电力电缆工程（原书第3版）【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

电力电缆工程（原书第3版）PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 电力电缆的历史1

1.1 地下电缆的发展1

1.2 早期电报线路1

1.3 电气照明2

1.4 照明用配电3

1.5 纸绝缘电缆5

1.6 地下住宅配电系统6

1.7 挤包绝缘电力电缆7

1.8 存在的问题7

1.9 中压电力电缆的研制8

参考文献10

第2章 电缆介质基础理论11

2.1 引言11

2.2 电场与电压11

2.3 空气绝缘导体12

2.4 利用绝缘节省空间12

2.5 更高的电压13

2.6 绝缘屏蔽14

2.7 必要的导体屏蔽15

2.8 屏蔽层要求15

2.9 绝缘层要求16

2.10 护层16

2.11 术语16

2.11.1 非屏蔽电力电缆16

2.11.2 中压屏蔽电缆16

2.11.3 导体16

2.11.4 电气绝缘（电介质）17

2.11.5 电场17

2.11.6 等位线17

参考文献17

第3章 导体18

3.1 引言18

3.2 材料选择18

3.2.1 直流电阻18

3.2.2 重量19

3.2.3 载流量19

3.2.4 电压降19

3.2.5 短路19

3.2.6 其他重要因素19

3.3 导体规格20

3.3.1 美国线规（AWG）20

3.4 圆密耳（截面积单位）规格20

3.5 公制标准27

3.6 绞合31

3.6.1 同心绞合31

3.6.2 紧压绞合32

3.6.3 型线绞合32

3.6.4 束绞32

3.6.5 束丝复绞33

3.6.6 扇形导体33

3.6.7 分割导体34

3.6.8 环形导体（中空导体）35

3.6.9 同向绞合导体36

3.7 机械物理性能36

3.7.1 导体性能36

3.7.2 硬度36

3.8 绞合阻隔37

3.9 电气参数计算38

3.9.1 导体直流电阻38

3.9.2 导体交流电阻38

3.9.3 集肤效应39

3.9.4 邻近效应39

3.9.5 磁性金属管中的电缆39

3.9.6 高频电阻39

参考文献40

第4章 电缆电气参数41

4.1 电缆额定电压41

4.2 100％水平41

4.3 133％水平41

4.4 173％水平42

4.5 不适用电缆的场合42

4.6 低压电缆额定电压42

4.7 电缆计算中的常量42

4.7.1 电缆绝缘电阻42

4.7.2 体积电阻率42

4.7.3 表面电阻率43

4.7.4 直流充电电流43

4.8 介电常数44

4.9 电缆绝缘的介质损耗44

4.10 电缆电容45

4.11 容抗46

4.12 交流运行时的充电电流46

4.13 电缆的感抗47

4.13.1 高频下电缆的感抗47

4.14 电缆内的互感47

4.15 电缆导体阻抗48

4.16 电缆总电抗48

4.17 电缆介质损耗因数48

4.18 绝缘参数49

4.18.1 电缆内的电应力49

4.18.2 介电强度49

4.18.3 交流介电强度50

4.18.4 冲击强度50

4.19 电气参数综述50

4.19.1 电阻50

4.19.2 电导50

4.19.3 电导率51

4.19.4 体积电阻率51

4.19.5 电感51

4.19.6 多导体电缆电感51

4.19.7 电缆互感52

4.19.8 同轴电缆电感52

4.20 电容52

4.20.1 电缆电容52

4.21 电抗52

4.21.1 感抗52

4.21.2 容抗53

4.21.3 总电抗53

4.22 阻抗53

4.23 导纳53

4.24 电力工程的功率因数53

4.25 圆筒的切向应力54

参考文献54

第5章 绝缘材料的基本原理55

5.1 引言55

5.2 电气绝缘材料的物理化学特性58

5.2.1 概述58

5.2.2 聚乙烯分子链长度及分子量59

5.2.3 支链61

5.2.4 结晶度62

5.2.5 聚乙烯共聚物64

5.3 聚乙烯的制造65

5.3.1 传统制造工艺65

5.3.2 分子量分布控制技术65

5.4 交联聚乙烯66

5.4.1 基本原理66

5.4.2 过氧化物交联68

5.4.3 辐照交联71

5.4.4 硅烷交联72

5.4.5 温度对材料特性的影响74

5.4.6 抗氧化剂75

5.4.7 本节内容回顾76

5.5 抗水树交联聚乙烯77

5.6 乙丙橡胶绝缘78

5.6.1 机理78

5.6.2 其他乙丙橡胶81

5.6.3 乙丙橡胶并不都是类似的81

5.6.4 自由电荷与限制电荷83

5.7 屏蔽材料83

5.7.1 综述和聚合物的作用83

5.7.2 炭黑的作用84

5.7.3 非导电的屏蔽材料85

5.8 护套材料85

5.9 阻水技术87

5.10 纸绝缘电缆88

5.10.1 机理88

5.10.2 老化行为90

