第1章 概述
1.1 输电线路基本介绍
现代大型发电厂一般建在能源基地附近，如火力发电厂大都集中在煤炭、石油等能源产地，水力发电厂集中在江河流域水位落差大的水力资源点；而电力负荷中心则多集中在工业区和大城市。发电厂和电力负荷中心间往往相距很远，从而产生了电能远距离输送的问题，需要通过架设电力线路解决。
电力线路是电力系统的重要组成部分，它承担着输送和分配电能的任务。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路以及电力系统之间的联络线路称为输电线路；由电力负荷中心向电力用户分配电能的线路称为配电线路。为了减少电能在输送过程中的损耗，根据输送距离和输送容量的大小，输、配电线路采用各种不同的电压等级。目前，我国采用的电压等级主要有：交流380/220V、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV；直流±400kV、±500kV、±660kV、±800kV、±1100kV。通常把1kV以下的线路称为低压配电线路；10kV、20kV线路称为中压配电线路；35kV线路称为高压配电线路；110kV、220kV线路称为高压输电线路；330kV、500kV、750kV和直流±400kV、±500kV、±660kV线路称为超高压输电线路；1000kV和直流±800kV及以上线路称为特高压输电线路。
电力线路按其结构又可分为架空线路和电缆线路。
1.1.1 架空线路
架空线路主要指将导线固定在直立于地面杆塔上的输电线路。相比于电缆线路，架空线路有许多显著优点，如结构简单、造价低、架设速度快、输送容量大、施工和运行维护方便等。因此，早期的输电线路普遍是以架空的形式建设的。架空线路的组成元件主要有导线、架空地线（或称避雷线、地线）、杆塔、绝缘子、金具、基础、接地和拉线，它们的作用和型式分述如下。
1.1.1.1 导线
导线的作用主要是用来传导电流，输送电能。
1.导线的材料特性
架空线路的导线应具备以下特性：
（1）导电率高，以减少线路的电能损耗和电压降。
（2）耐热性能高，以提高输送容量。
（3）具有良好的耐振性能。
（4）机械强度高，弹性系数大，有一定柔软性，容易弯曲，以便于加工制造。
（5）耐腐蚀性强，能够适应自然环境条件和一定的污秽环境，使用寿命长。
（6）质量轻，性能稳定，耐磨，价格低廉。
常用的导线材料有铜、铝、铝镁合金和钢。各类材料的优、缺点及适用范围见表1-1。
表1-1 各类导线材料的优、缺点及适用范围
电压等级较高的架空线路，因其输送功率大，导线截面大，所以对导线的机械强度要求高。为了兼顾导线机械性能和导电性能，通常将铝和钢两种材料结合起来制成钢芯铝绞线。由于交流电的趋肤效应，使铝线截面的载流作用得到充分地利用，而其所承受的机械荷载则由钢芯和铝线共同担负。这样，既发挥了两种材料的各自优点，又补偿了它们各自的缺点。因此，钢芯铝绞线被广泛应用在35kV及以上线路中。近年来，耐热铝合金导线、碳纤维复合芯铝绞线等新型架空导线相继出现，具有较多优越性能，在输电线路改造和新建工程中也得到应用。
2.分裂导线
一般架空线路每相采用单根导线。而对于电压等级较高的架空线路，为了提高线路输送能力，降低电能损耗，减少对无线电、电视等的干扰，可采用扩径导线、空芯导线或分裂导线。又因扩径导线和空芯导线制造和安装不便，故高电压等级架空线路多采用分裂导线。
分裂导线每相分裂的根数一般为2～4根，近几年投运的±800kV直流特高压输电线路采用了6分裂导线，1000kV的特高压输电线路采用了8分裂导线。分裂导线由数根导线组成一相，每根导线称为次导线，两根次导线间的距离称为次线间距离，一个档距中，一般每隔30～80m装一个间隔棒，使次导线间保持一定的次线间距离，两相邻间隔棒间的水平距离称为次档距。
3.导线排列方式
