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高壓電(diàn)纜分(fēn)析
點擊次數:2693 更新時間:2008-02-03
簡介: 按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工(gōng)質量原因、設計單位設計原因、外(wài)力破壞四大(dà)類。制作電(diàn)纜頭應用的材料分(fēn)析及改善電(diàn)場分(fēn)布的措施。
關鍵字:電(diàn)場應力、電(diàn)纜終端頭
一(yī)、高壓電(diàn)纜故障分(fēn)析
按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工(gōng)質量原因、設計單位設計原因、外(wài)力破壞四大(dà)類。下(xià)面進行分(fēn)類介紹:
1、廠家制造原因
廠家制造原因根據發生(shēng)部位不同,又(yòu)分(fēn)爲電(diàn)纜本體(tǐ)原因、電(diàn)纜接頭原因、電(diàn)纜接地系統原因三類。
1.1電(diàn)纜本體(tǐ)制造原因
一(yī)般在電(diàn)纜生(shēng)産過程中(zhōng)容易出現的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜(zá)質、内外(wài)屏蔽有突起、交聯度不均勻、電(diàn)纜受潮、電(diàn)纜金屬護套密封不良等,有些情況比較嚴重可能在竣工(gōng)試驗中(zhōng)或投運後不久出現故障,大(dà)部分(fēn)在電(diàn)纜系統中(zhōng)以缺陷形式存在,對電(diàn)纜長期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電(diàn)纜接頭制造原因
高壓電(diàn)纜接頭以前用繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現場制作的工(gōng)作量大(dà),并且因爲現場條件的限制和制作工(gōng)藝的原因,絕緣帶層間不可避免地會有氣隙和雜(zá)質,所以容易發生(shēng)問題。現在國内普遍采用的型式是組裝型和預制型。
電(diàn)纜接頭分(fēn)爲電(diàn)纜終端接頭和電(diàn)纜中(zhōng)間接頭,不管什麽接頭形式,電(diàn)纜接頭故障一(yī)般都出現在電(diàn)纜絕緣屏蔽斷口處,因爲這裏是電(diàn)應力集中(zhōng)的部位,因制造原因導緻電(diàn)纜接頭故障的原因有應力錐本體(tǐ)制造缺陷、絕緣填充劑問題、密封圈漏油等原因。
1.3電(diàn)纜接地系統
電(diàn)纜接地系統包括電(diàn)纜接地箱、電(diàn)纜接地保護箱(帶護層保護器)、電(diàn)纜交叉互聯箱、護層保護器等部分(fēn)。一(yī)般容易發生(shēng)的問題主要是因爲箱體(tǐ)密封不好進水導緻多點接地,引起金屬護層感應電(diàn)流過大(dà)。另外(wài)護層保護器參數選取不合理或質量不好氧化鋅晶體(tǐ)不穩定也容易引發護層保護器損壞。
2、施工(gōng)質量原因
因爲施工(gōng)質量導緻高壓電(diàn)纜系統故障的事例很多,主要原因有以下(xià)幾個方面:一(yī)是現場條件比較差,電(diàn)纜和接頭在工(gōng)廠制造時環境和工(gōng)藝要求都很高,而施工(gōng)現場溫度、濕度、灰塵都不好控制。二是電(diàn)纜施工(gōng)過程中(zhōng)在絕緣表面難免會留下(xià)細小(xiǎo)的滑痕,半導電(diàn)顆粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入絕緣中(zhōng),另外(wài)接頭施工(gōng)過程中(zhōng)由于絕緣暴露在空氣中(zhōng),絕緣中(zhōng)也會吸入水分(fēn),這些都給長期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時沒有嚴格按照工(gōng)藝施工(gōng)或工(gōng)藝規定沒有考慮到可能出現的問題。四是竣工(gōng)驗收采用直流耐壓試驗造成接頭内形成反電(diàn)場導緻絕緣破壞。五是因密封處理不善導緻。中(zhōng)間接頭必須采用金屬銅外(wài)殼外(wài)加PE或PVC絕緣防腐層的密封結構,在現場施工(gōng)中(zhōng)保證鉛封的密實,這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。
3、設計原因
因電(diàn)纜受熱膨脹導緻的電(diàn)纜擠傷導緻擊穿。交聯電(diàn)纜負荷高時,線芯溫度升高,電(diàn)纜受熱膨脹,在隧道内轉彎處電(diàn)纜頂在支架立面上,長期大(dà)負荷運行電(diàn)纜蠕動力量很大(dà),導緻支架立面壓破電(diàn)纜外(wài)護套、金屬護套,擠入電(diàn)纜絕緣層導緻電(diàn)纜擊穿。
二、高壓電(diàn)纜頭制作技術
1、高壓電(diàn)纜頭的基本要求
電(diàn)纜終端頭是将電(diàn)纜與其他電(diàn)氣設備連接的部件,電(diàn)纜中(zhōng)間頭是将兩根電(diàn)纜連接起來的部件,電(diàn)纜終端頭與中(zhōng)間頭統稱爲電(diàn)纜附件。電(diàn)纜附件應與電(diàn)纜本體(tǐ)一(yī)樣能長期安全運行,并具有與電(diàn)纜相同的使用壽命。良好的電(diàn)纜附件應具有以下(xià)性能:
線芯聯接好: 主要是聯接電(diàn)阻小(xiǎo)而且聯接穩定,能經受起故障電(diàn)流的沖擊;長期運行後其接觸電(diàn)阻不應大(dà)于電(diàn)纜線芯本體(tǐ)同長度電(diàn)阻的1.2倍;應具有一(yī)定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能;此外(wài)還應體(tǐ)積小(xiǎo)、成本低、便于現場安裝。
絕緣性能好: 電(diàn)纜附件的絕緣性能應不低于電(diàn)纜本體(tǐ),所用絕緣材料的介質損耗要低,在結構上應對電(diàn)纜附件中(zhōng)電(diàn)場的突變能完善處理,有改變電(diàn)場分(fēn)布的措施。
2、電(diàn)場分(fēn)布原理
