在電力工程領域，電力電纜作為電能傳輸的重要載體，發(fā)揮著不可替代的作用。與架空線路相比，電力電纜具有占地少、美觀、受外界環(huán)境影響小等優(yōu)點，廣泛應用于城市電網、工廠內部供電、水下輸電等多種場景。電力電纜技術涵蓋了電纜的結構設計、材料科學、敷設安裝以及運行維護等多個方面，其發(fā)展水平直接影響著電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
電力電纜一般由導體、絕緣層、屏蔽層和保護層組成。導體是電纜的核心部分，通常采用銅或鋁材料，其作用是傳輸電流。銅導體具有導電性好、機械強度高的優(yōu)點，而鋁導體則成本較低、重量輕。絕緣層包裹在導體周圍，用于隔離導體與外界，防止電流泄漏，常見的絕緣材料有交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、聚氯乙烯（PVC）等。XLPE 絕緣電纜具有優(yōu)異的電氣性能、耐熱性和機械性能，在高壓電纜中應用廣泛；PVC 絕緣電纜則常用于低壓配電網。屏蔽層又分為內屏蔽和外屏蔽，內屏蔽用于均勻電場，外屏蔽主要是防止外界電磁場對電纜內部的干擾，同時也減少電纜對外部環(huán)境的電磁影響。保護層包括內襯層、鎧裝層和外護套，主要起保護電纜免受機械損傷、化學腐蝕和水分侵入的作用。
按電壓等級分類
根據電壓等級的不同，電力電纜可分為低壓電纜（1kV 及以下）、中壓電纜（1kV - 35kV）、高壓電纜（35kV - 220kV）和超高壓電纜（220kV 及以上）。不同電壓等級的電纜在結構和材料上有較大差異。低壓電纜結構相對簡單，主要滿足一般低壓配電網的供電需求；高壓和超高壓電纜則需要更厚的絕緣層、更完善的屏蔽結構和更強的機械保護，以適應高電壓下的電場分布和運行環(huán)境。
按絕緣材料分類
除了上述提到的 XLPE 和 PVC 絕緣電纜外，還有油紙絕緣電纜等。油紙絕緣電纜歷史悠久，具有良好的電氣性能，但由于其需要使用大量的絕緣油，存在火災隱患且維護較為復雜，逐漸被 XLPE 絕緣電纜所取代。不過，在一些特殊的工業(yè)應用或歷史遺留的電力系統(tǒng)中，油紙絕緣電纜仍有使用。
直埋敷設
直埋敷設是將電纜直接埋入地下一定深度的土壤中。這種敷設方式簡單、成本低，但對電纜的外護層要求較高，需要能抵抗土壤的化學腐蝕和機械壓力。在直埋敷設時，要注意電纜之間的間距、電纜與地下管道或建筑物基礎的距離，同時要在電纜上方設置警示標志，以防止后續(xù)施工對電纜造成損壞。例如，在城市道路下方敷設低壓電纜時，常采用直埋方式，在電纜溝內鋪沙后再覆土，保證電纜有良好的散熱和保護條件。
電纜溝敷設
電纜溝敷設是在地下或建筑物內設置專門的電纜溝，將電纜放置在溝內。電纜溝可以是磚砌、混凝土預制或現場澆筑的。這種方式便于電纜的檢查、維護和新增電纜的敷設。在電纜溝內，電纜通常分層放置，不同電壓等級和類型的電纜分開敷設，并用防火隔板隔開。例如，在工廠的廠區(qū)內，為了集中管理電纜，可以采用電纜溝敷設方式，方便對電纜進行定期巡檢和故障處理。
橋架敷設
橋架敷設適用于室內外電纜的敷設，特別是在空間有限或需要靈活布線的情況下。橋架有多種類型，如梯架式、托盤式和槽式等。電纜在橋架上敷設時，要注意電纜的固定和排列，避免電纜在橋架內相互擠壓或摩擦。在建筑物內的電氣豎井中，常采用橋架敷設方式來敷設垂直方向的電纜，便于電纜從不同樓層的配電箱進出。
穿管敷設
穿管敷設是將電纜穿入保護管內進行敷設。保護管可以是鋼管、塑料管等。這種方式適用于電纜需要穿越道路、墻壁、樓板等情況，能有效保護電纜免受外力損傷。在穿管敷設時，要保證管內光滑，電纜在管內有足夠的空間，避免電纜外皮受損。例如，在建筑物內電纜穿越防火分區(qū)時，必須采用穿管敷設，并在穿越處采取防火封堵措施。
電纜終端和接頭制作
