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高(gāo)壓電纜分(fēn)析
點擊次數:2797 更新時(shí)間:2008-02-03
簡介: 按照(zhào)故障産生的(de)原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工質量原因、設計單位設計原因、外力破壞四大(dà)類。制作電纜頭應用(yòng)的(de)材料分(fēn)析及改善電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施。
關鍵字:電場(chǎng)應力、電纜終端頭
一、高(gāo)壓電纜故障分(fēn)析
按照(zhào)故障産生的(de)原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工質量原因、設計單位設計原因、外力破壞四大(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部位不同,又分(fēn)爲電纜本體原因、電纜接頭原因、電纜接地系統原因三類。
1.1電纜本體制造原因
一般在電纜生産過程中容易出現的(de)問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜(zá)質、内外屏蔽有突起、交聯度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護套密封不良等,有些情況比較嚴重可(kě)能在竣工試驗中或投運後不久出現故障,大(dà)部分(fēn)在電纜系統中以缺陷形式存在,對(duì)電纜長(cháng)期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電纜接頭制造原因
高(gāo)壓電纜接頭以前用(yòng)繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現場(chǎng)制作的(de)工作量大(dà),并且因爲現場(chǎng)條件的(de)限制和(hé)制作工藝的(de)原因,絕緣帶層間不可(kě)避免地會有氣隙和(hé)雜(zá)質,所以容易發生問題。現在國内普遍采用(yòng)的(de)型式是組裝型和(hé)預制型。
電纜接頭分(fēn)爲電纜終端接頭和(hé)電纜中間接頭,不管什(shén)麽接頭形式,電纜接頭故障一般都出現在電纜絕緣屏蔽斷口處,因爲這(zhè)裏是電應力集中的(de)部位,因制造原因導緻電纜接頭故障的(de)原因有應力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問題、密封圈漏油等原因。
1.3電纜接地系統
電纜接地系統包括電纜接地箱、電纜接地保護箱(帶護層保護器)、電纜交叉互聯箱、護層保護器等部分(fēn)。一般容易發生的(de)問題主要是因爲箱體密封不好進水(shuǐ)導緻多(duō)點接地,引起金屬護層感應電流過大(dà)。另外護層保護器參數選取不合理(lǐ)或質量不好氧化(huà)鋅晶體不穩定也(yě)容易引發護層保護器損壞。
2、施工質量原因
因爲施工質量導緻高(gāo)壓電纜系統故障的(de)事例很多(duō),主要原因有以下(xià)幾個(gè)方面:一是現場(chǎng)條件比較差,電纜和(hé)接頭在工廠制造時(shí)環境和(hé)工藝要求都很高(gāo),而施工現場(chǎng)溫度、濕度、灰塵都不好控制。二是電纜施工過程中在絕緣表面難免會留下(xià)細小的(de)滑痕,半導電顆粒和(hé)砂布上的(de)沙粒也(yě)有可(kě)能嵌入絕緣中,另外接頭施工過程中由于絕緣暴露在空氣中,絕緣中也(yě)會吸入水(shuǐ)分(fēn),這(zhè)些都給長(cháng)期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時(shí)沒有嚴格按照(zhào)工藝施工或工藝規定沒有考慮到可(kě)能出現的(de)問題。四是竣工驗收采用(yòng)直流耐壓試驗造成接頭内形成反電場(chǎng)導緻絕緣破壞。五是因密封處理(lǐ)不善導緻。中間接頭必須采用(yòng)金屬銅外殼外加PE或PVC絕緣防腐層的(de)密封結構,在現場(chǎng)施工中保證鉛封的(de)密實,這(zhè)樣有效的(de)保證了(le)接頭的(de)密封防水(shuǐ)性能。
3、設計原因
因電纜受熱(rè)膨脹導緻的(de)電纜擠傷導緻擊穿。交聯電纜負荷高(gāo)時(shí),線芯溫度升高(gāo),電纜受熱(rè)膨脹,在隧道内轉彎處電纜頂在支架立面上,長(cháng)期大(dà)負荷運行電纜蠕動力量很大(dà),導緻支架立面壓破電纜外護套、金屬護套,擠入電纜絕緣層導緻電纜擊穿。
二、高(gāo)壓電纜頭制作技術
1、高(gāo)壓電纜頭的(de)基本要求
電纜終端頭是将電纜與其他(tā)電氣設備連接的(de)部件,電纜中間頭是将兩根電纜連接起來(lái)的(de)部件,電纜終端頭與中間頭統稱爲電纜附件。電纜附件應與電纜本體一樣能長(cháng)期安全運行,并具有與電纜相同的(de)使用(yòng)壽命。良好的(de)電纜附件應具有以下(xià)性能:
線芯聯接好: 主要是聯接電阻小而且聯接穩定,能經受起故障電流的(de)沖擊;長(cháng)期運行後其接觸電阻不應大(dà)于電纜線芯本體同長(cháng)度電阻的(de)1.2倍;應具有一定的(de)機械強度、耐振動、耐腐蝕性能;此外還(hái)應體積小、成本低、便于現場(chǎng)安裝。
絕緣性能好: 電纜附件的(de)絕緣性能應不低于電纜本體,所用(yòng)絕緣材料的(de)介質損耗要低,在結構上應對(duì)電纜附件中電場(chǎng)的(de)突變能完善處理(lǐ),有改變電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施。
2、電場(chǎng)分(fēn)布原理(lǐ)
高(gāo)壓電纜每一相線芯外均有一接地的(de)(銅)屏蔽層,導電線芯與屏蔽層之間形成徑向分(fēn)布的(de)電場(chǎng)。也(yě)就是說,正常電纜的(de)電場(chǎng)隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的(de)電力線,沒有芯線軸向的(de)電場(chǎng)(電力線),電場(chǎng)分(fēn)布是均勻的(de)。