高壓電(diàn)纜每一(yī)相線芯外(wài)均有一(yī)接地的(銅)屏蔽層,導電(diàn)線芯與屏蔽層之間形成徑向分(fēn)布的電(diàn)場。也就是說,正常電(diàn)纜的電(diàn)場隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的電(diàn)力線,沒有芯線軸向的電(diàn)場(電(diàn)力線),電(diàn)場分(fēn)布是均勻的。
在做電(diàn)纜頭時,剝去(qù)了屏蔽層,改變了電(diàn)纜原有的電(diàn)場分(fēn)布,将産生(shēng)對絕緣極爲不利的切向電(diàn)場(沿導線軸向的電(diàn)力線)。在剝去(qù)屏蔽層芯線的電(diàn)力線向屏蔽層斷口處集中(zhōng)。那麽在屏蔽層斷口處就是電(diàn)纜zui容易擊穿的部位。電(diàn)纜zui容易擊穿的屏蔽層斷口處,我(wǒ)(wǒ)們采取分(fēn)散這集中(zhōng)的電(diàn)力線(電(diàn)應力),用介電(diàn)常數爲20~30,體(tǐ)積電(diàn)阻率爲108~1012Ω•cm 材料制作的電(diàn)應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的電(diàn)場應力(電(diàn)力線),保證電(diàn)纜能可靠運行。
要使電(diàn)纜可靠運行,電(diàn)纜頭制作中(zhōng)應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上,才能達到分(fēn)散電(diàn)應力的效果。在電(diàn)纜本體(tǐ)中(zhōng),芯線外(wài)表面不可能是标準圓,芯線對屏蔽層的距離(lí)會不相等,根據電(diàn)場原理,電(diàn)場強度也會有大(dà)小(xiǎo),這對電(diàn)纜絕緣也是不利的。爲盡量使電(diàn)纜内部電(diàn)場均勻,芯線外(wài)有一(yī)外(wài)表面圓形的半導體(tǐ)層,使主絕緣層的厚度基本相等,達到電(diàn)場均勻分(fēn)布的目的。
在主絕緣層外(wài),銅屏蔽層内的外(wài)半導體(tǐ)層,同樣也是消除銅屏蔽層不平,防止電(diàn)場不均勻而設置的。
爲盡量使電(diàn)纜在屏蔽層斷口處電(diàn)場應力分(fēn)散,應力管與銅屏蔽層的接觸長度要求不小(xiǎo)于20mm,短了會使應力管的接觸面不足,應力管上的電(diàn)力線會傳導不足(因爲應力管長度是一(yī)定的),長了會使電(diàn)場分(fēn)散區(段)減小(xiǎo),電(diàn)場分(fēn)散不足。一(yī)般在20~25mm左右。
在做中(zhōng)間接頭時,必須把主絕緣層也剝去(qù)一(yī)部分(fēn),芯線用銅接管壓接後,用填料包平(圓)。有二種制作方法:
熱縮套管: 用熱縮材料制作的主絕緣套管縮住,主絕緣套管外(wài)縮半導體(tǐ)管,再包金屬屏蔽層,zui後外(wài)護套管。
預制式附件: 所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。爲中(zhōng)空的圓柱體(tǐ),内孔壁是半導體(tǐ)層,半導體(tǐ)層外(wài)是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱縮的高,難度大(dà)。管式預制件的孔徑比電(diàn)纜主絕緣層外(wài)徑小(xiǎo)2~5mm。中(zhōng)間接頭預制管要兩頭都套在電(diàn)纜的主絕緣層外(wài),各與主絕緣層連接長度不小(xiǎo)于10mm。電(diàn)纜主絕緣頭上不必削鉛筆頭(在電(diàn)纜芯線上盡量留半導體(tǐ)層)。 銅接管表面要處理光滑,包适量填料。
關鍵技術問題:附件的尺寸與待安裝的電(diàn)纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外(wài)也需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時填充界面的氣隙,消除電(diàn)暈。預制附件一(yī)般靠自身橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作用,有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外(wài)面同熱縮的一(yī)樣,半導體(tǐ)層和銅屏蔽層,zui外(wài)面是外(wài)護層。
3、電(diàn)纜終端電(diàn)應力控制方法
電(diàn)應力控制是中(zhōng)高壓電(diàn)纜附件設計中(zhōng)的極爲重要的部分(fēn)。電(diàn)應力控制是對電(diàn)纜附件内部的電(diàn)場分(fēn)布和電(diàn)場強度實行控制,也就是采取适當的措施,使得電(diàn)場分(fēn)布和電(diàn)場強度處于*狀态,從而提高電(diàn)纜附件運行的可靠性和使用壽命。
對于電(diàn)纜終端而言,電(diàn)場畸變zui爲嚴重,影響終端運行可靠性zui大(dà)的是電(diàn)纜外(wài)屏蔽切斷處,而電(diàn)纜中(zhōng)間接頭電(diàn)場畸變的影響,除了電(diàn)纜外(wài)屏蔽切斷處,還有電(diàn)纜末端絕緣切斷處。爲了改善電(diàn)纜絕緣屏蔽層切斷處的電(diàn)應力分(fēn)布,一(yī)般采用以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用應力錐緩解電(diàn)場應力集中(zhōng):
應力錐設計是常見的方法,從電(diàn)氣的角度上來看也是zui可靠的zui有效的方法。應力錐通過将絕緣屏蔽層的切斷處進行延伸,使零電(diàn)位形成喇叭狀,改善了絕緣屏蔽層的電(diàn)場分(fēn)布,降低了電(diàn)暈産生(shēng)的可能性,減少了絕緣的破壞,保證了電(diàn)纜的運行壽命。
采用應力錐設計的電(diàn)纜附件有繞包式終端、預制式終端、冷縮式終端。
3.2 參數控制法
采用高介電(diàn)常數材料緩解電(diàn)場應力集中(zhōng) 高介電(diàn)常數材料:采用應力控制層---上世紀末國外(wài)開(kāi)發了适用于中(zhōng)壓電(diàn)纜附件的所謂應力控制層。其原理是采用合适的電(diàn)氣參數的材料複合在電(diàn)纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上,以改變絕緣表面的電(diàn)位分(fēn)布,從而達到改善電(diàn)場的目的。另一(yī)方法是增大(dà)屏蔽末端絕緣表面電(diàn)容(Cs),從而降低這部分(fēn)的容抗,也能使電(diàn)位降下(xià)來,容抗減小(xiǎo)會使表面電(diàn)容電(diàn)流增加,但不會導緻發熱,由于電(diàn)容正比于材料的介電(diàn)常數,也就是說要想增大(dà)表面電(diàn)容,可以在電(diàn)纜屏蔽末端絕緣表面附加一(yī)層高介電(diàn)常數的材料。