架空线路有单回路、双回路并架以及多回路并架等。由于线路回路数的不同，导线在杆塔上的排列方式也是多种多样的。一般单回路架空线路导线的排列方式有水平排列、三角形排列、上字形排列等排列方式，如图1-1所示。双回路并架架空线路导线的排列方式有伞形排列、倒伞形排列、六角形排列等排列方式，如图1-2所示。
图1-1 单回路架空线路导线排列方式
图1-2 双回路架空线路导线排列方式
1.1.1.2 架空地线
架空地线又称避雷线、地线，通常悬挂于杆塔顶部，杆塔上的架空地线一般通过接地线与接地体相连接。当雷击线路时，因架空地线位于导线上方，雷电首先击中架空地线，并借以将雷电流通过接地体泄入大地，从而减少雷击导线的概率，保护线路绝缘免遭雷电过电压的破坏，起到防雷保护作用，保证线路安全运行。
为减少能耗对于220kV及以上电压等级的输电线路，常常采用绝缘架空地线的方式。绝缘架空地线通过带有放电间隙的绝缘子使地线与杆塔绝缘，雷击时利用放电间隙将雷电流引入地下，从而不影响其防雷性能。
架空地线一般采用钢绞线或铝包钢绞线，对于双地线架空线路，其中一根也可以采用复合光缆制作。复合光缆的外层铝合金绞线起防雷保护作用，内部的芯层光导纤维起通信作用。
对于不同电压等级的线路，一般有以下要求：
（1）35kV线路及不沿全线架设架空地线的线路，宜在发电厂或变电站的进线段架设1～2km架空地线，以保护导线及发电厂、变电站的设备免遭直接雷击。
（2）66kV线路位于年平均雷暴日为30日以上的地区时，宜沿全线架设架空地线。
（3）110kV线路宜全线架设地线，在年平均雷暴日不超过15日的地区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设架空地线。
（4）220～330kV输电线路应沿全线架设架空地线，年平均雷暴日不超过15日的地区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可架设单地线，山区宜架设双地线。
（5）500kV及以上输电线路应沿全线架设双地线。
1.1.1.3 杆塔
杆塔的主要作用是用来支持导线、避雷线及其附件，并使导线和导线之间、导线和避雷线之间、导线和杆塔之间以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离。
杆塔按使用的材料分为钢筋混凝土杆、钢管杆、角钢塔和钢管塔。在早期输电线路建设中，由于经济条件的限制，钢筋混凝土杆因其造价低、施工工期短等突出特点而使用广泛；钢管杆由于其美观、维护方便等特点，在城区线路中得到较多使用；角钢塔是用角钢焊接或螺栓连接而成，因其坚固、耐用、使用期限长等特点，是目前应用最广泛的输电线路杆塔；钢管塔是由钢管通过螺栓连接而成，在特高压线路、重要交跨处应用较多。
杆塔按其在线路上的作用可分为直线杆塔、耐张杆塔、跨越杆塔、终端杆塔和换位杆塔等。
1.直线杆塔
直线杆塔在架空线路中的数量最多，约占杆塔总数的70%。在线路正常运行的情况下不承受导线的张力，仅承受导线、避雷线、绝缘子和金具等设备的重力及风引起的垂直线路方向的水平力。只有在杆塔两侧档距相差悬殊或一侧发生断线时，才承受一定的顺线路方向的不平衡张力。直线杆塔一般不承受角度力，因此直线杆塔对机械强度要求较低，造价也比较低。
2.耐张杆塔
耐张杆塔又称承力杆塔。在线路正常运行或断线事故的情况下，均承受较大的顺线路方向张力。两相邻耐张杆塔间的一段线路称为一个耐张段。两相邻耐张杆塔间各档距的和称为耐张段的长度。当线路发生断线故障时，不平衡张力很大，这时直线杆塔可能逐个被拉倒，耐张杆塔强度大，能承受住导线对杆塔的断线张力，使断线故障的影响范围限制在与断线点相邻的两耐张杆塔之间。在架线施工中，耐张杆塔也可作为紧线操作塔或锚塔。所以，耐张杆塔也称作锚型杆塔或断连杆塔。
3.跨越杆塔
跨越杆塔位于线路与河流、山谷、铁路等交叉跨越的地方。跨越杆塔也分为悬垂型和耐张型两种。当跨越档距很大时，就得采用特殊设计的耐张型跨越杆塔，其高度也较一般杆塔高得多。
