低温对电缆性能的影响主要体现在材料物理特性、电气性能及结构稳定性三个方面,具体如下:
一、材料机械性能劣化
低温会导致电缆绝缘层和护套材料(如聚氯乙烯PVC、普通橡胶)变硬、变脆,抗外力能力显著下降。例如,PVC绝缘电缆在零下十几度时易出现裂纹,轻微弯曲或碰撞就可能导致外皮脱落、绝缘层破损,暴露导体引发短路风险。而交联聚乙烯(XLPE)或耐寒硅橡胶等材料因玻璃化转变温度较低,在-40℃仍能保持柔韧性,可减少此类问题。此外,多股绞线的导体材料在极寒条件下可能变脆,导致绞线间连接强度降低,影响整体机械稳定性。
二、电气性能下降与故障风险增加
1. 绝缘性能弱化:低温使绝缘材料的局部放电起始电压和熄灭电压降低40%以上,尤其在电缆终端等薄弱部位,如高铁EPR电缆终端在-40℃时,绝缘层与应力控制管界面易因材料弹性模量差异产生结构性缺陷,诱发局部放电,击穿概率显著上升。
2. 短路风险升高:覆冰或积雪会加重电缆机械负荷,低温脆化的绝缘层在覆冰厚度超过临界值(如8毫米)时易破裂,导致相间短路或对地短路,这也是冬季线路停电的主要诱因之一。
3. 超导电缆的特殊挑战:虽然超导电缆依赖液氮(-196℃)实现低阻传输,但其外部结构仍受环境低温影响,热胀冷缩可能导致中间接头处形变压力增大,需通过“观冰精灵”等装置实时监测。
三、结构与施工维护难题
低温环境下电缆敷设难度增加,硬脆的外皮和绝缘层在弯曲时易开裂,需采用专用耐寒电缆(如耐-60℃型号)并优化施工工艺,例如运输时使用封闭工具保暖、避免过度弯曲。对于已运行的线路,覆冰监测和融冰作业至关重要,如山东电网通过无人机巡视与覆冰厚度实时测量,确保覆冰超限时及时启动融冰,防止线路过载或断裂。

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