目前應力控制材料的産品已有熱縮應力管、冷縮應力管、應力控制帶等等,一(yī)般這些應力控制材料的介電(diàn)常數都大(dà)于20,體(tǐ)積電(diàn)阻率爲108-1012Ω.cm。應力控制材料的應用,要兼顧應力控制和體(tǐ)積電(diàn)阻兩項技術要求。
雖然在理論上介電(diàn)常數是越高越好,但是介電(diàn)常數過大(dà)引起的電(diàn)容電(diàn)流也會産生(shēng)熱量,促使應力控制材料老化。同時應力控制材料作爲一(yī)種高分(fēn)子多相結構複合材料,在材料本身配合上,介電(diàn)常數與體(tǐ)積電(diàn)阻率是一(yī)對矛盾,介電(diàn)常數做得越高,體(tǐ)積電(diàn)阻率相應就會降低,并且材料電(diàn)氣參數的穩定性也常常受到各種因素的影響,在長時間電(diàn)場中(zhōng)運行,溫度、外(wài)部環境變化都将使應力控制材料老化,老化後的應力控制材料的體(tǐ)積電(diàn)阻率會發生(shēng)很大(dà)的變化,體(tǐ)積電(diàn)阻率變大(dà),應力控制材料成了絕緣材料,起不到改善電(diàn)場的作用,體(tǐ)積電(diàn)阻率變小(xiǎo),應力控制材料成了導電(diàn)材料,使電(diàn)纜出現故障。這就是應用應力控制材料改善電(diàn)場的熱縮式電(diàn)纜附件爲什麽隻能用于中(zhōng)壓電(diàn)力電(diàn)纜線路和熱縮式電(diàn)纜附件經常出現故障的原因所在,同樣采用冷縮應力管和應力控制帶的電(diàn)纜附件也有類似問題。
采用非線性電(diàn)阻材料---非線性電(diàn)阻材料(FSD)也是近期發展起來的一(yī)種新型材料,它利用材料本身電(diàn)阻率與外(wài)施電(diàn)場成非線性關系變化的特性,來解決電(diàn)纜絕緣屏蔽切斷處電(diàn)場集中(zhōng)分(fēn)布的問題。非線性電(diàn)阻材料具有對不同的電(diàn)壓有變化電(diàn)阻值的特性。當電(diàn)壓很低的時候,呈現出較大(dà)的電(diàn)阻性能;當電(diàn)壓很高的時候,呈現出較小(xiǎo)的電(diàn)阻性能。采用非線性電(diàn)阻材料能夠生(shēng)産出較短的應力控制管,從而解決電(diàn)纜采用高介電(diàn)常數應力控制管終端無法适用于小(xiǎo)型開(kāi)關櫃的問題。
非線性電(diàn)阻材料亦可制成非線性電(diàn)阻片(應力控制片),直接繞包在電(diàn)纜絕緣屏蔽切斷處上,緩解這一(yī)點的應力集中(zhōng)的問題。
4、中(zhōng)低壓電(diàn)纜附件主要種類
中(zhōng)低壓電(diàn)纜附件目前使用得比較多的産品種類主要有熱收縮附件、預制式附件、冷縮式附件。它們分(fēn)别有以下(xià)特點:
4.1 熱收縮附件
所用材料一(yī)般爲以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多種材料組分(fēn)的共混物(wù)組成。該類産品主要采用應力管處理電(diàn)應力集中(zhōng)問題。亦即采用參數控制法緩解電(diàn)場應力集中(zhōng)。主要優點是輕便、安裝容易、性能尚好,價格便宜。
應力管是一(yī)種體(tǐ)積電(diàn)阻率适中(zhōng)(1010-1012Ωcm),介電(diàn)常數較大(dà)(20--25)的特殊電(diàn)性參數的熱收縮管,利用電(diàn)氣參數強迫電(diàn)纜絕緣屏蔽斷口處的應力疏散成沿應力管較均勻的分(fēn)布。這一(yī)技術一(yī)般用于35kV及以下(xià)電(diàn)纜附件中(zhōng)。因爲電(diàn)壓等級高時應力管将發熱而不能可靠工(gōng)作。
其使用中(zhōng)關鍵技術問題是:
要保證應力管的電(diàn)性參數必須達到上述标準規定值方能可靠工(gōng)作。另外(wài)要注意用矽脂填充電(diàn)纜絕緣半導電(diàn)層斷口出的氣隙以排除氣體(tǐ),達到減小(xiǎo)局部放(fàng)電(diàn)的目的。交聯電(diàn)纜因内應力處理不良時在運行中(zhōng)會發生(shēng)較大(dà)收縮,因而在安裝附件時注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm,以防收縮時應力管與絕緣屏蔽脫離(lí)。熱收縮附件因彈性較小(xiǎo),運行中(zhōng)熱脹冷縮時可能使界面産生(shēng)氣隙,因此密封技術很重要,以防止潮氣浸入。
4.2 預制式附件
所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用幾何結構法即應力錐來處理應力集中(zhōng)問題。 其主要優點是材料性能優良,安裝更簡便快捷,無需加熱即可安裝,彈性好,使得界面性能得到較大(dà)改善。是近年來中(zhōng)低壓以及高壓電(diàn)纜采用的主要形式。存在的不足在于對電(diàn)纜的絕緣層外(wài)徑尺寸要求高,通常的過盈量在2~5mm(即電(diàn)纜絕緣外(wài)徑要大(dà)于電(diàn)纜附件的内孔直徑2~5mm),過盈量過小(xiǎo),電(diàn)纜附件将出現故障;過盈量過大(dà),電(diàn)纜附件安裝非常困難(工(gōng)藝要求高)。特别在中(zhōng)間接頭上問題突出,安裝既不方便,又(yòu)常常成爲故障點。此外(wài)價格較貴。
其使用中(zhōng)關鍵技術問題是:
附件的尺寸與待安裝的電(diàn)纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外(wài)也需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時填充界面的氣隙。預制附件一(yī)般靠自身橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作用,有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。