4.终端杆塔
终端杆塔位于线路的首端和末端，即变电站进线、出线的第一基杆塔。终端杆塔是一种承受单侧张力的耐张杆塔。
5.换位杆塔
换位杆塔是用来进行导线换位的。高压输电线路的换位杆塔分滚式换位用的悬垂型换位杆塔和耐张型换位杆塔两种。
1.1.1.4 绝缘子
架空线路的绝缘子用于支持导线并使之与杆塔绝缘。它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时应对化学杂质的侵蚀具有足够的抵御能力，并能适应周围大气环境的变化，如温度和湿度的变化对其本身的影响等。
1.绝缘子的种类
架空线路上所用的绝缘子有悬式、棒式和复合绝缘子等数种。
（1）悬式绝缘子。悬式绝缘子形状多为圆盘形，故又称为盘形绝缘子。此类绝缘子以往都是陶瓷材质的，所以又称为瓷瓶。近年来钢化玻璃悬式绝缘子得到广泛应用，其优点是尺寸小、机械强度高、电气性能好、寿命长、不易老化、维护方便。当绝缘子有缺陷时，由于冷热剧变或机械过载，即自行破碎，即称为“自爆”，让巡线人员可以很容易地用肉眼检查出来，减少了大量的劣化瓷质绝缘子的检测工作。
（2）棒式绝缘子。棒式绝缘子是一个瓷质整体，可以代替悬垂绝缘子串。它的优点是质量轻、长度短、省钢材；缺点是棒式绝缘子制造工艺较复杂、成本较高，且在运行中易由于振动而断裂。
（3）复合绝缘子。复合绝缘子由伞套、芯棒组成，并带有金属附件。伞套由以硅橡胶为基体的高分子聚合物制成，具有良好的憎水性，抗污能力强，用来提供必要的爬电距离，并保护芯棒不受气候影响。芯棒通常由玻璃纤维浸渍树脂后制成，具有很高的抗拉强度和良好的减振性、抗蠕变性以及抗疲劳断裂性。根据需要，复合绝缘子的一端或者两端可以制装均压环。复合绝缘子适用于海拔1000m以下地区，尤其用于污秽环境时能有效防止污闪的发生。
2.绝缘子串的组装型式
绝缘子串的组装型式基本分为悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串两大类。
（1）悬垂绝缘子串。悬垂绝缘子串用于直线杆塔上，正常运行时仅支撑导线自重、冰重和风力，在断线时，还要承受断线张力，在一般情况下，采用单串悬垂绝缘子串就能满足设计要求。当线路跨越山谷、河流或重冰区以及线路采用的导线牌号较大时，导线的荷载很大，超过了单串绝缘子串所允许的荷载范围，在这种情况下可采用双联悬垂绝缘子串和多联悬垂绝缘子串。为了减少悬垂串的风偏摇摆角以达到减小杆塔头部尺寸的目的，可采用V形及八字形组合绝缘子串。
（2）耐张绝缘子串。耐张绝缘子串用于耐张、转角和终端杆塔，除支撑导线自重、冰重和风力外，还要承受正常情况和断线情况下顺线路方向导线的全部张力。当导线截面在185mm2及以下时，普遍采用单串耐张绝缘子串；当导线截面较大或遇到特大档距，导线张力很大时，可采用双联耐张绝缘子串或多联耐张绝缘子串。耐张绝缘子串两侧的导线通过跳线连接，跳线绝缘子串用以限制跳线的风偏角，保证跳线对杆塔各部分空气间隙的要求。
1.1.1.5 金具
金具在架空线路中主要用于支持、固定、接续导线及绝缘子连接成串，也用于保护导线和绝缘体。金具一般是由铸钢、锻铁或铝合金材料制成，应具有足够的机械强度。连接导电体的部分金具要具有良好的电气性能。金具按照其用途可分为线夹类金具、连接金具、接续金具、保护金具和拉线金具五大类。
1.线夹类金具
线夹分为悬垂线夹和耐张线夹两类，悬垂线夹类以字母X表示，耐张线夹类以字母N表示。
悬垂线夹用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将避雷线悬挂在直线杆塔上，也可用于换位杆塔上支持换位导线。