在做(zuò)電纜頭時(shí),剝去了(le)屏蔽層,改變了(le)電纜原有的(de)電場(chǎng)分(fēn)布,将産生對(duì)絕緣極爲不利的(de)切向電場(chǎng)(沿導線軸向的(de)電力線)。在剝去屏蔽層芯線的(de)電力線向屏蔽層斷口處集中。那麽在屏蔽層斷口處就是電纜zui容易擊穿的(de)部位。電纜zui容易擊穿的(de)屏蔽層斷口處,我們采取分(fēn)散這(zhè)集中的(de)電力線(電應力),用(yòng)介電常數爲20~30,體積電阻率爲108~1012Ω•cm 材料制作的(de)電應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的(de)電場(chǎng)應力(電力線),保證電纜能可(kě)靠運行。
要使電纜可(kě)靠運行,電纜頭制作中應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的(de)基礎上,才能達到分(fēn)散電應力的(de)效果。在電纜本體中,芯線外表面不可(kě)能是标準圓,芯線對(duì)屏蔽層的(de)距離會不相等,根據電場(chǎng)原理(lǐ),電場(chǎng)強度也(yě)會有大(dà)小,這(zhè)對(duì)電纜絕緣也(yě)是不利的(de)。爲盡量使電纜内部電場(chǎng)均勻,芯線外有一外表面圓形的(de)半導體層,使主絕緣層的(de)厚度基本相等,達到電場(chǎng)均勻分(fēn)布的(de)目的(de)。
在主絕緣層外,銅屏蔽層内的(de)外半導體層,同樣也(yě)是消除銅屏蔽層不平,防止電場(chǎng)不均勻而設置的(de)。
爲盡量使電纜在屏蔽層斷口處電場(chǎng)應力分(fēn)散,應力管與銅屏蔽層的(de)接觸長(cháng)度要求不小于20mm,短了(le)會使應力管的(de)接觸面不足,應力管上的(de)電力線會傳導不足(因爲應力管長(cháng)度是一定的(de)),長(cháng)了(le)會使電場(chǎng)分(fēn)散區(qū)(段)減小,電場(chǎng)分(fēn)散不足。一般在20~25mm左右。
在做(zuò)中間接頭時(shí),必須把主絕緣層也(yě)剝去一部分(fēn),芯線用(yòng)銅接管壓接後,用(yòng)填料包平(圓)。有二種制作方法:
熱(rè)縮套管: 用(yòng)熱(rè)縮材料制作的(de)主絕緣套管縮住,主絕緣套管外縮半導體管,再包金屬屏蔽層,zui後外護套管。
預制式附件: 所用(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。爲中空的(de)圓柱體,内孔壁是半導體層,半導體層外是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱(rè)縮的(de)高(gāo),難度大(dà)。管式預制件的(de)孔徑比電纜主絕緣層外徑小2~5mm。中間接頭預制管要兩頭都套在電纜的(de)主絕緣層外,各與主絕緣層連接長(cháng)度不小于10mm。電纜主絕緣頭上不必削鉛筆頭(在電纜芯線上盡量留半導體層)。 銅接管表面要處理(lǐ)光(guāng)滑,包适量填料。
關鍵技術問題:附件的(de)尺寸與待安裝的(de)電纜的(de)尺寸配合要符合規定的(de)要求。另外也(yě)需采用(yòng)矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的(de)氣隙,消除電暈。預制附件一般靠自身橡膠彈力可(kě)以具有一定密封作用(yòng),有時(shí)可(kě)采用(yòng)密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外面同熱(rè)縮的(de)一樣,半導體層和(hé)銅屏蔽層,zui外面是外護層。
3、電纜終端電應力控制方法
電應力控制是中高(gāo)壓電纜附件設計中的(de)極爲重要的(de)部分(fēn)。電應力控制是對(duì)電纜附件内部的(de)電場(chǎng)分(fēn)布和(hé)電場(chǎng)強度實行控制,也(yě)就是采取适當的(de)措施,使得(de)電場(chǎng)分(fēn)布和(hé)電場(chǎng)強度處于*狀态,從而提高(gāo)電纜附件運行的(de)可(kě)靠性和(hé)使用(yòng)壽命。
對(duì)于電纜終端而言,電場(chǎng)畸變zui爲嚴重,影(yǐng)響終端運行可(kě)靠性zui大(dà)的(de)是電纜外屏蔽切斷處,而電纜中間接頭電場(chǎng)畸變的(de)影(yǐng)響,除了(le)電纜外屏蔽切斷處,還(hái)有電纜末端絕緣切斷處。爲了(le)改善電纜絕緣屏蔽層切斷處的(de)電應力分(fēn)布,一般采用(yòng)以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用(yòng)應力錐緩解電場(chǎng)應力集中:
應力錐設計是常見的(de)方法,從電氣的(de)角度上來(lái)看也(yě)是zui可(kě)靠的(de)zui有效的(de)方法。應力錐通(tōng)過将絕緣屏蔽層的(de)切斷處進行延伸,使零電位形成喇叭狀,改善了(le)絕緣屏蔽層的(de)電場(chǎng)分(fēn)布,降低了(le)電暈産生的(de)可(kě)能性,減少了(le)絕緣的(de)破壞,保證了(le)電纜的(de)運行壽命。
采用(yòng)應力錐設計的(de)電纜附件有繞包式終端、預制式終端、冷(lěng)縮式終端。
3.2 參數控制法
采用(yòng)高(gāo)介電常數材料緩解電場(chǎng)應力集中 高(gāo)介電常數材料:采用(yòng)應力控制層---上世紀末國外開發了(le)适用(yòng)于中壓電纜附件的(de)所謂應力控制層。其原理(lǐ)是采用(yòng)合适的(de)電氣參數的(de)材料複合在電纜末端屏蔽切斷處的(de)絕緣表面上,以改變絕緣表面的(de)電位分(fēn)布,從而達到改善電場(chǎng)的(de)目的(de)。另一方法是增大(dà)屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),從而降低這(zhè)部分(fēn)的(de)容抗,也(yě)能使電位降下(xià)來(lái),容抗減小會使表面電容電流增加,但不會導緻發熱(rè),由于電容正比于材料的(de)介電常數,也(yě)就是說要想增大(dà)表面電容,可(kě)以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一層高(gāo)介電常數的(de)材料。