4.3 冷縮式附件
所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。冷縮式附件一(yī)般采用幾何結構法與參數控制法來處理電(diàn)應力集中(zhōng)問題。幾何結構法即采用應力錐緩解電(diàn)場集中(zhōng)分(fēn)布的方式要優于參數控制法的産品。
與預制式附件一(yī)樣,材料性能優良、無需加熱即可安裝、彈性好,使得界面性能得到較大(dà)改善,與預制式附件相比,它的優勢在如安裝更爲方便,隻需在正确位置上抽出電(diàn)纜附件内襯芯管即可安裝完工(gōng)。所使用的材料從機械強度上說比預制式附件更好,對電(diàn)纜的絕緣層外(wài)徑尺寸要求也不是很高,隻要電(diàn)纜附件的内徑小(xiǎo)于電(diàn)纜絕緣外(wài)徑2mm(資(zī)料上這樣的,這與預制式附件要求2~5mm有偏差-編者)就完夠滿足要求。因此冷縮式附件施工(gōng)安裝比較方便。其zui大(dà)特點是安裝工(gōng)藝更方便快捷,安裝到位後,其工(gōng)作性能與預制式附件一(yī)樣。價格與預制式附件相當,比熱收縮附件略高,是性價比zui合理的産品。
另外(wài),冷縮式附件産品從擴張狀況還可分(fēn)爲工(gōng)廠擴張式和現場擴張式兩種,一(yī)般35kV及以下(xià)電(diàn)壓等級的冷縮式附件多采用工(gōng)廠擴張式,其有效安裝期在6個月内,zui長安裝期限不得超過兩年,否則電(diàn)纜附件的使用壽命将受到影響。66kV及以上電(diàn)壓等級的冷縮式附件則多爲現場擴張式,安裝期限不受限制,但需采用工(gōng)具進行安裝,工(gōng)具一(yī)般附件制造廠均能提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可靠。
5、鉛筆頭問題
在制作終端頭時,可以不削鉛筆頭。但是,如電(diàn)纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時,爲保證密封效果,通常将絕緣端部削成錐體(tǐ),以保證包繞的密封帶與絕緣能很好的粘合。在制作中(zhōng)間接頭時,如果所裝接頭爲預制型結構(含預制接頭、冷縮接頭),絕緣端部不要削成錐體(tǐ),因爲這種類型的接頭,在接頭内部中(zhōng)間部分(fēn)都有一(yī)根屏蔽管,該屏蔽管的長度隻比銅或鋁連接管稍長,如電(diàn)纜絕緣削成錐體(tǐ),錐體(tǐ)的根部将離(lí)開(kāi)屏蔽管,連接管部分(fēn)的空隙将不會被屏蔽,從而影響到接頭的性能,造成接頭在中(zhōng)部擊穿。如果所裝接頭爲熱縮型或繞包型結構時,絕緣端部必須削成錐體(tǐ),即制成反應力錐,同時必須将錐面用砂帶抛光,因爲錐面的長度遠大(dà)于絕緣端部直角邊的長度,故而沿着錐面的切向場強遠小(xiǎo)于絕緣直角邊的切向場強,沿錐面擊穿的可能性大(dà)大(dà)降低,從而提高了接頭的性能。
6、應力管和應力疏散膠
電(diàn)纜附件中(zhōng)應力管和應力疏散膠主要用于緩和分(fēn)散電(diàn)應力的作用,應力管和應力疏散膠的材質構成都是由多種高分(fēn)子材料共混或共聚而成,一(yī)般基材是極性高分(fēn)子,再加入高介電(diàn)常數的填料等等。應力管和應力疏散膠中(zhōng)是否含有半導體(tǐ)成分(fēn)這就要看生(shēng)産廠家的材料配方了,有可能有,也可能沒有。
7、電(diàn)纜接地問題
在制作電(diàn)纜頭時,将鋼铠和銅屏蔽層分(fēn)開(kāi)焊接接地,是爲了便于檢測電(diàn)纜内護層的好壞,在檢測電(diàn)纜護層時,鋼铠與銅屏蔽間通上電(diàn)壓,如果能承受一(yī)定的電(diàn)壓就證明内護層是完好無損。如果沒有這方面的要求,用不着檢測電(diàn)纜内護層,也可以将鋼铠與銅屏蔽層連在一(yī)起接地(提倡分(fēn)開(kāi)引出後接地)。
電(diàn)力安全規程規定:35kV及以下(xià)電(diàn)壓等級的電(diàn)纜都采用兩端接地方式,這是因爲這些電(diàn)纜大(dà)多數是三芯電(diàn)纜,在正常運行中(zhōng),流過三個線芯的電(diàn)流總和爲零,在鋁包或金屬屏蔽層外(wài)基本上沒有磁鏈,這樣,在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電(diàn)壓,所以兩端接地後不會有感應電(diàn)流流過鋁包或金屬屏蔽層。
感應電(diàn)壓的大(dà)小(xiǎo)與電(diàn)纜線路的長度和流過導體(tǐ)的電(diàn)流成正比,電(diàn)纜很長時,護套上的感應電(diàn)壓疊加起來可達到危及人身安全的程度,在線路發生(shēng)短路故障、遭受操作過電(diàn)壓或雷電(diàn)沖擊時,屏蔽上會形成很高的感應電(diàn)壓,甚至可能擊穿護套絕緣。
三、改善電(diàn)場分(fēn)布的措施
1、在35kv及以下(xià)電(diàn)力電(diàn)纜接頭中(zhōng),改善其護套斷開(kāi)處電(diàn)場分(fēn)布的方法有幾種 (1)脹喇叭口:在鉛包割斷處把鉛包邊緣撬起,成喇叭狀,其邊緣應光滑、圓整、對稱。(2)預留統包絕緣:在鉛包切口至電(diàn)纜芯線分(fēn)開(kāi)點之間留有一(yī)段統包絕緣紙(zhǐ)。(3)切除半導電(diàn)紙(zhǐ):将半導電(diàn)紙(zhǐ)切除到喇叭口以下(xià)。(4)包繞應力錐:用絕緣包帶和導電(diàn)金屬材料包成錐形,人爲地将屏蔽層擴大(dà),以改善電(diàn)場分(fēn)布。(5)等電(diàn)位法:對于幹包型或交聯聚乙烯電(diàn)纜頭,在各線芯概況絕緣表面上包一(yī)段金屬帶,并将其連接在一(yī)起。(6)裝設應力控制管:對于35kv及以下(xià)熱縮管電(diàn)纜頭,首先從線芯銅屏蔽層末端方向經半導體(tǐ)帶至線芯絕緣概況包繞2層半導體(tǐ)帶,然後将相應規格折應力管,套在銅屏蔽的末端處,熱縮成形。
2、目前中(zhōng)壓電(diàn)纜附件中(zhōng)改善電(diàn)場分(fēn)布的措施主要有兩大(dà)類型。一(yī)是幾何型:是通過改變電(diàn)纜附件中(zhōng)電(diàn)壓集中(zhōng)處的幾何形狀來改變電(diàn)場分(fēn)布,降低該處的電(diàn)場強度,如包應力錐、預制應力錐、削鉛筆頭、脹喇叭口等。二是參數型:是在電(diàn)纜末端銅屏蔽切斷處的絕緣上加一(yī)層一(yī)定參數材料制成的應力控制層,改變絕緣層表面的電(diàn)位分(fēn)布,達到改善該處電(diàn)場分(fēn)布的目的。如常見的應力控制管、應力帶等。