耐张线夹用于将导线固定在耐张杆塔的绝缘子串上，以及将避雷线固定在耐张杆塔上。耐张线夹根据使用和安装条件的不同，分为螺栓型、压接型、楔形和混合型节能耐张线夹四种。螺栓型耐张线夹有正装和倒装两种结构，由于受握着力的限制，一般只用于240mm2及以下中小截面的导线上，实用中较多地采用倒装式螺栓型耐张线夹；压接型耐张线夹分液压和爆压两种型式，由于握着力较大，适用于240mm2以上大截面导线；楔形耐张线夹主要用于与避雷线的配合；靠楔形块与螺栓配合构成混合型节能耐张线夹，既减少电能损耗、方便施工，又可以增加其握着力。
2.连接金具
连接金具用于与绝缘子连接成串，将一串或数串绝缘子串连接或悬挂在杆塔横担上。常用的连接金具有以下类型：
（1）球头挂环。用于连接绝缘子上端碗头铁帽，主要有圆形连接的Q型和螺栓平面连接的QP型。
（2）碗头挂板。用于连接绝缘子下端球头铁脚，分单联和双联碗头两种。
（3）U型挂环。一般用于金具之间的连接，可单独使用，也可组装使用。
（4）直角挂板。是一种转向金具，其连接方向成直角，故可按使用要求转变绝缘串的连接方向。
（5）平行挂板。用于单板与单板、单板与双板的连接，以及与槽型绝缘子的连接。
（6）平行挂环。用于加大绝缘子串长度、改善导线张力或增大跳线间隙。
（7）二联板。用于将两串绝缘子组装成双联悬垂、耐张及转角悬垂子串。
连接金具类型选择应根据使用条件和连接方式进行。例如：用于球窝形绝缘子的连接应选择球头挂环、碗头挂板等；用于槽形绝缘子的连接应选用直角挂板、平行挂板等；用于绝缘子串与杆塔横担的连接则需根据耐张绝缘子串和悬垂绝缘子串连接方式的不同进行选配。
连接金具的机械强度一般不是按导线的荷载选择，而是按绝缘子的机械强度确定，每一种型式的绝缘子配备一套与其机械强度相同的金具。考虑金具的互换性，定型金具按照破坏荷载分为4、7、10、12、16、20、25、30、50、60等10个等级。例如XP-60型绝缘子所配金具的破坏荷载不应小于60kN，即应选等级标记为“7”的金具，其破坏荷载为69kN，相应的金具有U-7型、QP-7型、W-7A型等。连接金具所用的螺栓、销钉直径及螺孔和销钉孔的直径等，也力求统一，相互配合。
3.接续金具
接续金具用于架空线路的导线及避雷线终端的接续、承力杆塔跳线的接续及导线补修等，产品型号以字母J表示。接续金具主要分为承力接续和非承力接续两种。
（1）承力接续金具：主要有导线、避雷线的接续管等，用于导线连接的接续管主要有爆压管、液压管和钳压管三种。爆压管、液压管呈圆形，适用于架空绝缘导线或240mm2及以上裸导线的承力连接，钳压管呈椭圆形，适用于240mm2及以下裸导线的承力连接。承力连接金具的握着力不应小于该导线、避雷线计算拉断力的95%。
（2）非承力接续金具：主要有并沟线夹（用于导线作为跳线、T连接导线时的连接）、带电装卸线夹（主要用于导线带电拆、搭头）和异径并沟线夹等。非承力接续金具的握着力不应小于该导线计算拉断力的10%。
4.保护金具
保护金具包括导线及避雷线的防振金具，用于分裂导线保持线间距离并抑制导线微风振动的间隔棒以及护线条、防振锤、铝包带，以及用于绝缘子串的均压屏蔽环等。
5.拉线金具
拉线金具主要用于拉线杆塔拉线的连接、紧固和调整，具体如下：
（1）连接。用于使拉线与杆塔、其他拉线金具连接成整体，主要有拉线U型环、二联板等。
（2）紧固。用于紧固拉线端部，与拉线直线接触，要求有足够的握着力度，主要有楔形线夹、预绞丝和钢线卡子等。
（3）调节。用于施工和运行中固定与调整拉线的松紧，要求有调节方便、灵活的性能，主要有可调式和不可调式两种UT线夹。
1.1.1.6 基础
杆塔基础的作用是保证杆塔稳定，防止杆塔因承受导线、冰、风、断线张力等的垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生倾斜、下沉、上拔或倒塌。杆塔基础一般分为混凝土电杆基础和铁塔基础。
1.混凝土电杆基础