目前應力控制材料的(de)産品已有熱(rè)縮應力管、冷(lěng)縮應力管、應力控制帶等等,一般這(zhè)些應力控制材料的(de)介電常數都大(dà)于20,體積電阻率爲108-1012Ω.cm。應力控制材料的(de)應用(yòng),要兼顧應力控制和(hé)體積電阻兩項技術要求。
雖然在理(lǐ)論上介電常數是越高(gāo)越好,但是介電常數過大(dà)引起的(de)電容電流也(yě)會産生熱(rè)量,促使應力控制材料老化(huà)。同時(shí)應力控制材料作爲一種高(gāo)分(fēn)子多(duō)相結構複合材料,在材料本身配合上,介電常數與體積電阻率是一對(duì)矛盾,介電常數做(zuò)得(de)越高(gāo),體積電阻率相應就會降低,并且材料電氣參數的(de)穩定性也(yě)常常受到各種因素的(de)影(yǐng)響,在長(cháng)時(shí)間電場(chǎng)中運行,溫度、外部環境變化(huà)都将使應力控制材料老化(huà),老化(huà)後的(de)應力控制材料的(de)體積電阻率會發生很大(dà)的(de)變化(huà),體積電阻率變大(dà),應力控制材料成了(le)絕緣材料,起不到改善電場(chǎng)的(de)作用(yòng),體積電阻率變小,應力控制材料成了(le)導電材料,使電纜出現故障。這(zhè)就是應用(yòng)應力控制材料改善電場(chǎng)的(de)熱(rè)縮式電纜附件爲什(shén)麽隻能用(yòng)于中壓電力電纜線路和(hé)熱(rè)縮式電纜附件經常出現故障的(de)原因所在,同樣采用(yòng)冷(lěng)縮應力管和(hé)應力控制帶的(de)電纜附件也(yě)有類似問題。
采用(yòng)非線性電阻材料---非線性電阻材料(FSD)也(yě)是近期發展起來(lái)的(de)一種新型材料,它利用(yòng)材料本身電阻率與外施電場(chǎng)成非線性關系變化(huà)的(de)特性,來(lái)解決電纜絕緣屏蔽切斷處電場(chǎng)集中分(fēn)布的(de)問題。非線性電阻材料具有對(duì)不同的(de)電壓有變化(huà)電阻值的(de)特性。當電壓很低的(de)時(shí)候,呈現出較大(dà)的(de)電阻性能;當電壓很高(gāo)的(de)時(shí)候,呈現出較小的(de)電阻性能。采用(yòng)非線性電阻材料能夠生産出較短的(de)應力控制管,從而解決電纜采用(yòng)高(gāo)介電常數應力控制管終端無法适用(yòng)于小型開關櫃的(de)問題。
非線性電阻材料亦可(kě)制成非線性電阻片(應力控制片),直接繞包在電纜絕緣屏蔽切斷處上,緩解這(zhè)一點的(de)應力集中的(de)問題。
4、中低壓電纜附件主要種類
中低壓電纜附件目前使用(yòng)得(de)比較多(duō)的(de)産品種類主要有熱(rè)收縮附件、預制式附件、冷(lěng)縮式附件。它們分(fēn)别有以下(xià)特點:
4.1 熱(rè)收縮附件
所用(yòng)材料一般爲以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多(duō)種材料組分(fēn)的(de)共混物(wù)組成。該類産品主要采用(yòng)應力管處理(lǐ)電應力集中問題。亦即采用(yòng)參數控制法緩解電場(chǎng)應力集中。主要優點是輕便、安裝容易、性能尚好,價格便宜。
應力管是一種體積電阻率适中(1010-1012Ωcm),介電常數較大(dà)(20--25)的(de)特殊電性參數的(de)熱(rè)收縮管,利用(yòng)電氣參數強迫電纜絕緣屏蔽斷口處的(de)應力疏散成沿應力管較均勻的(de)分(fēn)布。這(zhè)一技術一般用(yòng)于35kV及以下(xià)電纜附件中。因爲電壓等級高(gāo)時(shí)應力管将發熱(rè)而不能可(kě)靠工作。
其使用(yòng)中關鍵技術問題是:
要保證應力管的(de)電性參數必須達到上述标準規定值方能可(kě)靠工作。另外要注意用(yòng)矽脂填充電纜絕緣半導電層斷口出的(de)氣隙以排除氣體,達到減小局部放電的(de)目的(de)。交聯電纜因内應力處理(lǐ)不良時(shí)在運行中會發生較大(dà)收縮,因而在安裝附件時(shí)注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm,以防收縮時(shí)應力管與絕緣屏蔽脫離。熱(rè)收縮附件因彈性較小,運行中熱(rè)脹冷(lěng)縮時(shí)可(kě)能使界面産生氣隙,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(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用(yòng)幾何結構法即應力錐來(lái)處理(lǐ)應力集中問題。 其主要優點是材料性能優良,安裝更簡便快(kuài)捷,無需加熱(rè)即可(kě)安裝,彈性好,使得(de)界面性能得(de)到較大(dà)改善。是近年來(lái)中低壓以及高(gāo)壓電纜采用(yòng)的(de)主要形式。存在的(de)不足在于對(duì)電纜的(de)絕緣層外徑尺寸要求高(gāo),通(tōng)常的(de)過盈量在2~5mm(即電纜絕緣外徑要大(dà)于電纜附件的(de)内孔直徑2~5mm),過盈量過小,電纜附件将出現故障;過盈量過大(dà),電纜附件安裝非常困難(工藝要求高(gāo))。特别在中間接頭上問題突出,安裝既不方便,又常常成爲故障點。此外價格較貴。
其使用(yòng)中關鍵技術問題是:
附件的(de)尺寸與待安裝的(de)電纜的(de)尺寸配合要符合規定的(de)要求。另外也(yě)需采用(yòng)矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的(de)氣隙。預制附件一般靠自身橡膠彈力可(kě)以具有一定密封作用(yòng),有時(shí)可(kě)采用(yòng)密封膠及彈性夾具增強密封。
4.3 冷(lěng)縮式附件
所用(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。冷(lěng)縮式附件一般采用(yòng)幾何結構法與參數控制法來(lái)處理(lǐ)電應力集中問題。幾何結構法即采用(yòng)應力錐緩解電場(chǎng)集中分(fēn)布的(de)方式要優于參數控制法的(de)産品。