關鍵字:電(diàn)場應力、電(diàn)纜終端頭
一(yī)、高壓電(diàn)纜故障分(fēn)析
按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工(gōng)質量原因、設計單位設計原因、外(wài)力破壞四大(dà)類。下(xià)面進行分(fēn)類介紹:
1、廠家制造原因
廠家制造原因根據發生(shēng)部位不同,又(yòu)分(fēn)爲電(diàn)纜本體(tǐ)原因、電(diàn)纜接頭原因、電(diàn)纜接地系統原因三類。
1.1電(diàn)纜本體(tǐ)制造原因
一(yī)般在電(diàn)纜生(shēng)産過程中(zhōng)容易出現的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜(zá)質、内外(wài)屏蔽有突起、交聯度不均勻、電(diàn)纜受潮、電(diàn)纜金屬護套密封不良等,有些情況比較嚴重可能在竣工(gōng)試驗中(zhōng)或投運後不久出現故障,大(dà)部分(fēn)在電(diàn)纜系統中(zhōng)以缺陷形式存在,對電(diàn)纜長期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電(diàn)纜接頭制造原因
高壓電(diàn)纜接頭以前用繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現場制作的工(gōng)作量大(dà),并且因爲現場條件的限制和制作工(gōng)藝的原因,絕緣帶層間不可避免地會有氣隙和雜(zá)質,所以容易發生(shēng)問題。現在國内普遍采用的型式是組裝型和預制型。
電(diàn)纜接頭分(fēn)爲電(diàn)纜終端接頭和電(diàn)纜中(zhōng)間接頭,不管什麽接頭形式,電(diàn)纜接頭故障一(yī)般都出現在電(diàn)纜絕緣屏蔽斷口處,因爲這裏是電(diàn)應力集中(zhōng)的部位,因制造原因導緻電(diàn)纜接頭故障的原因有應力錐本體(tǐ)制造缺陷、絕緣填充劑問題、密封圈漏油等原因。
1.3電(diàn)纜接地系統
電(diàn)纜接地系統包括電(diàn)纜接地箱、電(diàn)纜接地保護箱(帶護層保護器)、電(diàn)纜交叉互聯箱、護層保護器等部分(fēn)。一(yī)般容易發生(shēng)的問題主要是因爲箱體(tǐ)密封不好進水導緻多點接地,引起金屬護層感應電(diàn)流過大(dà)。另外(wài)護層保護器參數選取不合理或質量不好氧化鋅晶體(tǐ)不穩定也容易引發護層保護器損壞。
2、施工(gōng)質量原因
因爲施工(gōng)質量導緻高壓電(diàn)纜系統故障的事例很多,主要原因有以下(xià)幾個方面:一(yī)是現場條件比較差,電(diàn)纜和接頭在工(gōng)廠制造時環境和工(gōng)藝要求都很高,而施工(gōng)現場溫度、濕度、灰塵都不好控制。二是電(diàn)纜施工(gōng)過程中(zhōng)在絕緣表面難免會留下(xià)細小(xiǎo)的滑痕,半導電(diàn)顆粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入絕緣中(zhōng),另外(wài)接頭施工(gōng)過程中(zhōng)由于絕緣暴露在空氣中(zhōng),絕緣中(zhōng)也會吸入水分(fēn),這些都給長期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時沒有嚴格按照工(gōng)藝施工(gōng)或工(gōng)藝規定沒有考慮到可能出現的問題。四是竣工(gōng)驗收采用直流耐壓試驗造成接頭内形成反電(diàn)場導緻絕緣破壞。五是因密封處理不善導緻。中(zhōng)間接頭必須采用金屬銅外(wài)殼外(wài)加PE或PVC絕緣防腐層的密封結構,在現場施工(gōng)中(zhōng)保證鉛封的密實,這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。
3、設計原因
因電(diàn)纜受熱膨脹導緻的電(diàn)纜擠傷導緻擊穿。交聯電(diàn)纜負荷高時,線芯溫度升高,電(diàn)纜受熱膨脹,在隧道内轉彎處電(diàn)纜頂在支架立面上,長期大(dà)負荷運行電(diàn)纜蠕動力量很大(dà),導緻支架立面壓破電(diàn)纜外(wài)護套、金屬護套,擠入電(diàn)纜絕緣層導緻電(diàn)纜擊穿。
二、高壓電(diàn)纜頭制作技術
1、高壓電(diàn)纜頭的基本要求
電(diàn)纜終端頭是将電(diàn)纜與其他電(diàn)氣設備連接的部件,電(diàn)纜中(zhōng)間頭是将兩根電(diàn)纜連接起來的部件,電(diàn)纜終端頭與中(zhōng)間頭統稱爲電(diàn)纜附件。電(diàn)纜附件應與電(diàn)纜本體(tǐ)一(yī)樣能長期安全運行,并具有與電(diàn)纜相同的使用壽命。良好的電(diàn)纜附件應具有以下(xià)性能:
線芯聯接好: 主要是聯接電(diàn)阻小(xiǎo)而且聯接穩定,能經受起故障電(diàn)流的沖擊;長期運行後其接觸電(diàn)阻不應大(dà)于電(diàn)纜線芯本體(tǐ)同長度電(diàn)阻的1.2倍;應具有一(yī)定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能;此外(wài)還應體(tǐ)積小(xiǎo)、成本低、便于現場安裝。
絕緣性能好: 電(diàn)纜附件的絕緣性能應不低于電(diàn)纜本體(tǐ),所用絕緣材料的介質損耗要低,在結構上應對電(diàn)纜附件中(zhōng)電(diàn)場的突變能完善處理,有改變電(diàn)場分(fēn)布的措施。
2、電(diàn)場分(fēn)布原理
高壓電(diàn)纜每一(yī)相線芯外(wài)均有一(yī)接地的(銅)屏蔽層,導電(diàn)線芯與屏蔽層之間形成徑向分(fēn)布的電(diàn)場。也就是說,正常電(diàn)纜的電(diàn)場隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的電(diàn)力線,沒有芯線軸向的電(diàn)場(電(diàn)力線),電(diàn)場分(fēn)布是均勻的。