混凝土电杆基础一般采用底盘、卡盘、拉盘（俗称三盘）基础。通常是事先预制好的钢筋混凝土盘，使用时运至施工现场组装，较为方便。底盘是埋在电杆底部的方形盘，承受电杆的下压力并将其传递到地基上，以防电杆下沉；卡盘是紧贴杆身埋入地面以下的长形横盘，其中采用圆钢或圆钢与扁钢焊成U型抱箍与电杆卡接，以承受电杆的横向力，增加电杆的抗倾覆力，防止电杆倾斜；拉盘是填埋于土中的钢筋混凝土长方形盘，在盘的中部设置U型吊环和长形孔，与拉线棒及金具相连接，以承受拉线的上拔力，稳住电杆，是拉线的锚固基础。
2.铁塔基础
铁塔基础型式一般根据铁塔类型、塔位地形、地质及施工条件等实际情况确定。根据铁塔根开大小不同，大体可分为宽基和窄基两种。宽基铁塔是将铁塔的每根主材（每条腿）分别安置在一个独立的基础上，这种基础稳定性较好，但占地面积较大，常被用在郊区和旷野地区；窄基铁塔是将铁塔的四根主材均安置在一个公用基础上。这种基础出土占地面积较小，但为了满足抗倾覆能力要求，基础在地下部分较深、较大，常被用在市区电力线路上或地形较窄的地段。
1.1.1.7 接地装置
架空地线在导线的上方，它通过每基杆塔的接地线或接地体与大地相连，当雷击地线时，可迅速地将雷电流向大地中扩散。因此，输电线路的接地装置主要是泄导雷电流，降低杆塔顶电位，保护线路绝缘不致击穿闪络。它与地线密切配合对导线起到了屏蔽作用。接地装置分为接地体和接地线。
1.接地体
接地体是指埋入地中并直接与大地接触的金属导体，分为自然接地体和人工接地体两种。为减少相邻接地体之间的屏蔽作用，接地体之间的必须保持一定距离。为使接地体与大地连接可靠，接地体同时必须有一定的长度。
2.接地线
架空电力线路杆塔与接地体连接的金属导体叫接地线。对非预应力钢筋混凝土杆可以利用内部钢筋作为接地线；对预应力钢筋混凝土杆因其钢筋较细，不允许通过较大的接地电流，可以通过爬梯或者从避雷线上直接引下线与接地体连接。铁塔本身就是导体，故可将扁钢接地体和铁塔腿进行连接即可。
1.1.1.8 拉线
拉线的作用是为了在架设导线后能平衡杆塔所承受的导线张力和水平风力，以防止杆塔倾倒，影响安全正常供电。拉线与地面的夹角一般为45°，若受环境限制可适当增减，一般不超出30°～60°。拉线按其作用可分为张力拉线（如转角、耐张、终端、分支杆塔拉线等）和风力拉线（如在土质松软的线路上设置拉线，增加电杆稳定性）两种；按拉线的型式，又可分为普通拉线、人字拉线、十字拉线、水平拉线、弓形拉线、共同拉线和V形拉线、Y形拉线、X形拉线等。
1.1.2 电缆线路
电缆线路问世的时间相对架空线路不长。世界上第一条电缆线路于1890年在英国投入运行，而我国的第一条电缆线路诞生于20世纪30年代。在1949年以前，我国的电力电缆生产规模还很小。1951年，我国研制成功了6.6kV铅护套低绝缘电力电缆；1966年生产出了第一条充油电力电缆；1968年和1971年又先后研制出了220kV和330kV充油电缆；到了1983年，首次研制出了500kV充油电缆。进入21世纪后，电缆线路快速发展，新型的交联聚乙烯(XLPE)电缆在高、中、低压线路中均得到广泛应用。
1.1.2.1 电力电缆的种类和特点
电力电缆的品种规格很多，分类方法多种多样，通常按照绝缘材料、结构、电压等级和特殊用途等方法进行分类。
1.按绝缘材料分类
电力电缆按绝缘材料主要分为油纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力电缆三大类。
（1）油纸绝缘电缆。油纸绝缘电缆是绕包绝缘纸带后浸渍绝缘剂（油类）作为绝缘的电缆。
根据浸渍绝缘剂的不同，油纸绝缘电缆可以分为两个种类，即黏性浸渍纸绝缘电缆和不滴流浸渍纸绝缘电缆。两者结构完全一样，除制造过程除浸渍工艺有所不同外，其他均相同。不滴流浸渍纸绝缘电缆的浸渍剂黏度大，在工作温度下不滴流，能满足在高差较大的环境（如矿山、竖井等）使用。
按绝缘结构不同，油纸绝缘电缆主要分为统包绝缘电缆、分相屏蔽电缆和分相铅包电缆。
1）统包绝缘电缆（又称带绝缘电缆）。统包绝缘电缆的结构特点，是在每相导体上分别绕包部分带绝缘后，加适当填料经绞合成缆，再绕包带绝缘，以补充其各相导体对地绝缘厚度，然后挤包金属护套。
