常用的高压电缆金属套材料有铅、铝、铜和不锈钢,其中铅套和铝套最为常见,有时候也使用铜套和不锈钢套。这四种材料各有其特性:铅适合于整体挤压平滑成型,但机械强度小,容易发生蠕变和破裂,导电性很低;铝的机械强度较大,重量轻,适合于挤压平滑或轧纹成型和焊接成型,导电性好;铜的机械强度较大,适合于焊接平滑或轧纹成型,导电性好;不锈钢的机械强度很大,适合于焊接平滑或轧纹成型,导电性一般。具体选用何种金属套材料,一般是由电力公司根据高压电缆使用场合和输电系统的要求确定的。
四种金属套材料的比较
材 料 |
机械强度 |
重 量 |
导电性 |
可加工性 |
长期稳定性 |
环境影响 |
铅 |
差 |
大 |
差 |
挤 压 |
长期受热和振动时容易发生再结晶而开裂 |
污 染 |
铜 |
大 |
较 大 |
好 |
焊接、轧纹 |
良 好 |
无 |
铝 |
较 大 |
小 |
较 好 |
挤压、焊接 轧纹 |
易腐蚀 |
无 |
不锈钢 |
很 大 |
较 大 |
较 差 |
焊接、轧纹 |
良 好 |
无 |
至今,铅和铝仍然是应用最广泛的电力电缆金属套材料。铅是最古老的电力电缆金属套材料,是一种非常有效的、具有长期可靠性的挡潮材料,通常是用压铅机整体包覆在电缆芯上的,其缺点是重量太大,容易发生蠕变,并且在振动和热循环场合下容易发生疲劳故障。铝也是常用的电力电缆金属套材料,重量比铅小,可以用压铝机整体包覆在高压电缆芯上,也可以做成铝带纵包在电缆芯上,然后再焊接成型并轧纹,具有良好的机械性能。铝套与铅套相比,具有以下优点:
- 经济成本低
- 机械强度大
- 可省去钢丝/钢带铠
- 可作为中性线使用
- 平滑铝套也可达到很小的弯曲半径
- 导电性能好具有良好的屏蔽性能
- 可抵抗机械振动
- 即使环境温度很高时也不会发生再结晶
目前,世界流行的高压交联电缆金属套有十种形式,即:
a) 挤压型:平滑铅套、平滑铝套、波纹铝套
b) 焊接型:平滑铝套、波纹铝套、平滑铜套、波纹铜套、平滑不锈钢套、波纹不锈钢套;
c) 铝塑综合护层
其中,应用最广泛的是挤压型平滑铅套和波纹铝塑、焊接型波纹铝套以及铝塑综合护层四种,铜套和不锈钢套应用较少。综合护层由铜丝屏蔽和与外护套粘结的铝带或铜带组成。上述各种金属套都可以附加圆形或扁形金属线,以增大金属套的短路容量。