电力电缆工程

书籍目录

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测试方法和仪器

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

作者简介

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！

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