35kV电缆在低温下柔韧性会显著降低,这一变化主要由电缆绝缘和护套材料的物理特性决定,可能影响施工、运行及长期可靠性。以下是具体分析:
一、低温对电缆柔韧性的影响机制
材料特性决定
35kV电缆的绝缘层(如交联聚乙烯XLPE)和护套层(如聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE)均为高分子聚合物。其柔韧性取决于分子链的排列和运动能力:高温时:分子链热运动活跃,材料柔软易弯曲。
低温时:分子链热运动减弱,材料变硬、脆性增加,柔韧性下降。
临界温度范围
XLPE绝缘:一般耐低温性能较好,但当温度低于-10℃时,可能开始出现脆化现象。
PVC护套:耐低温性较差,通常在-15℃以下会显著变硬,甚至开裂。
PE护套:低温性能优于PVC,但低于-25℃时也可能脆化。
二、低温对电缆施工的影响
弯曲半径限制
低温下电缆弯曲时,绝缘层和护套层可能因脆性产生裂纹或内部应力损伤。
施工要求:需根据材料特性调整最小弯曲半径(通常为电缆外径的15~20倍),低温环境下应适当增大弯曲半径,避免过度弯曲。
接头制作难度增加
剥切困难:低温下护套和绝缘层变硬,剥切时易导致刀口损伤或材料碎裂。
密封风险:冷缩附件(如冷缩管)在低温下收缩不充分,可能影响密封性能。
牵引与敷设风险
施工前将电缆存放在温暖环境(如室内)预热2~4小时。
使用专用润滑剂减少牵引摩擦。
避免在雪地或冰面上直接敷设,防止机械损伤。
低温下电缆刚性增强,牵引时易因摩擦或张力过大导致护套划伤或绝缘层变形。
建议措施:
三、低温对电缆运行的影响
机械应力损伤
电缆在低温下反复弯曲(如振动、热胀冷缩),可能引发绝缘层微裂纹,长期运行导致击穿风险增加。
案例:某35kV电缆在-20℃环境下运行3年后,因护套脆化开裂,水分侵入导致绝缘击穿。
热胀冷缩效应
选用耐低温弹性密封材料(如硅橡胶)。
定期检查终端头和接头密封性。
低温收缩可能导致电缆与终端头、接头之间的密封松动,引发漏电或进水风险。
应对措施:
电气性能变化
低温下绝缘材料介电常数可能变化,但通常对35kV电缆的电气性能影响较小,主要风险仍来自机械损伤。
四、低温环境下的解决方案
材料选型优化
护套材料:优先选用耐低温性能更好的聚乙烯(PE)或热塑性弹性体(TPE),避免使用PVC。
绝缘材料:XLPE绝缘在低温下性能稳定,但需确保交联度符合标准(如热延伸试验合格)。
施工工艺调整
预热处理:施工前将电缆置于20~30℃环境中预热,降低材料脆性。
低温专用工具:使用带加热功能的剥切工具,减少刀口损伤。
冷缩附件改进:选用低温型冷缩管(如含增塑剂的硅橡胶材料),确保在-40℃下仍能正常收缩。
运行维护建议
温度监测:在电缆密集区域安装温度传感器,实时监控环境温度。
定期检查:每半年检查电缆护套和接头密封性,重点排查裂纹或变形。
应急预案:制定低温天气下的电缆故障抢修流程,储备耐低温材料。
五、标准与规范要求
国家标准
《电缆设计用导体数据》(GB/T 3956-2008)未直接规定低温性能,但要求材料符合相关环境适应性标准。
《电力工程电缆设计规范》(GB 50217-2018)规定:电缆选型需考虑环境温度,寒冷地区应选用耐低温护套。
国际标准
IEC 60502-1《额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆》要求:电缆在-15℃下应能通过弯曲试验(无裂纹)。
UL 1581《电线电缆标准》规定:PVC护套在-20℃下需通过低温冲击试验。
六、典型案例分析
案例1:北方某35kV电缆故障
现象:冬季-25℃时,电缆终端头护套开裂,导致接地故障。
原因:选用PVC护套,低温脆化;施工时未预热,弯曲半径不足。
处理:更换为PE护套电缆,施工前预热2小时,增大弯曲半径至20倍外径。
案例2:寒区风电场电缆选型
方案:选用XLPE绝缘+TPE护套电缆,通过-40℃低温弯曲试验。
效果:运行5年未发生低温脆化问题,维护成本降低40%。