與預制式附件一樣,材料性能優良、無需加熱(rè)即可(kě)安裝、彈性好,使得(de)界面性能得(de)到較大(dà)改善,與預制式附件相比,它的(de)優勢在如安裝更爲方便,隻需在正确位置上抽出電纜附件内襯芯管即可(kě)安裝完工。所使用(yòng)的(de)材料從機械強度上說比預制式附件更好,對(duì)電纜的(de)絕緣層外徑尺寸要求也(yě)不是很高(gāo),隻要電纜附件的(de)内徑小于電纜絕緣外徑2mm(資料上這(zhè)樣的(de),這(zhè)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(lěng)縮式附件施工安裝比較方便。其zui大(dà)特點是安裝工藝更方便快(kuài)捷,安裝到位後,其工作性能與預制式附件一樣。價格與預制式附件相當,比熱(rè)收縮附件略高(gāo),是性價比zui合理(lǐ)的(de)産品。
另外,冷(lěng)縮式附件産品從擴張狀況還(hái)可(kě)分(fēn)爲工廠擴張式和(hé)現場(chǎng)擴張式兩種,一般35kV及以下(xià)電壓等級的(de)冷(lěng)縮式附件多(duō)采用(yòng)工廠擴張式,其有效安裝期在6個(gè)月(yuè)内,zui長(cháng)安裝期限不得(de)超過兩年,否則電纜附件的(de)使用(yòng)壽命将受到影(yǐng)響。66kV及以上電壓等級的(de)冷(lěng)縮式附件則多(duō)爲現場(chǎng)擴張式,安裝期限不受限制,但需采用(yòng)工具進行安裝,工具一般附件制造廠均能提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可(kě)靠。
5、鉛筆頭問題
在制作終端頭時(shí),可(kě)以不削鉛筆頭。但是,如電纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時(shí),爲保證密封效果,通(tōng)常将絕緣端部削成錐體,以保證包繞的(de)密封帶與絕緣能很好的(de)粘合。在制作中間接頭時(shí),如果所裝接頭爲預制型結構(含預制接頭、冷(lěng)縮接頭),絕緣端部不要削成錐體,因爲這(zhè)種類型的(de)接頭,在接頭内部中間部分(fēn)都有一根屏蔽管,該屏蔽管的(de)長(cháng)度隻比銅或鋁連接管稍長(cháng),如電纜絕緣削成錐體,錐體的(de)根部将離開屏蔽管,連接管部分(fēn)的(de)空隙将不會被屏蔽,從而影(yǐng)響到接頭的(de)性能,造成接頭在中部擊穿。如果所裝接頭爲熱(rè)縮型或繞包型結構時(shí),絕緣端部必須削成錐體,即制成反應力錐,同時(shí)必須将錐面用(yòng)砂帶抛光(guāng),因爲錐面的(de)長(cháng)度遠(yuǎn)大(dà)于絕緣端部直角邊的(de)長(cháng)度,故而沿著(zhe)錐面的(de)切向場(chǎng)強遠(yuǎn)小于絕緣直角邊的(de)切向場(chǎng)強,沿錐面擊穿的(de)可(kě)能性大(dà)大(dà)降低,從而提高(gāo)了(le)接頭的(de)性能。
6、應力管和(hé)應力疏散膠
電纜附件中應力管和(hé)應力疏散膠主要用(yòng)于緩和(hé)分(fēn)散電應力的(de)作用(yòng),應力管和(hé)應力疏散膠的(de)材質構成都是由多(duō)種高(gāo)分(fēn)子材料共混或共聚而成,一般基材是極性高(gāo)分(fēn)子,再加入高(gāo)介電常數的(de)填料等等。應力管和(hé)應力疏散膠中是否含有半導體成分(fēn)這(zhè)就要看生産廠家的(de)材料配方了(le),有可(kě)能有,也(yě)可(kě)能沒有。
7、電纜接地問題
在制作電纜頭時(shí),将鋼铠和(hé)銅屏蔽層分(fēn)開焊接接地,是爲了(le)便于檢測電纜内護層的(de)好壞,在檢測電纜護層時(shí),鋼铠與銅屏蔽間通(tōng)上電壓,如果能承受一定的(de)電壓就證明(míng)内護層是完好無損。如果沒有這(zhè)方面的(de)要求,用(yòng)不著(zhe)檢測電纜内護層,也(yě)可(kě)以将鋼铠與銅屏蔽層連在一起接地(提倡分(fēn)開引出後接地)。
電力安全規程規定:35kV及以下(xià)電壓等級的(de)電纜都采用(yòng)兩端接地方式,這(zhè)是因爲這(zhè)些電纜大(dà)多(duō)數是三芯電纜,在正常運行中,流過三個(gè)線芯的(de)電流總和(hé)爲零,在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈,這(zhè)樣,在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電壓,所以兩端接地後不會有感應電流流過鋁包或金屬屏蔽層。
感應電壓的(de)大(dà)小與電纜線路的(de)長(cháng)度和(hé)流過導體的(de)電流成正比,電纜很長(cháng)時(shí),護套上的(de)感應電壓疊加起來(lái)可(kě)達到危及人(rén)身安全的(de)程度,在線路發生短路故障、遭受操作過電壓或雷電沖擊時(shí),屏蔽上會形成很高(gāo)的(de)感應電壓,甚至可(kě)能擊穿護套絕緣。
三、改善電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施
1、在35kv及以下(xià)電力電纜接頭中,改善其護套斷開處電場(chǎng)分(fēn)布的(de)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(guāng)滑、圓整、對(duì)稱。(2)預留統包絕緣:在鉛包切口至電纜芯線分(fēn)開點之間留有一段統包絕緣紙。(3)切除半導電紙:将半導電紙切除到喇叭口以下(xià)。(4)包繞應力錐:用(yòng)絕緣包帶和(hé)導電金屬材料包成錐形,人(rén)爲地将屏蔽層擴大(dà),以改善電場(chǎng)分(fēn)布。(5)等電位法:對(duì)于幹包型或交聯聚乙烯電纜頭,在各線芯概況絕緣表面上包一段金屬帶,并将其連接在一起。(6)裝設應力控制管:對(duì)于35kv及以下(xià)熱(rè)縮管電纜頭,首先從線芯銅屏蔽層末端方向經半導體帶至線芯絕緣概況包繞2層半導體帶,然後将相應規格折應力管,套在銅屏蔽的(de)末端處,熱(rè)縮成形。
2、目前中壓電纜附件中改善電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施主要有兩大(dà)類型。一是幾何型:是通(tōng)過改變電纜附件中電壓集中處的(de)幾何形狀來(lái)改變電場(chǎng)分(fēn)布,降低該處的(de)電場(chǎng)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:是在電纜末端銅屏蔽切斷處的(de)絕緣上加一層一定參數材料制成的(de)應力控制層,改變絕緣層表面的(de)電位分(fēn)布,達到改善該處電場(chǎng)分(fēn)布的(de)目的(de)。如常見的(de)應力控制管、應力帶等。