電纜終端和接頭是電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié)，其制作質量直接影響電纜的運行可靠性。電纜終端制作包括剝切電纜絕緣、安裝終端頭附件等步驟。在剝切絕緣時，要保證切口整齊，不損傷導體和絕緣層。安裝終端頭附件時，要按照規(guī)定的工藝要求進行，如對高壓電纜終端頭，需要進行嚴格的應力控制和密封處理，以防止電場集中和水分進入。電纜接頭的制作更為復雜，需要保證兩根電纜連接后的電氣性能和機械性能良好。在制作接頭時，要采用合適的連接方式（如壓接、焊接等），并進行絕緣處理和防水處理。
電纜的牽引和展放
在電纜敷設過程中，電纜的牽引和展放是關鍵環(huán)節(jié)。對于長距離、大截面電纜的敷設，需要使用專門的牽引設備，如電纜牽引機。在牽引電纜時，要控制牽引速度和牽引力，避免電纜受到過度拉伸或損傷。同時，要注意電纜的彎曲半徑，不同類型和電壓等級的電纜有不同的最小彎曲半徑要求。例如，對于 XLPE 絕緣高壓電纜，其彎曲半徑一般為電纜外徑的 15 倍以上。在展放電纜時，可以采用人工展放或機械展放的方式，根據現場情況選擇合適的方法。
日常巡檢
日常巡檢是電纜運行維護的基礎工作，主要包括對電纜線路外觀的檢查、電纜終端和接頭的檢查、電纜溝和橋架的檢查等。在巡檢過程中，要查看電纜有無破損、外皮有無老化跡象、終端和接頭有無發(fā)熱或放電現象、電纜溝和橋架內有無積水或雜物等。對于發(fā)現的問題要及時記錄并采取相應的措施。例如，若發(fā)現電纜終端有輕微發(fā)熱現象，要進一步檢查是接觸不良還是負荷過大引起的，并及時處理。
預防性試驗
預防性試驗是為了檢測電纜的絕緣性能和其他電氣參數，及時發(fā)現潛在的故障隱患。常見的預防性試驗項目有絕緣電阻測量、直流耐壓試驗、交流耐壓試驗等。絕緣電阻測量可以初步判斷電纜的絕緣狀況；直流耐壓試驗和交流耐壓試驗則能更準確地檢測電纜的絕緣耐壓能力。對于高壓電纜，交流耐壓試驗是更為有效的檢測方法，它能更好地模擬電纜在運行中的電場分布情況。通過定期進行預防性試驗，可以在電纜故障發(fā)生前采取措施，延長電纜的使用壽命。
電橋法
電橋法是一種傳統(tǒng)的電纜故障檢測方法，主要用于檢測電纜的低電阻接地故障和短路故障。它利用電橋平衡原理，通過測量電纜故障點兩側的電阻值來計算故障點的位置。這種方法原理簡單，但對于高電阻故障和復雜的電纜網絡，檢測精度可能會受到影響。在一些簡單的低壓電纜故障檢測中，電橋法仍有一定的應用價值。
脈沖反射法
脈沖反射法是目前應用廣泛的電纜故障檢測技術。它通過向電纜發(fā)送脈沖信號，根據脈沖在電纜中傳播遇到故障點后的反射情況來確定故障位置。脈沖反射法可以檢測多種類型的故障，包括接地故障、短路故障、斷線故障等。根據不同的脈沖波形和反射時間，可以計算出故障點距離測試端的距離。這種方法具有檢測速度快、精度高、對故障類型適應性強等優(yōu)點，適用于各種電壓等級和長度的電纜。
電纜故障定位的新技術
隨著科技的發(fā)展，一些新的電纜故障定位技術不斷涌現。例如，基于分布式光纖傳感器的電纜故障定位技術，通過在電纜中鋪設光纖，利用光纖對溫度、應變等物理量的敏感特性，實時監(jiān)測電纜的運行狀態(tài)。當電纜發(fā)生故障時，光纖傳感器可以快速感知故障點附近的溫度變化或應變異常，從而準確確定故障位置。這種技術具有定位準確、能夠實現實時監(jiān)測等優(yōu)點，是未來電纜故障檢測技術的發(fā)展方向之一。
電力電纜技術在電力工程中具有重要地位，從電纜的結構類型到敷設安裝，再到運行維護和故障檢測，每一個環(huán)節(jié)都至關重要。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和對供電可靠性要求的提高，電力電纜技術也在不斷創(chuàng)新和完善。新型電纜材料、先進的敷設安裝工藝以及更精準的故障檢測技術將進一步提高電力電纜的性能，保障電能在各種復雜環(huán)境下的可靠傳輸，滿足社會經濟發(fā)展對電力的需求。