在做電(diàn)纜頭時,剝去(qù)了屏蔽層,改變了電(diàn)纜原有的電(diàn)場分(fēn)布,将産生(shēng)對絕緣極爲不利的切向電(diàn)場(沿導線軸向的電(diàn)力線)。在剝去(qù)屏蔽層芯線的電(diàn)力線向屏蔽層斷口處集中(zhōng)。那麽在屏蔽層斷口處就是電(diàn)纜zui容易擊穿的部位。電(diàn)纜zui容易擊穿的屏蔽層斷口處,我(wǒ)(wǒ)們采取分(fēn)散這集中(zhōng)的電(diàn)力線(電(diàn)應力),用介電(diàn)常數爲20~30,體(tǐ)積電(diàn)阻率爲108~1012Ω•cm 材料制作的電(diàn)應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的電(diàn)場應力(電(diàn)力線),保證電(diàn)纜能可靠運行。
要使電(diàn)纜可靠運行,電(diàn)纜頭制作中(zhōng)應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上,才能達到分(fēn)散電(diàn)應力的效果。在電(diàn)纜本體(tǐ)中(zhōng),芯線外(wài)表面不可能是标準圓,芯線對屏蔽層的距離(lí)會不相等,根據電(diàn)場原理,電(diàn)場強度也會有大(dà)小(xiǎo),這對電(diàn)纜絕緣也是不利的。爲盡量使電(diàn)纜内部電(diàn)場均勻,芯線外(wài)有一(yī)外(wài)表面圓形的半導體(tǐ)層,使主絕緣層的厚度基本相等,達到電(diàn)場均勻分(fēn)布的目的。
在主絕緣層外(wài),銅屏蔽層内的外(wài)半導體(tǐ)層,同樣也是消除銅屏蔽層不平,防止電(diàn)場不均勻而設置的。
爲盡量使電(diàn)纜在屏蔽層斷口處電(diàn)場應力分(fēn)散,應力管與銅屏蔽層的接觸長度要求不小(xiǎo)于20mm,短了會使應力管的接觸面不足,應力管上的電(diàn)力線會傳導不足(因爲應力管長度是一(yī)定的),長了會使電(diàn)場分(fēn)散區(段)減小(xiǎo),電(diàn)場分(fēn)散不足。一(yī)般在20~25mm左右。
在做中(zhōng)間接頭時,必須把主絕緣層也剝去(qù)一(yī)部分(fēn),芯線用銅接管壓接後,用填料包平(圓)。有二種制作方法:
熱縮套管: 用熱縮材料制作的主絕緣套管縮住,主絕緣套管外(wài)縮半導體(tǐ)管,再包金屬屏蔽層,zui後外(wài)護套管。
預制式附件: 所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。爲中(zhōng)空的圓柱體(tǐ),内孔壁是半導體(tǐ)層,半導體(tǐ)層外(wài)是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱縮的高,難度大(dà)。管式預制件的孔徑比電(diàn)纜主絕緣層外(wài)徑小(xiǎo)2~5mm。中(zhōng)間接頭預制管要兩頭都套在電(diàn)纜的主絕緣層外(wài),各與主絕緣層連接長度不小(xiǎo)于10mm。電(diàn)纜主絕緣頭上不必削鉛筆頭(在電(diàn)纜芯線上盡量留半導體(tǐ)層)。 銅接管表面要處理光滑,包适量填料。
關鍵技術問題:附件的尺寸與待安裝的電(diàn)纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外(wài)也需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時填充界面的氣隙,消除電(diàn)暈。預制附件一(yī)般靠自身橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作用,有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外(wài)面同熱縮的一(yī)樣,半導體(tǐ)層和銅屏蔽層,zui外(wài)面是外(wài)護層。
3、電(diàn)纜終端電(diàn)應力控制方法
電(diàn)應力控制是中(zhōng)高壓電(diàn)纜附件設計中(zhōng)的極爲重要的部分(fēn)。電(diàn)應力控制是對電(diàn)纜附件内部的電(diàn)場分(fēn)布和電(diàn)場強度實行控制,也就是采取适當的措施,使得電(diàn)場分(fēn)布和電(diàn)場強度處于*狀态,從而提高電(diàn)纜附件運行的可靠性和使用壽命。
對于電(diàn)纜終端而言,電(diàn)場畸變zui爲嚴重,影響終端運行可靠性zui大(dà)的是電(diàn)纜外(wài)屏蔽切斷處,而電(diàn)纜中(zhōng)間接頭電(diàn)場畸變的影響,除了電(diàn)纜外(wài)屏蔽切斷處,還有電(diàn)纜末端絕緣切斷處。爲了改善電(diàn)纜絕緣屏蔽層切斷處的電(diàn)應力分(fēn)布,一(yī)般采用以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用應力錐緩解電(diàn)場應力集中(zhōng):
應力錐設計是常見的方法,從電(diàn)氣的角度上來看也是zui可靠的zui有效的方法。應力錐通過将絕緣屏蔽層的切斷處進行延伸,使零電(diàn)位形成喇叭狀,改善了絕緣屏蔽層的電(diàn)場分(fēn)布,降低了電(diàn)暈産生(shēng)的可能性,減少了絕緣的破壞,保證了電(diàn)纜的運行壽命。
采用應力錐設計的電(diàn)纜附件有繞包式終端、預制式終端、冷縮式終端。
3.2 參數控制法
采用高介電(diàn)常數材料緩解電(diàn)場應力集中(zhōng) 高介電(diàn)常數材料:采用應力控制層---上世紀末國外(wài)開(kāi)發了适用于中(zhōng)壓電(diàn)纜附件的所謂應力控制層。其原理是采用合适的電(diàn)氣參數的材料複合在電(diàn)纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上,以改變絕緣表面的電(diàn)位分(fēn)布,從而達到改善電(diàn)場的目的。另一(yī)方法是增大(dà)屏蔽末端絕緣表面電(diàn)容(Cs),從而降低這部分(fēn)的容抗,也能使電(diàn)位降下(xià)來,容抗減小(xiǎo)會使表面電(diàn)容電(diàn)流增加,但不會導緻發熱,由于電(diàn)容正比于材料的介電(diàn)常數,也就是說要想增大(dà)表面電(diàn)容,可以在電(diàn)纜屏蔽末端絕緣表面附加一(yī)層高介電(diàn)常數的材料。
