电力电缆工程

译者序第3版前言第1版前言第1章电力电缆的历史1.1地下电缆的发展1.2早期电报线路1.3电气照明1.4照明用配电1.5纸绝缘电缆1.6地下住宅配电系统1.7挤包绝缘电力电缆1.8存在的问题1.9中压电力电缆的研制参考文献第2章电缆介质基础理论2.1引言2.2电场与电压2.3空气绝缘导体2.4利用绝缘节省空间2.5更高的电压2.6绝缘屏蔽2.7必要的导体屏蔽2.8屏蔽层要求2.9绝缘层要求2.10护层2.11术语2.11.1非屏蔽电力电缆2.11.2中压屏蔽电缆2.11.3导体2.11.4电气绝缘（电介质）2.11.5电场2.11.6等位线参考文献第3章导体3.1引言3.2材料选择3.2.1直流电阻3.2.2重量3.2.3载流量3.2.4电压降3.2.5短路3.2.6其他重要因素3.3导体规格3.3.1美国线规（AWG）3.4圆密耳（截面积单位）规格3.5公制标准3.6绞合3.6.1同心绞合3.6.2紧压绞合3.6.3型线绞合3.6.4束绞3.6.5束丝复绞3.6.6扇形导体3.6.7分割导体3.6.8环形导体（中空导体）3.6.9同向绞合导体3.7机械物理性能3.7.1导体性能3.7.2硬度3.8绞合阻隔3.9电气参数计算3.9.1导体直流电阻3.9.2导体交流电阻3.9.3集肤效应3.9.4邻近效应3.9.5磁性金属管中的电缆3.9.6高频电阻参考文献第4章电缆电气参数4.1电缆额定电压4.2100%水平4.3133%水平4.4173%水平4.5不适用电缆的场合4.6低压电缆额定电压4.7电缆计算中的常量4.7.1电缆绝缘电阻4.7.2体积电阻率4.7.3表面电阻率4.7.4直流充电电流4.8介电常数4.9电缆绝缘的介质损耗4.10电缆电容4.11容抗4.12交流运行时的充电电流4.13电缆的感抗4.13.1高频下电缆的感抗4.14电缆内的互感4.15电缆导体阻抗4.16电缆总电抗4.17电缆介质损耗因数4.18绝缘参数4.18.1电缆内的电应力4.18.2介电强度4.18.3交流介电强度4.18.4冲击强度4.19电气参数综述4.19.1电阻4.19.2电导4.19.3电导率4.19.4体积电阻率4.19.5电感4.19.6多导体电缆电感4.19.7电缆互感4.19.8同轴电缆电感4.20电容4.20.1电缆电容4.21电抗4.21.1感抗4.21.2容抗4.21.3总电抗4.22阻抗4.23导纳4.24电力工程的功率因数4.25圆筒的切向应力参考文献第5章绝缘材料的基本原理5.1引言5.2电气绝缘材料的物理化学特性5.2.1概述5.2.2聚乙烯分子链长度及分子量5.2.3支链5.2.4结晶度5.2.5聚乙烯共聚物5.3聚乙烯的制造5.3.1传统制造工艺5.3.2分子量分布控制技术5.4交联聚乙烯5.4.1基本原理5.4.2过氧化物交联5.4.3辐照交联5.4.4硅烷交联5.4.5温度对材料特性的影响5.4.6抗氧化剂5.4.7本节内容回顾5.5抗水树交联聚乙烯5.6乙丙橡胶绝缘5.6.1机理5.6.2其他乙丙橡胶5.6.3乙丙橡胶并不都是类似的5.6.4自由电荷与限制电荷5.7屏蔽材料5.7.1综述和聚合物的作用5.7.2炭黑的作用5.7.3非导电的屏蔽材料5.8护套材料5.9阻水技术5.10纸绝缘电缆5.10.1机理5.10.2老化行为5.10.3测试方法5.11低压聚合物绝缘电缆5.11.1绝缘材料5.11.2次级电缆5.12挤包绝缘的修复5.12.1概念介绍5.12.2修复原理5.12.3电缆修复的现场过程5.13