關鍵字:電場(chǎng)應力、電纜終端頭
一、高(gāo)壓電纜故障分(fēn)析
按照(zhào)故障産生的(de)原因進行分(fēn)類大(dà)緻分(fēn)爲以下(xià)幾類:廠家制造原因、施工質量原因、設計單位設計原因、外力破壞四大(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部位不同,又分(fēn)爲電纜本體原因、電纜接頭原因、電纜接地系統原因三類。
1.1電纜本體制造原因
一般在電纜生産過程中容易出現的(de)問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜(zá)質、内外屏蔽有突起、交聯度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護套密封不良等,有些情況比較嚴重可(kě)能在竣工試驗中或投運後不久出現故障,大(dà)部分(fēn)在電纜系統中以缺陷形式存在,對(duì)電纜長(cháng)期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電纜接頭制造原因
高(gāo)壓電纜接頭以前用(yòng)繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現場(chǎng)制作的(de)工作量大(dà),并且因爲現場(chǎng)條件的(de)限制和(hé)制作工藝的(de)原因,絕緣帶層間不可(kě)避免地會有氣隙和(hé)雜(zá)質,所以容易發生問題。現在國内普遍采用(yòng)的(de)型式是組裝型和(hé)預制型。
電纜接頭分(fēn)爲電纜終端接頭和(hé)電纜中間接頭,不管什(shén)麽接頭形式,電纜接頭故障一般都出現在電纜絕緣屏蔽斷口處,因爲這(zhè)裏是電應力集中的(de)部位,因制造原因導緻電纜接頭故障的(de)原因有應力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問題、密封圈漏油等原因。
1.3電纜接地系統
電纜接地系統包括電纜接地箱、電纜接地保護箱(帶護層保護器)、電纜交叉互聯箱、護層保護器等部分(fēn)。一般容易發生的(de)問題主要是因爲箱體密封不好進水(shuǐ)導緻多(duō)點接地,引起金屬護層感應電流過大(dà)。另外護層保護器參數選取不合理(lǐ)或質量不好氧化(huà)鋅晶體不穩定也(yě)容易引發護層保護器損壞。
2、施工質量原因
因爲施工質量導緻高(gāo)壓電纜系統故障的(de)事例很多(duō),主要原因有以下(xià)幾個(gè)方面:一是現場(chǎng)條件比較差,電纜和(hé)接頭在工廠制造時(shí)環境和(hé)工藝要求都很高(gāo),而施工現場(chǎng)溫度、濕度、灰塵都不好控制。二是電纜施工過程中在絕緣表面難免會留下(xià)細小的(de)滑痕,半導電顆粒和(hé)砂布上的(de)沙粒也(yě)有可(kě)能嵌入絕緣中,另外接頭施工過程中由于絕緣暴露在空氣中,絕緣中也(yě)會吸入水(shuǐ)分(fēn),這(zhè)些都給長(cháng)期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時(shí)沒有嚴格按照(zhào)工藝施工或工藝規定沒有考慮到可(kě)能出現的(de)問題。四是竣工驗收采用(yòng)直流耐壓試驗造成接頭内形成反電場(chǎng)導緻絕緣破壞。五是因密封處理(lǐ)不善導緻。中間接頭必須采用(yòng)金屬銅外殼外加PE或PVC絕緣防腐層的(de)密封結構,在現場(chǎng)施工中保證鉛封的(de)密實,這(zhè)樣有效的(de)保證了(le)接頭的(de)密封防水(shuǐ)性能。
3、設計原因
因電纜受熱(rè)膨脹導緻的(de)電纜擠傷導緻擊穿。交聯電纜負荷高(gāo)時(shí),線芯溫度升高(gāo),電纜受熱(rè)膨脹,在隧道内轉彎處電纜頂在支架立面上,長(cháng)期大(dà)負荷運行電纜蠕動力量很大(dà),導緻支架立面壓破電纜外護套、金屬護套,擠入電纜絕緣層導緻電纜擊穿。
二、高(gāo)壓電纜頭制作技術
1、高(gāo)壓電纜頭的(de)基本要求
電纜終端頭是将電纜與其他(tā)電氣設備連接的(de)部件,電纜中間頭是将兩根電纜連接起來(lái)的(de)部件,電纜終端頭與中間頭統稱爲電纜附件。電纜附件應與電纜本體一樣能長(cháng)期安全運行,并具有與電纜相同的(de)使用(yòng)壽命。良好的(de)電纜附件應具有以下(xià)性能:
線芯聯接好: 主要是聯接電阻小而且聯接穩定,能經受起故障電流的(de)沖擊;長(cháng)期運行後其接觸電阻不應大(dà)于電纜線芯本體同長(cháng)度電阻的(de)1.2倍;應具有一定的(de)機械強度、耐振動、耐腐蝕性能;此外還(hái)應體積小、成本低、便于現場(chǎng)安裝。
絕緣性能好: 電纜附件的(de)絕緣性能應不低于電纜本體,所用(yòng)絕緣材料的(de)介質損耗要低,在結構上應對(duì)電纜附件中電場(chǎng)的(de)突變能完善處理(lǐ),有改變電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施。
2、電場(chǎng)分(fēn)布原理(lǐ)
高(gāo)壓電纜每一相線芯外均有一接地的(de)(銅)屏蔽層,導電線芯與屏蔽層之間形成徑向分(fēn)布的(de)電場(chǎng)。也(yě)就是說,正常電纜的(de)電場(chǎng)隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的(de)電力線,沒有芯線軸向的(de)電場(chǎng)(電力線),電場(chǎng)分(fēn)布是均勻的(de)。
在做(zuò)電纜頭時(shí),剝去了(le)屏蔽層,改變了(le)電纜原有的(de)電場(chǎng)分(fēn)布,将産生對(duì)絕緣極爲不利的(de)切向電場(chǎng)(沿導線軸向的(de)電力線)。在剝去屏蔽層芯線的(de)電力線向屏蔽層斷口處集中。那麽在屏蔽層斷口處就是電纜zui容易擊穿的(de)部位。電纜zui容易擊穿的(de)屏蔽層斷口處,我們采取分(fēn)散這(zhè)集中的(de)電力線(電應力),用(yòng)介電常數爲20~30,體積電阻率爲108~1012Ω•cm 材料制作的(de)電應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的(de)電場(chǎng)應力(電力線),保證電纜能可(kě)靠運行。
