2025年電力電纜練習題與參考答案一、單項選擇題1.交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電力電纜的絕緣層長期允許工作溫度為（）。A.65℃B.70℃C.90℃D.105℃2.電力電纜的鎧裝層主要作用是（）。A.提高導電性能B.增強機械保護C.改善絕緣性能D.減少電磁干擾3.直埋敷設的10kV電力電纜，在非凍土地區(qū)的最小埋設深度應為（）。A.0.5mB.0.7mC.1.0mD.1.2m4.電纜線路的沖擊耐壓試驗通常采用（）。A.直流電壓B.工頻交流電壓C.雷電沖擊電壓D.操作沖擊電壓5.銅芯電纜與相同截面積的鋁芯電纜相比，其載流量（）。A.更大B.更小C.相同D.無法比較6.電纜終端頭制作時，要求環(huán)境相對濕度不超過（）。A.60%B.70%C.80%D.90%7.電纜外護套的主要功能是（）。A.導電B.絕緣C.防潮和機械保護D.屏蔽電場8.采用電橋法測量電纜高阻接地故障時，需先對故障點進行（）。A.放電處理B.燒穿（擊穿）處理C.絕緣測試D.相位核對9.110kV及以上高壓電纜通常采用（）結構。A.單芯B.三芯C.四芯D.五芯10.電纜載流量校正系數(shù)中，土壤熱阻系數(shù)越大，載流量（）。A.越大B.越小C.不變D.先增大后減小二、判斷題（正確打√，錯誤打×）1.電力電纜的導體截面積越大，其直流電阻越小，因此載流量一定越大。（）2.電纜金屬屏蔽層的主要作用是均勻電場，減少電暈放電。（）3.電纜直埋敷設時，應在電纜上方鋪設100mm厚的細沙或軟土，再覆蓋混凝土保護板。（）4.電纜耐壓試驗中，直流耐壓比交流耐壓更能有效發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣缺陷。（）5.單芯電纜金屬護套采用兩端接地方式時，會在護套中形成感應環(huán)流，增加損耗。（）6.電纜故障類型中，“低阻接地故障”指故障點電阻小于100Ω的接地故障。（）7.電纜頭制作時，絕緣層剝切長度過長會導致爬電距離不足，易發(fā)生沿面放電。（）8.電纜敷設時，允許的最小彎曲半徑與電纜外徑有關，交聯(lián)聚乙烯電纜的彎曲半徑一般為外徑的15倍。（）9.多根電纜并列敷設時，由于熱屏蔽效應，每根電纜的載流量會比單根敷設時大。（）10.電纜外護套破損后，只需用絕緣膠帶纏繞修復即可，無需進行外護套耐壓試驗。（）三、簡答題1.簡述交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜相較于油紙絕緣電纜的主要優(yōu)點。2.電纜選型時需考慮哪些主要因素？請列舉至少5項。3.電纜直埋敷設的施工步驟包括哪些？4.電纜金屬護套的接地方式有哪幾種？各自適用場景是什么？5.電纜耐壓試驗的目的是什么？常用的試驗方法有哪些？6.電纜故障測距的常用方法有哪些？各適用于什么類型的故障？7.電纜頭制作過程中，為什么要進行“應力錐”處理？8.多根電纜并列敷設時，如何計算載流量校正系數(shù)？需考慮哪些影響因素？四、計算題1.某10kV三芯交聯(lián)聚乙烯電纜，導體截面積為3×185mm2，額定載流量（環(huán)境溫度25℃，土壤熱阻系數(shù)1.0℃·m/W，單根直埋）為450A。若實際敷設環(huán)境溫度為35℃，土壤熱阻系數(shù)為1.5℃·m/W，且有3根電纜并列敷設（中心間距為2倍電纜外徑），試計算實際允許載流量（已知：環(huán)境溫度校正系數(shù)K1=0.89；土壤熱阻系數(shù)校正系數(shù)K2=0.82；并列敷設校正系數(shù)K3=0.85）。2.某35kV單芯電纜發(fā)生單相接地故障，采用低壓脈沖法測距，測得發(fā)射脈沖與故障反射脈沖的時間差為20μs，電纜波速度為160m/μs，試計算故障點距離測試端的距離。3.某110kV電纜線路長度為5km，導體直流電阻為0.018Ω/km（20℃時），運行溫度為70℃（導體溫度系數(shù)α=0.00393/℃），計算該電纜導體在運行溫度下的直流電阻。