中压绝缘材料的比较参考文献附录附录A聚乙烯分子链在极低温度下的运动附录B单点催化聚合第6章电缆绝缘材料电气性能6.1引言6.2体积电阻率（VR）6.3运行场强下绝缘材料的响应6.3.1极化6.3.2介电常数6.3.3介质损耗6.3.4色散6.3.5矿物填充体系和界面极化6.3.6电导6.3.7电缆响应6.3.8纸/液绝缘系统6.3.9小结6.4高场强时的绝缘响应6.4.1介绍6.4.2介电强度6.4.3测试方法6.4.4击穿和故障6.4.5局部放电6.5本章小结参考文献第7章电力电缆的屏蔽7.1引言7.2导体屏蔽7.3中压电缆的绝缘屏蔽7.3.1应力消减层7.3.2金属屏蔽7.3.3同心中性线电缆7.4低压电力电缆的金属屏蔽7.4.1电场7.4.2磁场参考文献第8章护套和铠装8.1金属护套8.2热塑性护套8.2.1聚氯乙烯8.2.2聚乙烯（不导电的）8.2.3半导电护套8.2.4聚丙烯8.2.5氯化聚乙烯8.2.6热塑性弹性体8.2.7尼龙8.2.8低烟无卤（LSZH）护套8.3热固性护套材料8.3.1交联聚乙烯8.3.2氯丁橡胶8.3.3氯磺化聚乙烯8.3.4丁腈橡胶8.3.5丁腈/聚氯乙烯8.3.6乙丙橡胶8.4铠装8.4.1连锁铠装8.4.2钢丝铠装8.4.3其他铠装类型参考文献第9章低压电缆9.1引言9.2设计9.2.1导体设计9.2.2单层绝缘导体9.2.3带绝缘和护套的导体9.2.4成股的单芯导体电线和电缆9.2.5多芯电缆参考文献第10章标准和规范10.1引言10.2制造商组织10.2.1绝缘电缆工程师协会（ICEA）10.2.2国家电气制造商协会（NEMA）10.2.3铝协会（AA）10.3使用者组织10.3.1爱迪生照明公司协会（AEIC）10.3.2乡村公共服务（RUS）［之前的REA］10.4共识组织10.4.1美国国家标准学会（ANSI）10.4.2美国材料试验协会（ASTM）10.4.3加拿大标准协会（CSA）10.4.4国际电工委员会（IEC）10.4.5美国国家电气规范（NEC）10.4.6美国安全检测实验室（UL）10.5典型的标准和规范10.5.1导体10.5.2导体屏蔽10.5.3绝缘10.5.4挤包绝缘屏蔽10.5.5金属屏蔽10.5.6电缆护套10.5.7常规文献参考文献第11章电缆的制造11.1引言11.2导体的制造11.2.1拉丝11.2.2退火11.2.3退火拉丝11.2.4绞合11.3挤包绝缘电缆制造11.3.1绝缘材料和护套材料11.3.2挤出11.3.3硫化11.3.4冷却11.4挤出生产线的构造11.4.1单台挤出机生产线11.4.2“两步法”挤出11.4.3“一步法”挤出生产线11.4.4“真正三层”共挤11.4.5挤出机头11.4.6加工11.4.7成缆11.5纸绝缘电缆11.5.1纸绝缘11.5.2纸张绕包11.5.3成缆11.5.4浸渍材料11.5.5干燥和浸渍11.5.6浸渍油的处理11.5.7浸渍控制11.5.8冷却工序的控制11.6出厂检验11.6.1低压电缆全长度电性能试验11.6.2中压电缆电性能试验11.6.3其他出厂检验参考文献第12章电缆敷设12.1引言12.2电缆敷设拉力的讨论12.2.1导体的最大允许拉力12.2.2敷设拉力计算12.2.3摩擦系数12.2.4侧壁承载压力（SWBP）12.2.5管道或排管中多根电缆的敷设12.3敷设计算12.3.1横向弯曲外的拉力12.3.2敷设方向的选择12.4电缆敷设研究12.4.1研究成果12.5现场经验参考文献第13