目前應力控制材料的産品已有熱縮應力管、冷縮應力管、應力控制帶等等,一(yī)般這些應力控制材料的介電(diàn)常數都大(dà)于20,體(tǐ)積電(diàn)阻率爲108-1012Ω.cm。應力控制材料的應用,要兼顧應力控制和體(tǐ)積電(diàn)阻兩項技術要求。
雖然在理論上介電(diàn)常數是越高越好,但是介電(diàn)常數過大(dà)引起的電(diàn)容電(diàn)流也會産生(shēng)熱量,促使應力控制材料老化。同時應力控制材料作爲一(yī)種高分(fēn)子多相結構複合材料,在材料本身配合上,介電(diàn)常數與體(tǐ)積電(diàn)阻率是一(yī)對矛盾,介電(diàn)常數做得越高,體(tǐ)積電(diàn)阻率相應就會降低,并且材料電(diàn)氣參數的穩定性也常常受到各種因素的影響,在長時間電(diàn)場中(zhōng)運行,溫度、外(wài)部環境變化都将使應力控制材料老化,老化後的應力控制材料的體(tǐ)積電(diàn)阻率會發生(shēng)很大(dà)的變化,體(tǐ)積電(diàn)阻率變大(dà),應力控制材料成了絕緣材料,起不到改善電(diàn)場的作用,體(tǐ)積電(diàn)阻率變小(xiǎo),應力控制材料成了導電(diàn)材料,使電(diàn)纜出現故障。這就是應用應力控制材料改善電(diàn)場的熱縮式電(diàn)纜附件爲什麽隻能用于中(zhōng)壓電(diàn)力電(diàn)纜線路和熱縮式電(diàn)纜附件經常出現故障的原因所在,同樣采用冷縮應力管和應力控制帶的電(diàn)纜附件也有類似問題。
采用非線性電(diàn)阻材料---非線性電(diàn)阻材料(FSD)也是近期發展起來的一(yī)種新型材料,它利用材料本身電(diàn)阻率與外(wài)施電(diàn)場成非線性關系變化的特性,來解決電(diàn)纜絕緣屏蔽切斷處電(diàn)場集中(zhōng)分(fēn)布的問題。非線性電(diàn)阻材料具有對不同的電(diàn)壓有變化電(diàn)阻值的特性。當電(diàn)壓很低的時候,呈現出較大(dà)的電(diàn)阻性能;當電(diàn)壓很高的時候,呈現出較小(xiǎo)的電(diàn)阻性能。采用非線性電(diàn)阻材料能夠生(shēng)産出較短的應力控制管,從而解決電(diàn)纜采用高介電(diàn)常數應力控制管終端無法适用于小(xiǎo)型開(kāi)關櫃的問題。
非線性電(diàn)阻材料亦可制成非線性電(diàn)阻片(應力控制片),直接繞包在電(diàn)纜絕緣屏蔽切斷處上,緩解這一(yī)點的應力集中(zhōng)的問題。
4、中(zhōng)低壓電(diàn)纜附件主要種類
中(zhōng)低壓電(diàn)纜附件目前使用得比較多的産品種類主要有熱收縮附件、預制式附件、冷縮式附件。它們分(fēn)别有以下(xià)特點:
4.1 熱收縮附件
所用材料一(yī)般爲以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多種材料組分(fēn)的共混物(wù)組成。該類産品主要采用應力管處理電(diàn)應力集中(zhōng)問題。亦即采用參數控制法緩解電(diàn)場應力集中(zhōng)。主要優點是輕便、安裝容易、性能尚好,價格便宜。
應力管是一(yī)種體(tǐ)積電(diàn)阻率适中(zhōng)(1010-1012Ωcm),介電(diàn)常數較大(dà)(20--25)的特殊電(diàn)性參數的熱收縮管,利用電(diàn)氣參數強迫電(diàn)纜絕緣屏蔽斷口處的應力疏散成沿應力管較均勻的分(fēn)布。這一(yī)技術一(yī)般用于35kV及以下(xià)電(diàn)纜附件中(zhōng)。因爲電(diàn)壓等級高時應力管将發熱而不能可靠工(gōng)作。
其使用中(zhōng)關鍵技術問題是:
要保證應力管的電(diàn)性參數必須達到上述标準規定值方能可靠工(gōng)作。另外(wài)要注意用矽脂填充電(diàn)纜絕緣半導電(diàn)層斷口出的氣隙以排除氣體(tǐ),達到減小(xiǎo)局部放(fàng)電(diàn)的目的。交聯電(diàn)纜因内應力處理不良時在運行中(zhōng)會發生(shēng)較大(dà)收縮,因而在安裝附件時注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm,以防收縮時應力管與絕緣屏蔽脫離(lí)。熱收縮附件因彈性較小(xiǎo),運行中(zhōng)熱脹冷縮時可能使界面産生(shēng)氣隙,因此密封技術很重要,以防止潮氣浸入。
4.2 預制式附件
所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用幾何結構法即應力錐來處理應力集中(zhōng)問題。 其主要優點是材料性能優良,安裝更簡便快捷,無需加熱即可安裝,彈性好,使得界面性能得到較大(dà)改善。是近年來中(zhōng)低壓以及高壓電(diàn)纜采用的主要形式。存在的不足在于對電(diàn)纜的絕緣層外(wài)徑尺寸要求高,通常的過盈量在2~5mm(即電(diàn)纜絕緣外(wài)徑要大(dà)于電(diàn)纜附件的内孔直徑2~5mm),過盈量過小(xiǎo),電(diàn)纜附件将出現故障;過盈量過大(dà),電(diàn)纜附件安裝非常困難(工(gōng)藝要求高)。特别在中(zhōng)間接頭上問題突出,安裝既不方便,又(yòu)常常成爲故障點。此外(wài)價格較貴。
其使用中(zhōng)關鍵技術問題是:
附件的尺寸與待安裝的電(diàn)纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外(wài)也需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時填充界面的氣隙。預制附件一(yī)般靠自身橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作用,有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。
4.3 冷縮式附件
所用材料一(yī)般爲矽橡膠或乙丙橡膠。冷縮式附件一(yī)般采用幾何結構法與參數控制法來處理電(diàn)應力集中(zhōng)問題。幾何結構法即采用應力錐緩解電(diàn)場集中(zhōng)分(fēn)布的方式要優于參數控制法的産品。