要使電纜可(kě)靠運行,電纜頭制作中應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的(de)基礎上,才能達到分(fēn)散電應力的(de)效果。在電纜本體中,芯線外表面不可(kě)能是标準圓,芯線對(duì)屏蔽層的(de)距離會不相等,根據電場(chǎng)原理(lǐ),電場(chǎng)強度也(yě)會有大(dà)小,這(zhè)對(duì)電纜絕緣也(yě)是不利的(de)。爲盡量使電纜内部電場(chǎng)均勻,芯線外有一外表面圓形的(de)半導體層,使主絕緣層的(de)厚度基本相等,達到電場(chǎng)均勻分(fēn)布的(de)目的(de)。
在主絕緣層外,銅屏蔽層内的(de)外半導體層,同樣也(yě)是消除銅屏蔽層不平,防止電場(chǎng)不均勻而設置的(de)。
爲盡量使電纜在屏蔽層斷口處電場(chǎng)應力分(fēn)散,應力管與銅屏蔽層的(de)接觸長(cháng)度要求不小于20mm,短了(le)會使應力管的(de)接觸面不足,應力管上的(de)電力線會傳導不足(因爲應力管長(cháng)度是一定的(de)),長(cháng)了(le)會使電場(chǎng)分(fēn)散區(qū)(段)減小,電場(chǎng)分(fēn)散不足。一般在20~25mm左右。
在做(zuò)中間接頭時(shí),必須把主絕緣層也(yě)剝去一部分(fēn),芯線用(yòng)銅接管壓接後,用(yòng)填料包平(圓)。有二種制作方法:
熱(rè)縮套管: 用(yòng)熱(rè)縮材料制作的(de)主絕緣套管縮住,主絕緣套管外縮半導體管,再包金屬屏蔽層,zui後外護套管。
預制式附件: 所用(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。爲中空的(de)圓柱體,内孔壁是半導體層,半導體層外是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱(rè)縮的(de)高(gāo),難度大(dà)。管式預制件的(de)孔徑比電纜主絕緣層外徑小2~5mm。中間接頭預制管要兩頭都套在電纜的(de)主絕緣層外,各與主絕緣層連接長(cháng)度不小于10mm。電纜主絕緣頭上不必削鉛筆頭(在電纜芯線上盡量留半導體層)。 銅接管表面要處理(lǐ)光(guāng)滑,包适量填料。
關鍵技術問題:附件的(de)尺寸與待安裝的(de)電纜的(de)尺寸配合要符合規定的(de)要求。另外也(yě)需采用(yòng)矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的(de)氣隙,消除電暈。預制附件一般靠自身橡膠彈力可(kě)以具有一定密封作用(yòng),有時(shí)可(kě)采用(yòng)密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外面同熱(rè)縮的(de)一樣,半導體層和(hé)銅屏蔽層,zui外面是外護層。
3、電纜終端電應力控制方法
電應力控制是中高(gāo)壓電纜附件設計中的(de)極爲重要的(de)部分(fēn)。電應力控制是對(duì)電纜附件内部的(de)電場(chǎng)分(fēn)布和(hé)電場(chǎng)強度實行控制,也(yě)就是采取适當的(de)措施,使得(de)電場(chǎng)分(fēn)布和(hé)電場(chǎng)強度處于*狀态,從而提高(gāo)電纜附件運行的(de)可(kě)靠性和(hé)使用(yòng)壽命。
對(duì)于電纜終端而言,電場(chǎng)畸變zui爲嚴重,影(yǐng)響終端運行可(kě)靠性zui大(dà)的(de)是電纜外屏蔽切斷處,而電纜中間接頭電場(chǎng)畸變的(de)影(yǐng)響,除了(le)電纜外屏蔽切斷處,還(hái)有電纜末端絕緣切斷處。爲了(le)改善電纜絕緣屏蔽層切斷處的(de)電應力分(fēn)布,一般采用(yòng)以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用(yòng)應力錐緩解電場(chǎng)應力集中:
應力錐設計是常見的(de)方法,從電氣的(de)角度上來(lái)看也(yě)是zui可(kě)靠的(de)zui有效的(de)方法。應力錐通(tōng)過将絕緣屏蔽層的(de)切斷處進行延伸,使零電位形成喇叭狀,改善了(le)絕緣屏蔽層的(de)電場(chǎng)分(fēn)布,降低了(le)電暈産生的(de)可(kě)能性,減少了(le)絕緣的(de)破壞,保證了(le)電纜的(de)運行壽命。
采用(yòng)應力錐設計的(de)電纜附件有繞包式終端、預制式終端、冷(lěng)縮式終端。
3.2 參數控制法
采用(yòng)高(gāo)介電常數材料緩解電場(chǎng)應力集中 高(gāo)介電常數材料:采用(yòng)應力控制層---上世紀末國外開發了(le)适用(yòng)于中壓電纜附件的(de)所謂應力控制層。其原理(lǐ)是采用(yòng)合适的(de)電氣參數的(de)材料複合在電纜末端屏蔽切斷處的(de)絕緣表面上,以改變絕緣表面的(de)電位分(fēn)布,從而達到改善電場(chǎng)的(de)目的(de)。另一方法是增大(dà)屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),從而降低這(zhè)部分(fēn)的(de)容抗,也(yě)能使電位降下(xià)來(lái),容抗減小會使表面電容電流增加,但不會導緻發熱(rè),由于電容正比于材料的(de)介電常數,也(yě)就是說要想增大(dà)表面電容,可(kě)以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一層高(gāo)介電常數的(de)材料。
目前應力控制材料的(de)産品已有熱(rè)縮應力管、冷(lěng)縮應力管、應力控制帶等等,一般這(zhè)些應力控制材料的(de)介電常數都大(dà)于20,體積電阻率爲108-1012Ω.cm。應力控制材料的(de)應用(yòng),要兼顧應力控制和(hé)體積電阻兩項技術要求。