五、案例分析題案例1：某10kV電纜線路某日發(fā)生跳閘，零序保護動作，重合閘不成功。運維人員到達現(xiàn)場后，測得A相絕緣電阻為0MΩ，B、C相絕緣電阻為5000MΩ。試分析：（1）故障類型是什么？（2）應采用哪些方法進行故障定位？（3）若故障點位于直埋段，開挖后發(fā)現(xiàn)電纜外護套破損、鎧裝層銹蝕，可能的故障原因有哪些？（4）修復后需進行哪些試驗驗證？案例2：某工程敷設3根10kV三芯電纜（截面積3×240mm2），采用排管敷設（管內(nèi)徑150mm，電纜外徑70mm），排管埋深1.2m，土壤熱阻系數(shù)1.2℃·m/W，環(huán)境溫度30℃。施工過程中，工人將電纜彎曲半徑控制在800mm（電纜外徑70mm），并在排管內(nèi)直接拖拽電纜導致外護套局部破損。試分析：（1）電纜彎曲半徑是否符合要求？為什么？（2）外護套破損可能導致的后果是什么？（3）排管敷設時，電纜載流量需考慮哪些校正因素？（4）針對施工中的問題，應采取哪些改進措施？參考答案一、單項選擇題1.C（交聯(lián)聚乙烯電纜的長期允許工作溫度為90℃，短時過載溫度為130℃，短路溫度為250℃）。2.B（鎧裝層（如鋼帶、鋼絲）主要作用是增強機械保護，防止外力損傷）。3.B（根據(jù)GB50217-2018，非凍土地區(qū)直埋電纜最小埋設深度為0.7m，凍土地區(qū)需埋至凍土層以下）。4.C（沖擊耐壓試驗用于模擬雷電或操作過電壓，驗證電纜的絕緣強度）。5.A（銅的導電率高于鋁，相同截面積下銅芯電纜載流量更大，約為鋁芯的1.29倍）。6.B（電纜頭制作需在干燥環(huán)境中進行，相對濕度一般不超過70%，避免水分影響絕緣）。7.C（外護套由聚氯乙烯或聚乙烯制成，主要功能是防潮、防腐蝕和機械保護）。8.B（電橋法適用于低阻故障，高阻故障需先通過燒穿設備將故障點電阻降低至可測范圍）。9.A（110kV及以上高壓電纜多為單芯結構，避免三芯電纜的磁滯損耗和渦流損耗）。10.B（土壤熱阻系數(shù)越大，散熱越差，載流量越小）。二、判斷題1.×（載流量還與絕緣材料耐溫、散熱條件、環(huán)境溫度等有關，截面積增大到一定程度后，載流量增長趨緩）。2.√（金屬屏蔽層（如銅帶）可均勻絕緣層表面電場，減少局部放電）。3.√（直埋電纜上方需覆蓋細沙/軟土（100mm）和保護板（如混凝土），防止外力直接擠壓）。4.×（交聯(lián)聚乙烯電纜的水樹、氣隙等缺陷在交流電壓下更易暴露，直流耐壓可能導致絕緣積累空間電荷，反而有害）。5.√（單芯電纜因電磁感應，兩端接地會形成閉合回路，產(chǎn)生環(huán)流，增加損耗和發(fā)熱）。6.√（低阻接地故障一般指故障點電阻小于100Ω，高阻故障電阻大于100Ω）。7.×（絕緣層剝切過長會導致爬電距離過大，但可能破壞絕緣完整性；剝切過短才會導致爬電距離不足）。8.√（交聯(lián)聚乙烯電纜的最小彎曲半徑為外徑的15倍，多芯電纜為12倍）。9.×（多根并列敷設時，電纜間熱量相互影響，載流量會減小，需乘以校正系數(shù)）。10.×（外護套破損后，需用專用材料修復并進行外護套耐壓試驗（如2kV直流耐壓15min），驗證絕緣性能）。三、簡答題1.交聯(lián)聚乙烯電纜的優(yōu)點：①介電常數(shù)小（約2.3），介質(zhì)損耗低；②耐溫等級高（長期90℃），載流量大；③結構緊湊、重量輕，便于敷設；④無油，避免漏油引發(fā)的火災風險；⑤耐化學腐蝕性能好，壽命長（約30-40年）。2.電纜選型考慮因素：①系統(tǒng)電壓等級（確定絕緣厚度）；②輸送容量（選擇導體截面積）；③敷設方式（直埋、排管、架空等，影響載流量校正）；④環(huán)境條件（溫度、濕度、腐蝕等級，選擇外護套材料）；⑤短路電流（校驗熱穩(wěn)定）；⑥機械強度（選擇鎧裝類型，如鋼帶或鋼絲鎧裝）；⑦防火要求（選擇阻燃或耐火電纜）。3.