5.10.3 测试方法91

5.11 低压聚合物绝缘电缆92

5.11.1 绝缘材料92

5.11.2 次级电缆97

5.12 挤包绝缘的修复97

5.12.1 概念介绍97

5.12.2 修复原理99

5.12.3 电缆修复的现场过程100

5.13 中压绝缘材料的比较101

参考文献103

附录105

附录A 聚乙烯分子链在极低温度下的运动105

附录B 单点催化聚合105

第6章 电缆绝缘材料电气性能107

6.1 引言107

6.2 体积电阻率（VR）108

6.3 运行场强下绝缘材料的响应109

6.3.1 极化109

6.3.2 介电常数112

6.3.3 介质损耗113

6.3.4 色散113

6.3.5 矿物填充体系和界面极化115

6.3.6 电导115

6.3.7 电缆响应116

6.3.8 纸／液绝缘系统116

6.3.9 小结117

6.4 高场强时的绝缘响应117

6.4.1 介绍117

6.4.2 介电强度117

6.4.3 测试方法118

6.4.4 击穿和故障120

6.4.5 局部放电122

6.5 本章小结125

参考文献126

第7章 电力电缆的屏蔽127

7.1 引言127

7.2 导体屏蔽127

7.3 中压电缆的绝缘屏蔽128

7.3.1 应力消减层128

7.3.2 金属屏蔽128

7.3.3 同心中性线电缆129

7.4 低压电力电缆的金属屏蔽129

7.4.1 电场129

7.4.2 磁场130

参考文献130

第8章 护套和铠装131

8.1 金属护套131

8.2 热塑性护套131

8.2.1 聚氯乙烯131

8.2.2 聚乙烯（不导电的）132

8.2.3 半导电护套133

8.2.4 聚丙烯134

8.2.5 氯化聚乙烯134

8.2.6 热塑性弹性体134

8.2.7 尼龙134

8.2.8 低烟无卤（LSZH）护套135

8.3 热固性护套材料135

8.3.1 交联聚乙烯135

8.3.2 氯丁橡胶135

8.3.3 氯磺化聚乙烯135

8.3.4 丁腈橡胶136

8.3.5 丁腈／聚氯乙烯136

8.3.6 乙丙橡胶136

8.4 铠装136

8.4.1 连锁铠装136

8.4.2 钢丝铠装137

8.4.3 其他铠装类型138

参考文献138

第9章 低压电缆139

9.1 引言139

9.2 设计139

9.2.1 导体设计139

9.2.2 单层绝缘导体140

9.2.3 带绝缘和护套的导体142

9.2.4 成股的单芯导体电线和电缆144

9.2.5 多芯电缆145

参考文献150

第10章 标准和规范151

10.1 引言151

10.2 制造商组织151

10.2.1 绝缘电缆工程师协会（ICEA）151

10.2.2 国家电气制造商协会（NEMA）152

10.2.3 铝协会（AA）152

10.3 使用者组织152

10.3.1 爱迪生照明公司协会（AEIC）152

10.3.2 乡村公共服务（RUS）［之前的REA］152

10.4 共识组织153

10.4.1 美国国家标准学会（ANSI）153

10.4.2 美国材料试验协会（ASTM）153

10.4.3 加拿大标准协会（CSA）153

10.4.4 国际电工委员会（IEC）153

10.4.5 美国国家电气规范（NEC）153

10.4.6 美国安全检测实验室（UL）153

10.5 典型的标准和规范154

10.5.1 导体154

10.5.2 导体屏蔽155

10.5.3 绝缘155

10.5.4 挤包绝缘屏蔽157

10.5.5 金属屏蔽158

10.5.6 电缆护套159

10.5.7 常规文献159

参考文献159

第11章 电缆的制造161

11.1 引言161

11.2 导体的制造161

11.2.1 拉丝161

11.2.2 退火161

11.2.3 退火拉丝162

11.2.4 绞合162

11.3 挤包绝缘电缆制造162

11.3.1 绝缘材料和护套材料162

11.3.2 挤出163

11.3.3 硫化163

11.3.4 冷却165

11.4 挤出生产线的构造165

11.4.1 单台挤出机生产线165

11.4.2 “两步法”挤出165

11.4.3 “一步法”挤出生产线166

11.4.4 “真正三层”共挤167

11.4.5 挤出机头167

11.4.6 加工167

11.4.7 成缆167

11.5 纸绝缘电缆168

11.5.1 纸绝缘168

11.5.2 纸张绕包169

11.5.3 成缆169

11.5.4 浸渍材料169

11.5.5 干燥和浸渍170

11.5.6 浸渍油的处理171

11.5.7 浸渍控制171

11.5.8 冷却工序的控制171

11.6 出厂检验172

11.6.1 低压电缆全长度电性能试验172

11.6.2 中压电缆电性能试验173

11.6.3 其他出厂检验173

参考文献173

第12章 电缆敷设174

12.1 引言174

