mA致死的標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)在架空電纜通電時(shí)，當(dāng)人體或其它動(dòng)物不慎觸及電纜絕緣表面時(shí)，只要電纜未擊穿，對(duì)人畜均不會(huì)造成危害。
3、 架設(shè)和維修方便
架空電纜可在任何種類的桿塔上架設(shè)，也可沿墻架設(shè)，特殊情況下還可在樹(shù)叢中穿行，直接用金具固定在樹(shù)桿上?？梢詥位芈芳茉O(shè)，也可以在同一電桿上架設(shè)多回線路，而不要求有寬闊的“電氣走廊”。在安裝上可就便架設(shè)在原架空線路上，利用原有的橫擔(dān)和瓷瓶，也可采用全套的配套金具及附件。還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，請(qǐng)廠家特制或自制一些特殊的金具，因此施工極為方便。架空電纜也不必進(jìn)行專門的巡視檢查，而且也不會(huì)因樹(shù)枝閃絡(luò)及居民亂扔雜物，或吊車吊臂誤碰撞等而形成短路跳閘事故，從而大大減輕了線路的維護(hù)與檢修工作。
4 、經(jīng)濟(jì)性合理
雖然采用架空電纜比采用架空裸導(dǎo)線在價(jià)格上要貴一些，但比普通的地下安裝電纜要便宜。因而采用架空電纜雖然一次性投資略高，但綜合其它的因素，其運(yùn)行費(fèi)用將明顯低于架空裸導(dǎo)線。如采用架空電纜使得線路廊縮小,甚至多回線路共用一個(gè)桿塔，減少了征地占地費(fèi)用,運(yùn)行中也無(wú)需砍伐修剪線下樹(shù)木,節(jié)省了砍伐修剪費(fèi)，最主要的是減少了線路故障及其所造成的直接或間接損失費(fèi)用。因而其綜合造價(jià)顯然更低、更經(jīng)濟(jì)、更合理。
主要技術(shù)性能
1、耐候性
高壓架空電纜絕緣,除必須滿足較高的電氣性能要求外,還要求有很好的耐候性 ，才能長(zhǎng)期在日光輻照下安全地工作。現(xiàn)有的架空電纜絕緣材料是由高分子絕緣材料和一定量的碳黑摻合而成。因?yàn)楦叻肿咏^緣材料可以把能量占94%以上的可見(jiàn)光和紅外光拒之，使其無(wú)法滲入高分子聚合物內(nèi)部來(lái)，但仍有少量(占總能量的6%)的超紫外光(俗稱VA光)可以滲入絕緣內(nèi)部，在長(zhǎng)期作用下使高分子裂解，絕緣表面變得粗糙甚至開(kāi)裂，最終使絕緣破壞。如果絕緣內(nèi)參入2%以上的碳黑就完全可以阻止VA光的入侵，但這樣對(duì)電纜的電氣絕緣性能來(lái)說(shuō)是不利的,將會(huì)使gt乙值急劇升高。為解決這個(gè)矛盾，電纜絕緣是經(jīng)過(guò)不同配方并多次試驗(yàn)后確定的最佳耐候交聯(lián)絕緣配方，該配方已由國(guó)內(nèi)一些廠家試生產(chǎn)成功，用這種料生產(chǎn)的交聯(lián)二架空電纜也已正式投入運(yùn)行。
2、絕緣水平
架空電纜使用時(shí),由于對(duì)地電壓并不完全是加在電纜絕緣上，其對(duì)地大部份是由空氣介質(zhì)承擔(dān),由此架空電纜的絕緣性能較高，且明顯優(yōu)于一般的普通油紙以及交聯(lián)電纜。因?yàn)橛图堧娎|的鉛包以及交聯(lián)電纜的屏蔽層通常都是接地的，所以電纜通過(guò)的電壓完全是加在主絕緣上，而架空電纜則是由主絕緣和空氣介質(zhì)共同承擔(dān)。因此各國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了架空電纜比地敷普通電纜的絕緣厚度要取得薄一些，一般歐美和日本等國(guó)的架空電纜絕緣厚度均比普通電纜薄10一20%。同時(shí)架空電纜在長(zhǎng)期電壓作用下，絕緣品質(zhì)不會(huì)明顯下降，不象埋地敷設(shè)電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)，水樹(shù)達(dá)到飽和時(shí)，電纜擊穿電壓將下降1/3一1/2，而架空電纜一般不會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)。因此，綜合地看，架空電纜的絕緣性能是較高的。
3、內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽層
1KV的低壓架空電纜，由于導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度很低，不需要采用內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層。當(dāng)架空電纜接近接地體時(shí)，10kV架空電纜導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度為2~3kV/mm，35kV架空電纜導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度可高達(dá)5kV/mm左右，這就非要采用內(nèi)半導(dǎo)電層不可。因電纜中的導(dǎo)體和絕緣層是粘合不牢的,在溫度的變化下兩層會(huì)相互脫開(kāi),遇陰雨天氣,脫開(kāi)的部分充滿水汽，使其耐電強(qiáng)度降低。干燥時(shí)空氣的耐電強(qiáng)度可達(dá)3kV/mm，而濕空氣僅0.5一1KV/mm。這樣電纜在正常情況下運(yùn)行時(shí),導(dǎo)體表面和絕緣間隙間形成一層電暈，除造成電暈放電損耗外，而且很容易破壞絕緣介質(zhì)。為此世界各國(guó)，10kV以上的架空電纜均采用導(dǎo)體的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層。
分相單芯架空電纜不必采用外半導(dǎo)電屏薇層，但10kV以上的三芯紋合架空電纜就一定要采用外半導(dǎo)電屏蔽層。因?yàn)槿炯y合的架空電纜其對(duì)外電場(chǎng)是不均勻的，如果沒(méi)有外半導(dǎo)電屏蔽層,則在空氣潮濕時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電暈放電。
下一篇：核電電纜上一篇：直流電纜種類和結(jié)構(gòu)