直埋敷設施工步驟：①開挖電纜溝（寬度≥0.6m，深度≥0.7m，溝底平整）；②鋪設100mm厚細沙或軟土；③敷設電纜（彎曲半徑符合要求，預留伸縮弧）；④覆蓋100mm厚細沙或軟土；⑤鋪設混凝土保護板或磚；⑥回填土并夯實；⑦設置電纜標志樁（間距≤50m，轉(zhuǎn)彎、接頭處增設）。4.金屬護套接地方式及適用場景：①兩端接地：適用于短電纜（長度＜500m），避免護套感應電壓過高；②一端接地+護層保護器：適用于中長電纜（500-2000m），防止雷電過電壓；③交叉互聯(lián)接地：適用于長電纜（＞2000m），將電纜分為三段，通過絕緣接頭交叉連接，消除護套環(huán)流。5.耐壓試驗目的：驗證電纜絕緣性能是否滿足運行要求，發(fā)現(xiàn)制造或施工中的缺陷（如氣隙、水樹、機械損傷）。常用方法：①直流耐壓試驗（傳統(tǒng)方法，適用于油紙電纜）；②工頻交流耐壓試驗（最有效，適用于XLPE電纜，需大容量設備）；③0.1Hz超低頻耐壓試驗（設備輕便，用于現(xiàn)場試驗）；④振蕩波（OWTS）試驗（定位局部缺陷）。6.故障測距方法及適用故障：①低壓脈沖法（雷達法）：適用于低阻接地、短路、斷路故障（電阻＜100Ω），通過測量脈沖反射時間計算距離；②高壓脈沖法（沖閃法）：適用于高阻接地故障，先擊穿故障點再發(fā)射脈沖；③電橋法：適用于低阻故障，通過比較故障相與非故障相的電阻比定位；④行波法：適用于所有類型故障，利用行波在電纜中的傳播速度和反射時間測距。7.應力錐處理的原因：電纜終端或接頭處，絕緣層被切斷后，原有的均勻電場分布被破壞，屏蔽層斷口處會產(chǎn)生電場集中（電場強度可達正常區(qū)域的數(shù)倍）。通過應力錐（采用高介電常數(shù)材料或幾何形狀漸變）可均勻電場分布，降低局部場強，避免電暈放電和絕緣擊穿。8.并列敷設載流量校正系數(shù)計算：需根據(jù)電纜根數(shù)、中心間距、土壤熱阻等查表確定（如GB/T16895.15-2016）。影響因素：①電纜根數(shù)（根數(shù)越多，校正系數(shù)越?。?；②中心間距（間距越大，散熱越好，校正系數(shù)越大）；③土壤熱阻（熱阻越大，散熱越差，校正系數(shù)越小）；④電纜排列方式（水平排列vs三角形排列，三角形排列散熱更好）。四、計算題1.實際允許載流量=額定載流量×K1×K2×K3=450A×0.89×0.82×0.85≈450×0.623≈280.35A（保留兩位小數(shù)為280A）。2.故障距離=（波速度×時間差）/2=（160m/μs×20μs）/2=3200m/2=1600m（因脈沖需往返故障點，故除以2）。3.運行溫度下的電阻R=R20×[1+α×(T-20)]=0.018Ω/km×5km×[1+0.00393×(70-20)]=0.09Ω×(1+0.1965)=0.09×1.1965≈0.1077Ω（保留四位小數(shù)為0.108Ω）。五、案例分析題案例1：（1）故障類型：A相單相接地故障（零序保護動作，A相絕緣電阻為0，其他相正常）。（2）故障定位方法：①先用低壓脈沖法判斷是否為低阻故障（若A相電阻低，直接測距）；②若為高阻故障，采用沖閃法（高壓脈沖法）擊穿故障點后測距；③結合路徑儀確定電纜走向，縮小排查范圍。（3）可能原因：①外護套破損導致水分侵入，引發(fā)絕緣腐蝕；②鎧裝層銹蝕后失去機械保護，電纜受外力擠壓或穿刺；③直埋段土壤含有腐蝕性物質(zhì)（如酸堿），加速護套老化；④施工時外護套未做防腐處理，或回填土中有尖銳石塊。（4）修復后試驗：①絕緣電阻測試（用2500V兆歐表，要求≥1000MΩ）；②交流耐壓試驗（10kV電纜試驗電壓21kV，持續(xù)5min）；③外護套耐壓試驗（2kV直流，持續(xù)15min）；④核對相位（確保接線正確）。案例2：（1）彎曲半徑是否符合要求：不符合。交聯(lián)聚乙烯電纜最小彎曲半徑為外徑的15倍（70mm×15=1050mm），實際彎曲半徑800mm＜1050mm，可能導致絕緣層損傷或?qū)w斷裂。（2）外護套破損后果：①水分或腐蝕性物質(zhì)侵入，導致鎧裝層銹蝕；②鎧裝層銹蝕后失去機械保護，可能進一步損傷內(nèi)絕緣；③外護套絕緣性能下降，可能引發(fā)接