12.2 电缆敷设拉力的讨论175

12.2.1 导体的最大允许拉力175

12.2.2 敷设拉力计算175

12.2.3 摩擦系数176

12.2.4 侧壁承载压力（sWBP）176

12.2.5 管道或排管中多根电缆的敷设177

12.3 敷设计算180

12.3.1 横向弯曲外的拉力180

12.3.2 敷设方向的选择181

12.4 电缆敷设研究182

12.4.1 研究成果183

12.5 现场经验183

参考文献185

第13章 接头、终端和附件186

13.1 引言186

13.2 终端理论186

13.2.1 电场介绍186

13.2.2 终端的用途186

13.2.3 简单消除应力的终端187

13.2.4 电压梯度终端188

13.3 终端设计190

13.3.1 应力锥设计190

13.3.2 电压梯度设计190

13.3.3 纸绝缘电缆终端190

13.3.4 钎柄（接线端子）190

13.3.5 可分离连接器（肘形）191

13.4 接头194

13.4.1 接头理论194

13.4.2 接头设计和绝缘195

13.5 可替代设计198

13.6 接头和终端的选择199

13.7 故障分析199

参考文献199

第14章 电缆载流量200

14.1 引言200

14.2 土壤热阻系数200

14.3 载流量计算201

14.3.1 热路模型201

14.3.2 负载因数202

14.3.3 损耗因数202

14.3.4 导体损耗202

14.3.5 介质损耗的计算204

14.3.6 金属屏蔽损耗204

14.4 典型热路206

14.4.1 有护套和屏蔽电缆的内部热路206

14.4.2 单层绝缘，连续负载206

14.4.3 不同材料电缆的内部热路，连续负载206

14.4.4 有护套和屏蔽简单电缆的热路，连续负载206

14.4.5 例3中电缆，周期性负载206

14.4.6 外部热路，沟道中电缆，连续负载207

14.4.7 外部热路，沟道中电缆，时变负载，外部热源207

14.4.8 外部热路，直埋电缆，周期性负载，可能有外部热源207

14.4.9 外部热路，空气中电缆，可能有外部热源207

14.5 载流量算例208

14.5.1 概述208

14.6 载流量表和计算机程序209

14.6.1 表格209

14.6.2 计算机程序209

14.7 短路条件下的“载流量”209

14.8 载流量与电压降计算的关系210

参考文献210

第15章 土壤热阻系数211

15.1 引言211

15.2 土壤中的热传递机理211

15.2.1 土壤临界含水量214

15.3 外部热环境215

15.4 自然土壤热阻系数215

15.5 埋深处季节性的温度变化217

15.6 土壤的热稳定218

15.6.1 热交换率218

15.6.2 土壤类型和密度219

15.6.3 土壤水分219

15.7 土壤干燥时间概念219

15.8 临界热交换率221

15.9 热特性好的土壤222

15.10 热特性差的土壤222

15.11 使用合适的回填土223

15.12 合适的回填土223

15.12.1 颗粒压实回填土224

15.12.2 现场敷设225

15.12.3 质量控制225

15.12.4 流体回填土226

15.13 混凝土作为回填土227

15.13.1 电缆回填混凝土228

15.13.2 佛罗里达州安装测试228

15.13.3 实验结果229

15.14 土壤界面温度229

15.15 敷设路线热特性调查230

15.15.1 回顾和规划230

15.15.2 现场测试230

15.15.3 实验室测试230

15.15.4 分析231

15.15.5 回填土参数和热稳定性231

15.15.6 质量保证231

15.15.7 通用231

参考文献232

第16章 护套互联和接地234

16.1 引言234

16.2 电缆是个变压器234

16.3 载流量235

16.3.1 屏蔽损耗236

16.3.2 屏蔽电导率236

16.3.3 互联跳线能力237

16.4 多点接地238

16.4.1 优点238

16.4.2 缺点238

16.4.3 讨论238

16.5 单点接地和交叉互联238

16.5.1 优点238

16.5.2 缺点238

16.5.3 背景239

16.5.4 单点互联方法239

16.5.5 护套的感应电压水平239

16.5.6 互联方式241

参考文献244

第17章 地下系统故障点定位245

17.1 引言245

17.2 管道与工井系统245

17.2.1 Murray回路电桥246

17.3 地下住宅配电系统246

17.4 故障点标定的方法247

17.4.1 电缆定位247

17.4.2 切断和尝试247

17.4.3 雷达或时域反射仪248

17.4.4 电容放电装置（轰鸣器）248

17.4.5 土壤梯度仪249

17.4.6 电容测量法249