统包绝缘电缆的优点是结构紧凑、节约原材料、价格较低；缺点是内部电场分布很不均匀、电力线不是径向分布、具有沿着纸面的切向分量。所以，这类电缆又叫做非径向电场型电缆。由于油纸的切向绝缘强度只有径向绝缘强度的10%～50%，所以统包绝缘电缆容易产生移滑放电，故只能用于10kV及以下电压等级的线路。
2）分相屏蔽电缆和分相铅包电缆。分相屏蔽电缆和分相铅包电缆的结构基本相同，这两种电缆特点是在每相绝缘芯制好后包覆屏蔽层或挤包铅套，然后再成缆。但是，分相屏蔽电缆在成缆后挤包一个三相共用的金属护套，使各相间电场互不相关，从而消除了切向分量，其电力线沿着绝缘芯径向分布，所以这类电缆又叫径向电场型电缆。径向电场型电缆的绝缘击穿强度比非径向型高得多，多用于35kV电压等级的线路。
（2）挤包绝缘电缆。挤包绝缘电缆又称固体挤压聚合电缆，它是以热塑性或热固性材料挤包形成绝缘的电缆。
目前，挤包绝缘电缆有聚氯乙烯（PVC）电缆、聚乙烯（PE）电缆、交联聚乙烯电缆和乙丙橡胶（EPR）电缆等，这些电缆均使用于不同的电压等级。
交联聚乙烯电缆是20世纪60年代以后发展起来的电缆品种，与油纸绝缘电缆相比，它在加工制造和敷设应用方面有不少优点，如其制造周期较短、效率较高、安装工艺较为简便、导体工作温度可达到90℃等。由于制造工艺的不断改进，如用干式交联取代早期的蒸汽交联，采用悬链式和立式生产线，使得110～220kV高压交联聚乙烯电缆产品具有优良的电气性能，能满足城市电网建设和改造的需要。目前，在220kV及以下电压等级的线路中，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油纸绝缘电缆。
（3）压力电缆。压力电缆是在电缆中充以能流动、具有一定压力的绝缘油或气体的电缆。在制造和运行过程中，油纸绝缘电缆的纸层间不可避免地会产生气隙。气隙在电场强度较高时，会出现游离放电，最终导致绝缘层击穿。压力电缆的绝缘处在一定压力下（油压或气压），抑制了绝缘层中形成气隙，使电缆绝缘工作场强明显提高，可用于63kV及以上电压等级的电缆线路。
为了抑制气隙，用带压力的油或气体填充绝缘，是压力电缆的结构特点。按填充压缩气体与油的措施不同，压力电缆可分为自容式充油电缆、充气电缆、钢管充油电缆和钢管充气电缆等品种。
2.按结构分类
电力电缆按照电缆芯线的数量不同可以分为单芯电缆和多芯电缆。
（1）单芯电缆是单独一相导体构成的电缆。一般在大截面、高电压等级电缆多采用此种结构。
（2）多芯电缆是由多相导体构成的电缆。该种结构一般在小截面、中低压电缆中使用较多。多芯电缆有两芯、三芯、四芯、五芯等。
3.按电压等级分类
根据IEC标准推荐，电缆按照额定电压分为低压、中压、高压和超高压等四类。
（1）低压电缆。额定电压小于1kV，如：0.6/1。
（2）中压电缆。额定电压为6～35kV，如：6/6，6/10，8.7/10，21/35，26/35。
（3）高压电缆。额定电压为45～150kV，如：38/66，50/66，64/110，87/150。
（4）超高压电缆。额定电压为220～500kV，如：127/220，190/330，290/500。
4.按特殊需求分类
按对电力电缆的特殊需求，主要有输送大容量电能的电缆、防火电缆和光纤复合电力电缆等品种。
（1）输送大容量电能的电缆。
1）管道充气电缆。管道充气电缆（GIC）是以压缩的SF6气体为绝缘的电缆，也称SF6电缆。这种电缆又相当于以SF6气体为绝缘的封闭母线，适用于电压等级在400kV及以上的超高压线路、传送容量100万kVA以上的大容量电站，以及高落差和防火要求较高的场所。管道充气电缆由于安装技术要求较高，成本较大，对SF6气体的纯度要求很严，仅用于电厂或变电所内短距离的电气联络线路。