與預制式附件一(yī)樣,材料性能優良、無需加熱即可安裝、彈性好,使得界面性能得到較大(dà)改善,與預制式附件相比,它的優勢在如安裝更爲方便,隻需在正确位置上抽出電(diàn)纜附件内襯芯管即可安裝完工(gōng)。所使用的材料從機械強度上說比預制式附件更好,對電(diàn)纜的絕緣層外(wài)徑尺寸要求也不是很高,隻要電(diàn)纜附件的内徑小(xiǎo)于電(diàn)纜絕緣外(wài)徑2mm(資(zī)料上這樣的,這與預制式附件要求2~5mm有偏差-編者)就完夠滿足要求。因此冷縮式附件施工(gōng)安裝比較方便。其zui大(dà)特點是安裝工(gōng)藝更方便快捷,安裝到位後,其工(gōng)作性能與預制式附件一(yī)樣。價格與預制式附件相當,比熱收縮附件略高,是性價比zui合理的産品。
另外(wài),冷縮式附件産品從擴張狀況還可分(fēn)爲工(gōng)廠擴張式和現場擴張式兩種,一(yī)般35kV及以下(xià)電(diàn)壓等級的冷縮式附件多采用工(gōng)廠擴張式,其有效安裝期在6個月内,zui長安裝期限不得超過兩年,否則電(diàn)纜附件的使用壽命将受到影響。66kV及以上電(diàn)壓等級的冷縮式附件則多爲現場擴張式,安裝期限不受限制,但需采用工(gōng)具進行安裝,工(gōng)具一(yī)般附件制造廠均能提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可靠。
5、鉛筆頭問題
在制作終端頭時,可以不削鉛筆頭。但是,如電(diàn)纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時,爲保證密封效果,通常将絕緣端部削成錐體(tǐ),以保證包繞的密封帶與絕緣能很好的粘合。在制作中(zhōng)間接頭時,如果所裝接頭爲預制型結構(含預制接頭、冷縮接頭),絕緣端部不要削成錐體(tǐ),因爲這種類型的接頭,在接頭内部中(zhōng)間部分(fēn)都有一(yī)根屏蔽管,該屏蔽管的長度隻比銅或鋁連接管稍長,如電(diàn)纜絕緣削成錐體(tǐ),錐體(tǐ)的根部将離(lí)開(kāi)屏蔽管,連接管部分(fēn)的空隙将不會被屏蔽,從而影響到接頭的性能,造成接頭在中(zhōng)部擊穿。如果所裝接頭爲熱縮型或繞包型結構時,絕緣端部必須削成錐體(tǐ),即制成反應力錐,同時必須将錐面用砂帶抛光,因爲錐面的長度遠大(dà)于絕緣端部直角邊的長度,故而沿着錐面的切向場強遠小(xiǎo)于絕緣直角邊的切向場強,沿錐面擊穿的可能性大(dà)大(dà)降低,從而提高了接頭的性能。
6、應力管和應力疏散膠
電(diàn)纜附件中(zhōng)應力管和應力疏散膠主要用于緩和分(fēn)散電(diàn)應力的作用,應力管和應力疏散膠的材質構成都是由多種高分(fēn)子材料共混或共聚而成,一(yī)般基材是極性高分(fēn)子,再加入高介電(diàn)常數的填料等等。應力管和應力疏散膠中(zhōng)是否含有半導體(tǐ)成分(fēn)這就要看生(shēng)産廠家的材料配方了,有可能有,也可能沒有。
7、電(diàn)纜接地問題
在制作電(diàn)纜頭時,将鋼铠和銅屏蔽層分(fēn)開(kāi)焊接接地,是爲了便于檢測電(diàn)纜内護層的好壞,在檢測電(diàn)纜護層時,鋼铠與銅屏蔽間通上電(diàn)壓,如果能承受一(yī)定的電(diàn)壓就證明内護層是完好無損。如果沒有這方面的要求,用不着檢測電(diàn)纜内護層,也可以将鋼铠與銅屏蔽層連在一(yī)起接地(提倡分(fēn)開(kāi)引出後接地)。
電(diàn)力安全規程規定:35kV及以下(xià)電(diàn)壓等級的電(diàn)纜都采用兩端接地方式,這是因爲這些電(diàn)纜大(dà)多數是三芯電(diàn)纜,在正常運行中(zhōng),流過三個線芯的電(diàn)流總和爲零,在鋁包或金屬屏蔽層外(wài)基本上沒有磁鏈,這樣,在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電(diàn)壓,所以兩端接地後不會有感應電(diàn)流流過鋁包或金屬屏蔽層。
感應電(diàn)壓的大(dà)小(xiǎo)與電(diàn)纜線路的長度和流過導體(tǐ)的電(diàn)流成正比,電(diàn)纜很長時,護套上的感應電(diàn)壓疊加起來可達到危及人身安全的程度,在線路發生(shēng)短路故障、遭受操作過電(diàn)壓或雷電(diàn)沖擊時,屏蔽上會形成很高的感應電(diàn)壓,甚至可能擊穿護套絕緣。
三、改善電(diàn)場分(fēn)布的措施
1、在35kv及以下(xià)電(diàn)力電(diàn)纜接頭中(zhōng),改善其護套斷開(kāi)處電(diàn)場分(fēn)布的方法有幾種 (1)脹喇叭口:在鉛包割斷處把鉛包邊緣撬起,成喇叭狀,其邊緣應光滑、圓整、對稱。(2)預留統包絕緣:在鉛包切口至電(diàn)纜芯線分(fēn)開(kāi)點之間留有一(yī)段統包絕緣紙(zhǐ)。(3)切除半導電(diàn)紙(zhǐ):将半導電(diàn)紙(zhǐ)切除到喇叭口以下(xià)。(4)包繞應力錐:用絕緣包帶和導電(diàn)金屬材料包成錐形,人爲地将屏蔽層擴大(dà),以改善電(diàn)場分(fēn)布。(5)等電(diàn)位法:對于幹包型或交聯聚乙烯電(diàn)纜頭,在各線芯概況絕緣表面上包一(yī)段金屬帶,并将其連接在一(yī)起。(6)裝設應力控制管:對于35kv及以下(xià)熱縮管電(diàn)纜頭,首先從線芯銅屏蔽層末端方向經半導體(tǐ)帶至線芯絕緣概況包繞2層半導體(tǐ)帶,然後将相應規格折應力管,套在銅屏蔽的末端處,熱縮成形。
2、目前中(zhōng)壓電(diàn)纜附件中(zhōng)改善電(diàn)場分(fēn)布的措施主要有兩大(dà)類型。一(yī)是幾何型:是通過改變電(diàn)纜附件中(zhōng)電(diàn)壓集中(zhōng)處的幾何形狀來改變電(diàn)場分(fēn)布,降低該處的電(diàn)場強度,如包應力錐、預制應力錐、削鉛筆頭、脹喇叭口等。二是參數型:是在電(diàn)纜末端銅屏蔽切斷處的絕緣上加一(yī)層一(yī)定參數材料制成的應力控制層,改變絕緣層表面的電(diàn)位分(fēn)布,達到改善該處電(diàn)場分(fēn)布的目的。如常見的應力控制管、應力帶等。
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