章接头、终端和附件13.1引言13.2终端理论13.2.1电场介绍13.2.2终端的用途13.2.3简单消除应力的终端13.2.4电压梯度终端13.3终端设计13.3.1应力锥设计13.3.2电压梯度设计13.3.3纸绝缘电缆终端13.3.4钎柄（接线端子）13.3.5可分离连接器（肘形）13.4接头13.4.1接头理论13.4.2接头设计和绝缘13.5可替代设计13.6接头和终端的选择13.7故障分析参考文献第14章电缆载流量14.1引言14.2土壤热阻系数14.3载流量计算14.3.1热路模型14.3.2负载因数14.3.3损耗因数14.3.4导体损耗14.3.5介质损耗的计算14.3.6金属屏蔽损耗14.4典型热路14.4.1有护套和屏蔽电缆的内部热路14.4.2单层绝缘，连续负载14.4.3不同材料电缆的内部热路，连续负载14.4.4有护套和屏蔽简单电缆的热路，连续负载14.4.5例3中电缆，周期性负载14.4.6外部热路，沟道中电缆，连续负载14.4.7外部热路，沟道中电缆，时变负载，外部热源14.4.8外部热路，直埋电缆，周期性负载，可能有外部热源14.4.9外部热路，空气中电缆，可能有外部热源14.5载流量算例14.5.1概述14.6载流量表和计算机程序14.6.1表格14.6.2计算机程序14.7短路条件下的“载流量”14.8载流量与电压降计算的关系参考文献第15章土壤热阻系数15.1引言15.2土壤中的热传递机理15.2.1土壤临界含水量15.3外部热环境15.4自然土壤热阻系数15.5埋深处季节性的温度变化15.6土壤的热稳定15.6.1热交换率15.6.2土壤类型和密度15.6.3土壤水分15.7土壤干燥时间概念15.8临界热交换率15.9热特性好的土壤15.10热特性差的土壤15.11使用合适的回填土15.12合适的回填土15.12.1颗粒压实回填土15.12.2现场敷设15.12.3质量控制15.12.4流体回填土15.13混凝土作为回填土15.13.1电缆回填混凝土15.13.2佛罗里达州安装测试15.13.3实验结果15.14土壤界面温度15.15敷设路线热特性调查15.15.1回顾和规划15.15.2现场测试15.15.3实验室测试15.15.4分析15.15.5回填土参数和热稳定性15.15.6质量保证15.15.7通用参考文献第16章护套互联和接地16.1引言16.2电缆是个变压器16.3载流量16.3.1屏蔽损耗16.3.2屏蔽电导率16.3.3互联跳线能力16.4多点接地16.4.1优点16.4.2缺点16.4.3讨论16.5单点接地和交叉互联16.5.1优点16.5.2缺点16.5.3背景16.5.4单点互联方法16.5.5护套的感应电压水平16.5.6互联方式参考文献第17章地下系统故障点定位17.1引言17.2管道与工井系统17.2.1Murray回路电桥17.3地下住宅配电系统17.4故障点标定的方法17.4.1电缆定位17.4.2切断和尝试17.4.3雷达或时域反射仪17.4.4电容放电装置（轰鸣器）17.4.5土壤梯度仪17.4.6电容测量法17.4.7在北美不常使用的标定方法17.5故障电路指示器参考文献第18章电力电缆现场评估18.1引言18.1.1验收测试18.1.2安装测试18.1.3维护性测试18.2原理18.2.1测试项目18.2.2励磁电压18.2.3性能测试的项目18.2.4时间上的考虑18.2.5全局评估和精确定位故障18.2.6需要测试的量18.3综述18.3.1在线和