2）低温有阻电缆。低温有阻电缆是采用高纯度的铜或铝作导体材料，将其处于液氮（温度77K）或者液氢（温度20.4K）环境下工作的电缆。在极低温度下，达到由导体材料热振动决定的特性温度（德拜温度）之下时，导体材料的电阻随绝对温度的5次方急剧变化。利用导体材料的这一性能，可将电缆深度冷却，以满足传输大容量电力的需要。
3）超导电缆。超导电缆是以超导金属或超导合金为导体材料，将其处于临界温度、临界磁场强度和临界电流密度条件下工作的电缆。利用超低温下出现失阻现象的某些金属及其合金为导体的电缆称为超导电缆，在超导状态下导体的直流电阻为零，能够提高电缆的传输容量。
（2）防火电缆。防火电缆是具有防火性能的电缆的总称，它包括阻燃电缆和耐火电缆。
1）阻燃电缆能够阻滞、延缓火焰沿着其外表蔓延，使火灾不扩大。在电缆比较密集的隧道、竖井或电缆夹层中，为防止电缆着火酿成严重事故，35kV及以下的电缆应选用阻燃电缆。有条件时，应选用低烟无卤或低烟低卤护套的阻燃电缆。
2）耐火电缆是当受到外部火焰以一定高温和时间作用时，在施加额定电压状态下具有维持通电运行功能的电缆，用于防火要求特别高的场所。
（3）光纤复合电力电缆。将光纤组合在电力电缆的结构层中，使其同时具有电力传输和光纤通信两大功能，称为光纤复合电力电缆。光纤复合电力电缆的两大功能降低了工程建设投资和运行维护费用，具有较高的技术经济意义。
1.1.2.2 电力电缆的结构和性能
电力电缆的基本结构一般由导体、绝缘层、护层三部分组成，6kV及以上电缆导体外和绝缘层外还增加了屏蔽层。
1.电力电缆导体的结构和性能
导体的作用是传输电流，电力电缆导体（线芯）大都采用高电导系数的金属铜或铝制造。铜的电导率大，机械强度高，易于进行压延、拉丝和焊接等加工，是电力电缆导体最常用的材料。
电力电缆导体一般由多根导线绞合而成，是为了满足电力电缆的柔软性和弯曲性的要求。当导体沿某一半径弯曲时，导体中心线圆外部分被拉伸，中心线圆内部分被压缩，绞合导体中心线内外两部分可以相互滑动，使导体不发生塑性变形。
绞合导体外形有圆形、扇形、腰圆形和中空圆形等。
圆形绞合导体几何形状固定，稳定性好，表面电场比较均匀。20kV及以上油纸电缆、10kV及以上交联聚乙烯电缆一般都采用圆形绞合导体结构。
10kV及以下多芯油纸电缆和1kV及以下多芯塑料电缆，为了减小电力电缆直径，节约材料消耗，多采用扇形或腰圆形导体结构。
中空圆形导体用于自容式充油电缆，其圆形导体中央以硬铜带螺旋管支撑形成中心油道，或者以型线（Z形线和弓形线）组成中空圆形导体。
2.电力电缆绝缘层的结构和性能
电力电缆绝缘层具有承受电网电压的功能。电力电缆运行时绝缘层应具有稳定的特性、较高的绝缘电阻和击穿强度、优良的耐树枝放电以及局部放电性能。电力电缆绝缘层有挤包绝缘、油纸绝缘、压力电缆绝缘三种。
（1）挤包绝缘。挤包绝缘材料（包括各类塑料、橡胶）具有耐受电网电压的功能。高分子聚合物经挤包工艺一次成型，紧密地挤包在电缆导体上。塑料和橡胶属于均匀介质，这是与油浸纸的夹层结构完全不同的。聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯和乙丙橡胶的主要性能如下：
1）聚氯乙烯塑料以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量配合剂、增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂等经混合塑化而制成。聚氯乙烯具有较好的电气性能和较高的机械强度，具有耐酸、耐碱、耐油性能，工艺性能也比较好。缺点是耐热性能较低、绝缘电阻率较小、介质损耗较大，因此仅用于6kV及以下的电力电缆绝缘。
2）聚乙烯具有优良的电气性能，介电常数小、介质损耗小、加工方便。缺点是耐热性差、机械强度低、耐电晕性能差、容易产生环境应力开裂。
3）交联聚乙烯是聚乙烯经过交联反应后的产物。采用交联的方法，将线形结构的聚乙烯加工成网状结构的交联聚乙烯，从而改善了材料的电气性能、耐热性能和机械性能。
