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出版者:中国水利水电出版社

作者:胡其秀编

出品人:

页数:469

译者:

出版时间:2005-1

价格:58.0

装帧:平装

isbn号码:9787508423661

丛书系列:

图书标签:

• 电力电缆
• 线路
• 电力工程
• 电气工程
• 电缆手册
• 线路设计
• 电力系统
• 高压电缆
• 低压电缆
• 电缆敷设

电力电缆线路基础理论与工程实践 本书简介 本书旨在为电力系统设计、规划、施工、运行与维护人员提供一本全面、深入且兼具实践指导意义的专业参考书。它聚焦于电力电缆线路领域，系统梳理了从基础理论到复杂工程应用的各个环节，内容涵盖了从电缆材料的电性能分析到超高压输电系统中的动态响应研究，力求成为线路工程师案头必备的实用工具。 第一部分：电缆与绝缘材料的电学特性 本部分深入探讨了电力电缆的核心组成部分——导电体与绝缘介质的物理和电学特性。 1. 导电材料的性能优化与损耗分析 详细分析了不同导体材料（如高导电率铜、铝及其合金）的微观结构与宏观电学性能之间的关系。重点讨论了趋肤效应和邻近效应在交流（AC）及脉冲电压（如雷击、操作过电压）下的表现，并提供了计算和最小化导体载流量损耗（$I^2R$损耗）的工程方法。内容包括： 交流电阻修正系数的精确计算模型： 考虑了导体温度、频率和几何布局对有效电阻的影响。 集肤深度与集肤系数的频率依赖性分析： 为高频通信电缆和高压电力电缆的瞬态分析提供理论基础。 导体连接技术对电阻的影响： 对冷压接、热压接、焊接入的接触电阻进行定量评估和寿命预测。 2. 绝缘介质的电击穿机理与寿命预测 本书对电力电缆的核心——绝缘系统进行了细致的解剖。涵盖了XLPE（交联聚乙烯）、EPR（乙丙橡胶）以及纸绝缘（在特定旧系统或特殊场合仍有应用）的分子结构特性。 空间电荷积累与陷阱效应： 深入探讨了在直流（DC）和高频交流（AC）工况下，半导体屏蔽层与主绝缘界面处电荷的捕获、迁移与再释放过程，这是预测电缆寿命的关键。 局部放电（PD）的检测、表征与机理： 阐述了气隙放电、树枝化放电的物理模型，并详细介绍了高精度超声波、色谱分析法在诊断电缆早期缺陷中的应用。 热老化与电老化协同作用模型： 提出了一种基于Arrhenius方程和Weibull分布相结合的寿命加速试验分析方法，用于评估电缆在不同运行温度和电场应力下的可靠性指标。 第二部分：电缆线路的电磁场与系统集成 本部分将视角从单一电缆扩展到完整的线路系统，关注电磁兼容性、系统稳定性和外部环境耦合。 3. 电磁场分布与屏蔽技术 电力电缆运行时产生的交变电磁场对周围环境及相邻线路构成干扰。 三相系统电磁场耦合分析： 采用有限元法（FEM）和边界元法（BEM）求解复杂敷设条件下电缆阵列的近场和远场电磁场分布。 屏蔽层设计与接地系统的优化： 详细对比了金属护套屏蔽、铠装结构以及采用导电衬垫的有效性。重点阐述了如何设计低阻抗的屏蔽层回路，以有效抑制电磁干扰（EMI）。 电缆接地网的优化设计： 针对变电站和直埋电缆的直流地网和交流地网，分析了故障电流散流特性，并结合土壤电阻率的非均匀性，优化接地体的几何布局，确保人身安全和设备保护。 4. 交流与直流输电系统的动态特性 随着城市电网的负荷密度增加，电缆在系统中的地位日益重要。 交流电缆的等效电路参数精确标定： 考虑集肤效应、地层返回电流和电缆间互感影响，精确确定电缆的单位长度电容（C）、电感（L）和电阻（R）。 电缆线路的暂态分析： 针对雷击过电压、操作过电压，采用波在传输线上的传播理论（Travelling Wave Theory）分析电缆终端的反射和叠加现象，指导选择合适的终端保护装置（如并联电抗器或衰减器）。 高压直流（HVDC）电缆的特殊考量： 探讨了外加电场对XLPE绝缘的极化与去极化电流影响，以及在极性反转和故障切除过程中的瞬态电场分布控制策略。 第三部分：电缆线路的工程设计与施工控制 本部分将理论知识转化为可操作的工程规范和质量控制流程。 5. 载流量与热力学计算 电缆的经济运行和安全运行取决于能否精确计算其长期允许载流量。 多因素热阻网络模型： 建立了考虑土壤热阻、管道热阻、填充物热阻以及电缆自身内部散热阻力的综合热模型。详细介绍了IEC 60853和IEEE 835标准下的计算流程。 复杂敷设环境的载流量校正： 针对隧道、桥梁跨越、并排敷设、潮湿土壤等非标准条件，提供了精确的热校正系数查找表和计算方法。 短期过载能力评估： 基于瞬态热模型，评估电缆在短时间（如几小时）内承受高于额定电流负荷的能力，用于应急调度和故障恢复计划。 6. 敷设、接头与终端的安装工艺 电缆线路的可靠性，70%取决于中间接头和终端头的制作质量。 预制与工厂测试规范： 详细介绍了高压（110kV及以上）预制终端和中间接头的安装环境要求、清洁度控制标准和应力控制锥的精确安装技术。 直埋与槽盒敷设的机械保护： 针对不同地质条件下的抗外力损伤设计，包括砂层保护、混凝土包封的结构要求，以及在地震带和冻土区的柔性连接设计。 接头和终端的寿命预测与状态评估： 结合红外热成像技术对运行中接头进行温度监测，并建立基于局部放电信号强度的接头健康指数（HCI）评估体系。 第四部分：线路的监测、运维与故障诊断 本部分关注电缆投入运行后的全生命周期管理。 7. 在线监测技术的前沿应用 引入现代传感和信息技术，实现对电缆运行状态的实时感知。 分布式光纤传感（DTS/DAS）： 利用光纤温度和应变传感技术，实现对隧道内温度分布的厘米级监测，预警热点隐患。 高频暂态信号分析（TDR/TDRS）： 阐述如何利用反射原理对电缆内部的绝缘劣化、接头松动或铠装破损进行精确定位，实现快速故障隔离。 电化学监测： 针对浸水或腐蚀环境下的金属护套，采用电化学传感器监测腐蚀速率，预测护套寿命。 8. 故障定位、隔离与预防性维护策略 提供一套系统化的故障处理流程。 直流与交流电缆故障的通用定位方法： 对电缆短路、接地故障和断线故障，详细介绍了电桥法、脉冲反射法（TDR）和电容法在实际现场的应用步骤与精度对比。 预防性维护的风险导向模型（RBM）： 结合历史故障数据和实时监测数据，建立电缆资产的风险评估矩阵，优化维护资源的投入方向，从“定期维护”转向“状态检修”。 本书内容深度与广度兼备，是电力行业工程技术人员提升专业技能、解决复杂工程难题的宝贵资源。

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