雖然在理(lǐ)論上介電常數是越高(gāo)越好,但是介電常數過大(dà)引起的(de)電容電流也(yě)會産生熱(rè)量,促使應力控制材料老化(huà)。同時(shí)應力控制材料作爲一種高(gāo)分(fēn)子多(duō)相結構複合材料,在材料本身配合上,介電常數與體積電阻率是一對(duì)矛盾,介電常數做(zuò)得(de)越高(gāo),體積電阻率相應就會降低,并且材料電氣參數的(de)穩定性也(yě)常常受到各種因素的(de)影(yǐng)響,在長(cháng)時(shí)間電場(chǎng)中運行,溫度、外部環境變化(huà)都将使應力控制材料老化(huà),老化(huà)後的(de)應力控制材料的(de)體積電阻率會發生很大(dà)的(de)變化(huà),體積電阻率變大(dà),應力控制材料成了(le)絕緣材料,起不到改善電場(chǎng)的(de)作用(yòng),體積電阻率變小,應力控制材料成了(le)導電材料,使電纜出現故障。這(zhè)就是應用(yòng)應力控制材料改善電場(chǎng)的(de)熱(rè)縮式電纜附件爲什(shén)麽隻能用(yòng)于中壓電力電纜線路和(hé)熱(rè)縮式電纜附件經常出現故障的(de)原因所在,同樣采用(yòng)冷(lěng)縮應力管和(hé)應力控制帶的(de)電纜附件也(yě)有類似問題。
采用(yòng)非線性電阻材料---非線性電阻材料(FSD)也(yě)是近期發展起來(lái)的(de)一種新型材料,它利用(yòng)材料本身電阻率與外施電場(chǎng)成非線性關系變化(huà)的(de)特性,來(lái)解決電纜絕緣屏蔽切斷處電場(chǎng)集中分(fēn)布的(de)問題。非線性電阻材料具有對(duì)不同的(de)電壓有變化(huà)電阻值的(de)特性。當電壓很低的(de)時(shí)候,呈現出較大(dà)的(de)電阻性能;當電壓很高(gāo)的(de)時(shí)候,呈現出較小的(de)電阻性能。采用(yòng)非線性電阻材料能夠生産出較短的(de)應力控制管,從而解決電纜采用(yòng)高(gāo)介電常數應力控制管終端無法适用(yòng)于小型開關櫃的(de)問題。
非線性電阻材料亦可(kě)制成非線性電阻片(應力控制片),直接繞包在電纜絕緣屏蔽切斷處上,緩解這(zhè)一點的(de)應力集中的(de)問題。
4、中低壓電纜附件主要種類
中低壓電纜附件目前使用(yòng)得(de)比較多(duō)的(de)産品種類主要有熱(rè)收縮附件、預制式附件、冷(lěng)縮式附件。它們分(fēn)别有以下(xià)特點:
4.1 熱(rè)收縮附件
所用(yòng)材料一般爲以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多(duō)種材料組分(fēn)的(de)共混物(wù)組成。該類産品主要采用(yòng)應力管處理(lǐ)電應力集中問題。亦即采用(yòng)參數控制法緩解電場(chǎng)應力集中。主要優點是輕便、安裝容易、性能尚好,價格便宜。
應力管是一種體積電阻率适中(1010-1012Ωcm),介電常數較大(dà)(20--25)的(de)特殊電性參數的(de)熱(rè)收縮管,利用(yòng)電氣參數強迫電纜絕緣屏蔽斷口處的(de)應力疏散成沿應力管較均勻的(de)分(fēn)布。這(zhè)一技術一般用(yòng)于35kV及以下(xià)電纜附件中。因爲電壓等級高(gāo)時(shí)應力管将發熱(rè)而不能可(kě)靠工作。
其使用(yòng)中關鍵技術問題是:
要保證應力管的(de)電性參數必須達到上述标準規定值方能可(kě)靠工作。另外要注意用(yòng)矽脂填充電纜絕緣半導電層斷口出的(de)氣隙以排除氣體,達到減小局部放電的(de)目的(de)。交聯電纜因内應力處理(lǐ)不良時(shí)在運行中會發生較大(dà)收縮,因而在安裝附件時(shí)注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm,以防收縮時(shí)應力管與絕緣屏蔽脫離。熱(rè)收縮附件因彈性較小,運行中熱(rè)脹冷(lěng)縮時(shí)可(kě)能使界面産生氣隙,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(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用(yòng)幾何結構法即應力錐來(lái)處理(lǐ)應力集中問題。 其主要優點是材料性能優良,安裝更簡便快(kuài)捷,無需加熱(rè)即可(kě)安裝,彈性好,使得(de)界面性能得(de)到較大(dà)改善。是近年來(lái)中低壓以及高(gāo)壓電纜采用(yòng)的(de)主要形式。存在的(de)不足在于對(duì)電纜的(de)絕緣層外徑尺寸要求高(gāo),通(tōng)常的(de)過盈量在2~5mm(即電纜絕緣外徑要大(dà)于電纜附件的(de)内孔直徑2~5mm),過盈量過小,電纜附件将出現故障;過盈量過大(dà),電纜附件安裝非常困難(工藝要求高(gāo))。特别在中間接頭上問題突出,安裝既不方便,又常常成爲故障點。此外價格較貴。
其使用(yòng)中關鍵技術問題是:
附件的(de)尺寸與待安裝的(de)電纜的(de)尺寸配合要符合規定的(de)要求。另外也(yě)需采用(yòng)矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的(de)氣隙。預制附件一般靠自身橡膠彈力可(kě)以具有一定密封作用(yòng),有時(shí)可(kě)采用(yòng)密封膠及彈性夾具增強密封。
4.3 冷(lěng)縮式附件
所用(yòng)材料一般爲矽橡膠或乙丙橡膠。冷(lěng)縮式附件一般采用(yòng)幾何結構法與參數控制法來(lái)處理(lǐ)電應力集中問題。幾何結構法即采用(yòng)應力錐緩解電場(chǎng)集中分(fēn)布的(de)方式要優于參數控制法的(de)産品。
與預制式附件一樣,材料性能優良、無需加熱(rè)即可(kě)安裝、彈性好,使得(de)界面性能得(de)到較大(dà)改善,與預制式附件相比,它的(de)優勢在如安裝更爲方便,隻需在正确位置上抽出電纜附件内襯芯管即可(kě)安裝完工。所使用(yòng)的(de)材料從機械強度上說比預制式附件更好,對(duì)電纜的(de)絕緣層外徑尺寸要求也(yě)不是很高(gāo),隻要電纜附件的(de)内徑小于電纜絕緣外徑2mm(資料上這(zhè)樣的(de),這(zhè)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(lěng)縮式附件施工安裝比較方便。其zui大(dà)特點是安裝工藝更方便快(kuài)捷,安裝到位後,其工作性能與預制式附件一樣。價格與預制式附件相當,比熱(rè)收縮附件略高(gāo),是性價比zui合理(lǐ)的(de)産品。