离线测试18.3.2直流电压测试18.3.3替代性测试手段18.4直流电压测试18.4.1简介18.4.2低压直流测试18.4.3高压直流测试18.4.4优缺点18.5工频在线监测18.5.1简介18.5.2测量18.5.3优点18.5.4缺点18.6工频离线监测18.6.1简介18.6.2测试设备的要求18.6.3测试系统特性18.6.4测试过程18.7局部放电测试18.7.1概述18.7.2局部放电的测量18.7.3测试设备18.8损耗因数测试18.8.1概述18.8.2介质损耗18.8.3方法18.8.4测量方法和仪器18.8.5优点18.8.6缺点18.8.7甚低频正弦波下损耗因数18.9甚低频测试18.9.1概述18.9.2甚低频耐压测试18.9.3余弦波甚低频测试18.9.4正弦波甚低频测试18.9.5甚低频正弦波tanδ测试18.10振荡波测试18.10.1概述18.10.2测试方法概述18.10.3优点18.10.4缺点18.10.5测试设备18.10.6试验过程18.10.7进一步研究工作18.11介电谱参考文献第19章树19.1引言19.2背景19.3水树19.3.1水树的机理19.3.2加速试验的介绍19.4电树19.5电树和水树的组合19.6实验室测试19.7树的技术讨论19.8亚甲基蓝的染色技术19.9浸硅油观察参考文献第20章配电电缆系统的雷电保护20.1引言20.2电涌保护（过电压保护）20.2.1保护裕度20.2.2额定电压20.2.3最高电压20.2.4接地系数20.2.5放电20.2.6电涌放电20.2.7绝缘电阻放电电压20.3波形和上升率20.4避雷器的操作使用20.4.1气隙20.4.2阀型避雷器20.4.3金属氧化物变阻器（MOV）20.5自然雷击20.6行波20.7传播速度20.8避雷器的正确连接方法20.8.1引线长度20.8.2电流的路径20.8.3接地电阻/阻抗参考文献第21章电缆性能21.1引言21.2电缆故障数据21.3性能21.4数据分析21.5当前情况参考文献第22章同心中性线的腐蚀22.1引言22.2电位序22.2.1电化当量22.2.2氢离子浓度22.3腐蚀机理22.4腐蚀类型22.4.1阳极腐蚀（杂散直流电流）22.4.2阴极腐蚀22.4.3电化学腐蚀22.4.4化学腐蚀22.4.5交流腐蚀22.4.6局部电池腐蚀22.4.7其他腐蚀类型22.5同心中性线腐蚀22.5.1研究活动22.5.2土壤成分22.5.3同心中性线腐蚀机理22.6护套22.7阴极保护22.8腐蚀位置的定位22.8.1中性线电阻率测量22.8.2受损位置的定位参考文献第23章海缆铠装的腐蚀23.1引言23.2铠装系统中的电流23.3腐蚀23.3.1直流条件下的腐蚀23.3.2交流条件下的腐蚀23.4现场经验23.5铠装腐蚀的缓解参考文献第24章名词术语和缩略语24.1名词术语24.2缩略词

本书是一本完整阐述电力电缆相关技术的专著。全书内容丰富，由浅入深，涵盖了中压和低压电力电缆的设计、安装、运行和维护内容。本书的作者为美国IEEE资深会员，在电缆行业有五十多年的经验。本书目前已经是第3版，主要内容来自于大学教授的相关课程。内容在原理上阐述得非常细致，同时，结合了实际的生产与使用，对我国电力电缆工业的发展有很好的借鉴作用。同时，该书详细地介绍了美国乃至北美对电力电缆的要求，对出口北美市场也有很好的指导作用。　　本书对于从事电线电缆制造，以及电力电缆工程设计、施工、运行和维护的人员，都是一本不可多得的好书！