聚乙烯交联反应的基本机理是：利用物理的方法（如用高能粒子射线辐照）或者化学的方法（如加入过化氧化物化学交联剂，或用硅烷接枝等）来夺取聚乙烯中的氢原子，使其成为带有活性基的聚乙烯分子。而后带有活性基的聚乙烯分子之间交联成三度空间结构的大分子。
4）乙丙橡胶是一种合成橡胶。用作电力电缆绝缘的乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和少量第三单体共聚而成。乙丙橡胶具有良好的电气性能、耐热性能、耐臭氧和耐气候性能。缺点是不耐油、可燃。
（2）油纸绝缘。油纸绝缘电缆的绝缘层是采用窄条电力电缆纸带绕包在电缆导体上，经过真空干燥后浸渍矿物油或合成油而形成的。纸带的绕包方式除仅靠导体和绝缘层最外面的几层外，均采用间隙式（又称负搭盖式）绕包，这使电缆在弯曲时，在纸带层间可以相互移动，在沿半径为电缆本身半径的12～25倍的圆弧弯曲时，不至于损伤绝缘。电力电缆纸是木纤维纸。
（3）压力电缆绝缘。在我国，压力电缆的生产和应用基本上是单一品种，即充油电缆。充油电缆是利用补充浸渍剂原理来消除气隙，以提高电力电缆工作场强的一种电力电缆。按充油通道不同，充油电缆分为两类：一类是自容式充油电缆；另一类是钢管充油电缆。我国生产应用自容式充油电缆已有近50年的历史，而钢管充油电缆尚未付诸工业性应用。运行经验表明，自容式充油电缆具有电气性能稳定、使用寿命较长的优点。自容式充油电缆油道位于导体中央，油道与补充浸渍油的设备（供油箱）相连，当温度升高时，多余的浸渍油流进油箱中，以降低电力电缆中产生的过高压力;当温度降低时，油箱中浸渍油流进电力电缆中，以填补电力电缆中因负压而产生的空隙。充油电缆中浸渍剂的压力必须始终高于大气压。在一定的压力下，不仅使电力电缆工作场强提高，而且可以有效防止护套破裂时潮气浸入绝缘层。
3.电力电缆护层的结构和性能
电力电缆护层是覆盖在电力电缆绝缘层外面的保护层。典型的护层结构包括内护套和外护层。内护套贴紧绝缘层，是绝缘的直接保护层。包覆在内护套外面的是外护层。通常，外护层又由内衬层、铠装层和外被层三层组成，以同心圆形式层层相叠，成为一个整体。
护层的作用是使电力电缆能够适应各种使用环境的要求，使电力电缆绝缘层在敷设和运行过程中，免受机械或各种环境因素损坏，以长期保持稳定的电气性能。内护套的作用是阻止水分、潮气及其他有害物质侵入绝缘层，以确保绝缘层性能不变。内衬层的作用是保护内护套不被铠装轧伤。铠装层使电缆具备必需的机械强度。外被层主要用于保护铠装层或金属护套免受化学腐蚀及其他环境损害。
4.电力电缆屏蔽层的结构和性能
屏蔽，是能够将电场控制在绝缘内部，同时能够使得绝缘界面处表面光滑，并借此消除界面空隙的导电层。电力电缆导体由多根导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽，又称为内屏蔽层。
在绝缘表面和护套接触处也可能存在间隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘表面易造成裂纹或皱折，这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电，又称为外屏蔽层。
屏蔽层的材料是半导电材料，其体积电阻率为103～106Ω·m。油纸电缆的屏蔽层为半导电纸。半导电纸还有吸附离子的作用，有利于改善绝缘电气性能。挤包绝缘电缆的屏蔽层材料是加入炭黑粒子的聚合物。没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层。其作用为：在正常运行时通过电容电流；当系统发生短路时，作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用。在电力电缆结构设计中，要根据系统短路电流的大小，采用相应截面的金属屏蔽层。