另外,冷(lěng)縮式附件産品從擴張狀況還(hái)可(kě)分(fēn)爲工廠擴張式和(hé)現場(chǎng)擴張式兩種,一般35kV及以下(xià)電壓等級的(de)冷(lěng)縮式附件多(duō)采用(yòng)工廠擴張式,其有效安裝期在6個(gè)月(yuè)内,zui長(cháng)安裝期限不得(de)超過兩年,否則電纜附件的(de)使用(yòng)壽命将受到影(yǐng)響。66kV及以上電壓等級的(de)冷(lěng)縮式附件則多(duō)爲現場(chǎng)擴張式,安裝期限不受限制,但需采用(yòng)工具進行安裝,工具一般附件制造廠均能提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可(kě)靠。
5、鉛筆頭問題
在制作終端頭時(shí),可(kě)以不削鉛筆頭。但是,如電纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時(shí),爲保證密封效果,通(tōng)常将絕緣端部削成錐體,以保證包繞的(de)密封帶與絕緣能很好的(de)粘合。在制作中間接頭時(shí),如果所裝接頭爲預制型結構(含預制接頭、冷(lěng)縮接頭),絕緣端部不要削成錐體,因爲這(zhè)種類型的(de)接頭,在接頭内部中間部分(fēn)都有一根屏蔽管,該屏蔽管的(de)長(cháng)度隻比銅或鋁連接管稍長(cháng),如電纜絕緣削成錐體,錐體的(de)根部将離開屏蔽管,連接管部分(fēn)的(de)空隙将不會被屏蔽,從而影(yǐng)響到接頭的(de)性能,造成接頭在中部擊穿。如果所裝接頭爲熱(rè)縮型或繞包型結構時(shí),絕緣端部必須削成錐體,即制成反應力錐,同時(shí)必須将錐面用(yòng)砂帶抛光(guāng),因爲錐面的(de)長(cháng)度遠(yuǎn)大(dà)于絕緣端部直角邊的(de)長(cháng)度,故而沿著(zhe)錐面的(de)切向場(chǎng)強遠(yuǎn)小于絕緣直角邊的(de)切向場(chǎng)強,沿錐面擊穿的(de)可(kě)能性大(dà)大(dà)降低,從而提高(gāo)了(le)接頭的(de)性能。
6、應力管和(hé)應力疏散膠
電纜附件中應力管和(hé)應力疏散膠主要用(yòng)于緩和(hé)分(fēn)散電應力的(de)作用(yòng),應力管和(hé)應力疏散膠的(de)材質構成都是由多(duō)種高(gāo)分(fēn)子材料共混或共聚而成,一般基材是極性高(gāo)分(fēn)子,再加入高(gāo)介電常數的(de)填料等等。應力管和(hé)應力疏散膠中是否含有半導體成分(fēn)這(zhè)就要看生産廠家的(de)材料配方了(le),有可(kě)能有,也(yě)可(kě)能沒有。
7、電纜接地問題
在制作電纜頭時(shí),将鋼铠和(hé)銅屏蔽層分(fēn)開焊接接地,是爲了(le)便于檢測電纜内護層的(de)好壞,在檢測電纜護層時(shí),鋼铠與銅屏蔽間通(tōng)上電壓,如果能承受一定的(de)電壓就證明(míng)内護層是完好無損。如果沒有這(zhè)方面的(de)要求,用(yòng)不著(zhe)檢測電纜内護層,也(yě)可(kě)以将鋼铠與銅屏蔽層連在一起接地(提倡分(fēn)開引出後接地)。
電力安全規程規定:35kV及以下(xià)電壓等級的(de)電纜都采用(yòng)兩端接地方式,這(zhè)是因爲這(zhè)些電纜大(dà)多(duō)數是三芯電纜,在正常運行中,流過三個(gè)線芯的(de)電流總和(hé)爲零,在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈,這(zhè)樣,在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電壓,所以兩端接地後不會有感應電流流過鋁包或金屬屏蔽層。
感應電壓的(de)大(dà)小與電纜線路的(de)長(cháng)度和(hé)流過導體的(de)電流成正比,電纜很長(cháng)時(shí),護套上的(de)感應電壓疊加起來(lái)可(kě)達到危及人(rén)身安全的(de)程度,在線路發生短路故障、遭受操作過電壓或雷電沖擊時(shí),屏蔽上會形成很高(gāo)的(de)感應電壓,甚至可(kě)能擊穿護套絕緣。
三、改善電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施
1、在35kv及以下(xià)電力電纜接頭中,改善其護套斷開處電場(chǎng)分(fēn)布的(de)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(guāng)滑、圓整、對(duì)稱。(2)預留統包絕緣:在鉛包切口至電纜芯線分(fēn)開點之間留有一段統包絕緣紙。(3)切除半導電紙:将半導電紙切除到喇叭口以下(xià)。(4)包繞應力錐:用(yòng)絕緣包帶和(hé)導電金屬材料包成錐形,人(rén)爲地将屏蔽層擴大(dà),以改善電場(chǎng)分(fēn)布。(5)等電位法:對(duì)于幹包型或交聯聚乙烯電纜頭,在各線芯概況絕緣表面上包一段金屬帶,并将其連接在一起。(6)裝設應力控制管:對(duì)于35kv及以下(xià)熱(rè)縮管電纜頭,首先從線芯銅屏蔽層末端方向經半導體帶至線芯絕緣概況包繞2層半導體帶,然後将相應規格折應力管,套在銅屏蔽的(de)末端處,熱(rè)縮成形。
2、目前中壓電纜附件中改善電場(chǎng)分(fēn)布的(de)措施主要有兩大(dà)類型。一是幾何型:是通(tōng)過改變電纜附件中電壓集中處的(de)幾何形狀來(lái)改變電場(chǎng)分(fēn)布,降低該處的(de)電場(chǎng)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:是在電纜末端銅屏蔽切斷處的(de)絕緣上加一層一定參數材料制成的(de)應力控制層,改變絕緣層表面的(de)電位分(fēn)布,達到改善該處電場(chǎng)分(fēn)布的(de)目的(de)。如常見的(de)應力控制管、應力帶等。
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