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  • 高压电缆头制作技术
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  • 高压电缆头制作技术

    发布时间: 2015-8-12 10:18:35 作者:广州源创机电工程有限公司
                                                 
    一、高压电缆头的基本要求
          电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件;电缆中间头是将两根电缆连接起来的部件;电缆终端头与中间头统称为电缆附件。电缆附件应与电缆本体一样能长期安全运行,并具有与电缆相同的使用寿命。良好的电缆附件应具有以下性能:
        

    1.线芯联接好
       主要是联接电阻小而且联接稳定,能经受起故障电流的冲击;长期运行后其接触电阻不应大于电缆线芯本体同长度电阻的1.2倍;
    应具有一定的机械强度、耐振动、耐腐蚀性能;此外还应体积小、成本低、便于现场安装。


    2.绝缘性能好
    电缆附件的绝缘性能应不低于电缆本体,所用绝缘材料的介质损耗要低,在结构上应对电缆附件中电场的突变能完善处理,有改变电场分布的措施。
    ★电场分布原理
    高压电缆每一相线芯外均有一接地的(铜)屏蔽层,导电线芯与屏蔽层之间形成径向分布的电场。
    也就是说,正常电缆的电场只有

    在做电缆头时,剥去了屏蔽层,改变了电缆原有的电场分布,将产生对绝缘极为不利的切向电场(沿导线轴向的电力线)。在剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层断口处集中。那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位。

    电缆最容易击穿的屏蔽层断口处,我们采取分散这集中的电力线(电应力),用介电常数为20~30,体积电阻率为108~1012Ω·cm 材料制作的电应力控制管(简称应力管),套在屏蔽层断口处,以分散断口处的电场应力(电力线),保证电缆能可靠运行。下图中左边是没装应力管,右边是装应力管的电场分布情况。

    要使电缆可靠运行,电缆头制作中应力管非常重要,而应力管是在不破坏主绝缘层的基础上,才能达到分散电应力的效果的。在电缆本体中,芯线外表面不可能是标准圆,芯线对屏蔽层的距离会不相等,根据电场原理,电场强度也会有大小,这对电缆绝缘也是不利的。为尽量使电缆内部电场均匀,芯线外有一外表面圆形的半导体层,使主绝缘层的厚度基本相等,达到电场均匀分布的目的。

    为尽量使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散,应力管与铜屏蔽层的接触长度要求不小于20mm,短了会使应力管的接触面不足,应力管上的电力线会传导不足,(因为应力管长度是一定的)长了会使电场分散区(段)减小,电场分散不足。一般在20~25mm左右。
    在做中间接头时,必须把主绝缘层也剥去一部分,芯线用铜接管压接后,用填料包平(圆)。这以后有二种制作方法:
    1.热缩套管     用热缩材料制作的主绝缘套管缩住,主绝缘套管外缩半导体管,再包金属屏蔽层,最后外护套管。

    2.预制式附件
         所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。为中空的圆柱体,内孔壁是半导体层,半导体层外是主绝缘材料。 


    中间接头预制管要两头都套在电缆的主绝缘层外,各与主绝缘层连接长度不小于10mm。电缆主绝缘头上不必削铅笔头(在电缆芯线上尽量留半导体层)。
    铜接管表面要处理光滑,包适量填料,关键技术问题:
        附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。
        另外也需采用硅脂润滑界面,以便于安装,同时填充界面的气隙,消除电晕。
    预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用,有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。 

    预制管外面同热缩的一样,半导体层和铜屏蔽层,最外面是外护层。目前35KV以上电压的基本上都用预制式电缆附件。
    下面介绍电缆附件的一些情况
    电缆附件适用标准 
    电缆附件的标准主要有三个层次。
    第一层次:IEC标准
    IEC62067《额定电压150kV(Um=170kV)以上至500kV(Um=550kV)挤出绝缘电力电缆及其附件的电力电缆系统----试验方法和要求》
    IEC60840《额定电压30kV(Um=36kV)以上至150kV(Um=170kV)挤出绝缘电力电缆及其附件试验方法和要求》


    IEC60859《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关的电缆联接装置》
    IEC60502《额定电压1kV(Um=1.2kV)以上至30kV(Um=36kV)挤出绝缘电力电缆及其附件》
    IEC60055《额定电压18/30kV及以下纸绝缘金属护套(带有铜或铝导体,但不包括压气和充油电缆)》第1部分“电缆及附件试验”中第七章:附件的型式试验 
    IEC61442《额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电力电缆附件试验方法》。 
    第二层次:国家标准(GB标准) 
    GB/Z 18890《额定电压220kV(Um=250kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》
    GB/T 11017《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》
    GB5589《电缆附件试验方法》
    GB9327《电缆导体压缩和机械连接接头试验方法》
    GB14315《电线电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》
     注:GB11033《额定电压26/35kV及以下电力电缆附件基本技术要求》已下放为JB/T8144

    第三层次:行业标准 
    JB标准(机械行业协会标准)
    JB/T8144《额定电压26/35kV及以下电力电缆附件基本技术要求》原GB11033
    JB6464《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型绕包式接头》
    JB6465《额定电压26/35kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》
    JB6466《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》
    JB6468《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型绕包式终端》 

    JB7829《额定电压26/35kV及以下电力电缆户内型、户外型热收缩式终端》
    JB7830《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型热收缩式接头》
    JB7831《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型浇注式终端》
    JB7832《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆直通型浇注式接头》
    JB/T8501.1《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆户内型、户外型预制装配式终端》
    JB/T8503.2《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆户内型、户外型预制装配式接头》 
    电缆终端电应力控制方法 
         电应力控制是中高压电缆附件设计中的极为重要的部分。电应力控制是对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制,也就是采取适当的措施,使得电场分布和电场强度处于最佳状态,从而提高电缆附件运行的可靠性和使用寿命。
        对于电缆终端而言,电场畸变最为严重,影响终端运行可靠性最大的是电缆外屏蔽切断处,而电缆中间接头电场畸变的影响,除了电缆外屏蔽切断处,还有电缆末端绝缘切断处。为了改善电缆绝缘屏蔽层切断处的电应力分布,一般采用 以下几种方法:
    几何形状法
    采用应力锥缓解电场应力集中:
    应力锥设计是常见的方法,从电气的角度上来看也是最可靠的最有效的方法。应力锥通过将绝缘屏蔽层的切断处进行延伸,使零电位形成喇叭状,改善了绝缘屏蔽层的电场分布,降低了电晕产生的可能性,减少了绝缘的破坏,保证了电缆的运行寿命。
        采用应力锥设计的电缆附件有绕包式终端、预制式终端、冷缩式终端。 
    参数控制法
    采用高介电常数材料缓解电场应力集中
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