17.4.7 在北美不常使用的标定方法249

17.5 故障电路指示器250

参考文献253

第18章 电力电缆现场评估254

18.1 引言254

18.1.1 验收测试254

18.1.2 安装测试254

18.1.3 维护性测试254

18.2 原理255

18.2.1 测试项目255

18.2.2 励磁电压255

18.2.3 性能测试的项目255

18.2.4 时间上的考虑255

18.2.5 全局评估和精确定位故障256

18.2.6 需要测试的量256

18.3 综述256

18.3.1 在线和离线测试256

18.3.2 直流电压测试257

18.3.3 替代性测试手段258

18.4 直流电压测试258

18.4.1 简介258

18.4.2 低压直流测试258

18.4.3 高压直流测试259

18.4.4 优缺点259

18.5 工频在线监测259

18.5.1 简介259

18.5.2 测量260

18.5.3 优点260

18.5.4 缺点260

18.6 工频离线监测260

18.6.1 简介260

18.6.2 测试设备的要求261

18.6.3 测试系统特性261

18.6.4 测试过程261

18.7 局部放电测试262

18.7.1 概述262

18.7.2 局部放电的测量262

18.7.3 测试设备263

18.8 损耗因数测试264

18.8.1 概述264

18.8.2 介质损耗264

18.8.3 方法264

18.8.4 测量方法和仪器265

18.8.5 优点265

18.8.6 缺点265

18.8.7 甚低频正弦波下损耗因数265

18.9 甚低频测试266

18.9.1 概述266

18.9.2 甚低频耐压测试267

18.9.3 余弦波甚低频测试267

18.9.4 正弦波甚低频测试268

18.9.5 甚低频正弦波tanδ测试269

18.10 振荡波测试271

18.10.1 概述271

18.10.2 测试方法概述271

18.10.3 优点271

18.10.4 缺点271

18.10.5 测试设备272

18.10.6 试验过程272

18.10.7 进一步研究工作272

18.11 介电谱272

参考文献273

第19章 树275

19.1 引言275

19.2 背景275

19.3 水树276

19.3.1 水树的机理276

19.3.2 加速试验的介绍279

19.4 电树280

19.5 电树和水树的组合281

19.6 实验室测试283

19.7 树的技术讨论286

19.8 亚甲基蓝的染色技术287

19.9 浸硅油观察287

参考文献288

第20章 配电电缆系统的雷电保护289

20.1 引言289

20.2 电涌保护（过电压保护）289

20.2.1 保护裕度289

20.2.2 额定电压289

20.2.3 最高电压290

20.2.4 接地系数290

20.2.5 放电290

20.2.6 电涌放电290

20.2.7 绝缘电阻放电电压290

20.3 波形和上升率290

20.4 避雷器的操作使用291

20.4.1 气隙291

20.4.2 阀型避雷器291

20.4.3 金属氧化物变阻器（MOV）292

20.5 自然雷击292

20.6 行波293

20.7 传播速度294

20.8 避雷器的正确连接方法294

20.8.1 引线长度295

20.8.2 电流的路径295

20.8.3 接地电阻／阻抗295

参考文献296

第21章 电缆性能297

21.1 引言297

21.2 电缆故障数据297

21.3 性能298

21.4 数据分析300

21.5 当前情况301

参考文献302

第22章 同心中性线的腐蚀303

22.1 引言303

22.2 电位序303

22.2.1 电化当量304

22.2.2 氢离子浓度304

22.3 腐蚀机理306

22.4 腐蚀类型307

22.4.1 阳极腐蚀（杂散直流电流）307

22.4.2 阴极腐蚀307

22.4.3 电化学腐蚀307

22.4.4 化学腐蚀308

22.4.5 交流腐蚀308

22.4.6 局部电池腐蚀308

22.4.7 其他腐蚀类型308

22.5 同心中性线腐蚀308

22.5.1 研究活动309

22.5.2 土壤成分309

22.5.3 同心中性线腐蚀机理309

22.6 护套311

22.7 阴极保护311

22.8 腐蚀位置的定位311

22.8.1 中性线电阻率测量311

22.8.2 受损位置的定位311

参考文献312

第23章 海缆铠装的腐蚀313

23.1 引言313

23.2 铠装系统中的电流313

23.3 腐蚀316

23.3.1 直流条件下的腐蚀316

23.3.2 交流条件下的腐蚀316

23.4 现场经验317

23.5 铠装腐蚀的缓解317

参考文献318

第24章 名词术语和缩略语319

24.1 名词术语319

24.2 缩略词327