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高壓電纜分(fēn)析
點擊次數:2695 更新(xīn)時(shí)間(jiān):2008-02-03
簡介: 按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大緻分(fēn)為(wèi)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、外力破壞四大類。制作(zuò)電纜頭應用的材料分(fēn)析及改善電場(chǎng)分(fēn)布的措施。
關(guān)鍵字:電場(chǎng)應力、電纜終端頭
一(yī)、高壓電纜故障分(fēn)析
按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大緻分(fēn)為(wèi)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,又分(fēn)為(wèi)電纜本體(tǐ)原因、電纜接頭原因、電纜接地系統原因三類。
1.1電纜本體(tǐ)制造原因
一(yī)般在電纜生(shēng)産過程中容易出現(xiàn)的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜質、内外屏蔽有突起、交聯度不均勻、電纜受潮、電纜金(jīn)屬護套密封不良等,有些(xiē)情況比較嚴重可能(néng)在竣工試驗中或投運後不久出現(xiàn)故障,大部分(fēn)在電纜系統中以缺陷形式存在,對電纜長期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電纜接頭制造原因
高壓電纜接頭以前用繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現(xiàn)場(chǎng)制作(zuò)的工作(zuò)量大,并且因為(wèi)現(xiàn)場(chǎng)條件的限制和制作(zuò)工藝的原因,絕緣帶層間(jiān)不可避免地會有氣隙和雜質,所以容易發生(shēng)問題。現(xiàn)在國内普遍采用的型式是組裝型和預制型。
電纜接頭分(fēn)為(wèi)電纜終端接頭和電纜中間(jiān)接頭,不管什(shén)麽接頭形式,電纜接頭故障一(yī)般都出現(xiàn)在電纜絕緣屏蔽斷口處,因為(wèi)這(zhè)裏是電應力集中的部位,因制造原因導緻電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(qì))、電纜交叉互聯箱、護層保護器(qì)等部分(fēn)。一(yī)般容易發生(shēng)的問題主要是因為(wèi)箱體(tǐ)密封不好(hǎo)(hǎo)進水導緻多點接地,引起金(jīn)屬護層感應電流過大。另外護層保護器(qì)參數選取不合理(lǐ)或質量不好(hǎo)(hǎo)氧化(huà)鋅晶體(tǐ)不穩定也(yě)容易引發護層保護器(qì)損壞。
2、施工質量原因
因為(wèi)施工質量導緻高壓電纜系統故障的事(shì)例很多,主要原因有以下(xià)幾個(gè)方面:一(yī)是現(xiàn)場(chǎng)條件比較差,電纜和接頭在工廠制造時(shí)環境和工藝要求都很高,而施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、灰塵都不好(hǎo)(hǎo)控制。二是電纜施工過程中在絕緣表面難免會留下(xià)細小的滑痕,半導電顆粒和砂布上(shàng)的沙粒也(yě)有可能(néng)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)會吸入水分(fēn),這(zhè)些(xiē)都給長期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時(shí)沒有嚴格按照工藝施工或工藝規定沒有考慮到可能(néng)出現(xiàn)的問題。四是竣工驗收采用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(jiān)接頭必須采用金(jīn)屬銅外殼外加PE或PVC絕緣防腐層的密封結構,在現(xiàn)場(chǎng)施工中保證鉛封的密實,這(zhè)樣有效的保證了(le)接頭的密封防水性能(néng)。
3、設計原因
因電纜受熱膨脹導緻的電纜擠傷導緻擊穿。交聯電纜負荷高時(shí),線芯溫度升高,電纜受熱膨脹,在隧道内轉彎處電纜頂在支架立面上(shàng),長期大負荷運行電纜蠕動力量很大,導緻支架立面壓破電纜外護套、金(jīn)屬護套,擠入電纜絕緣層導緻電纜擊穿。
二、高壓電纜頭制作(zuò)技術
1、高壓電纜頭的基本要求
電纜終端頭是将電纜與其他電氣設備連接的部件,電纜中間(jiān)頭是将兩根電纜連接起來(lái)的部件,電纜終端頭與中間(jiān)頭統稱為(wèi)電纜附件。電纜附件應與電纜本體(tǐ)一(yī)樣能(néng)長期安全運行,并具有與電纜相同的使用壽命。良好(hǎo)(hǎo)的電纜附件應具有以下(xià)性能(néng):
線芯聯接好(hǎo)(hǎo): 主要是聯接電阻小而且聯接穩定,能(néng)經受起故障電流的沖擊;長期運行後其接觸電阻不應大于電纜線芯本體(tǐ)同長度電阻的1.2倍;應具有一(yī)定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能(néng);此外還應體(tǐ)積小、成本低(dī)、便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。
絕緣性能(néng)好(hǎo)(hǎo): 電纜附件的絕緣性能(néng)應不低(dī)于電纜本體(tǐ),所用絕緣材料的介質損耗要低(dī),在結構上(shàng)應對電纜附件中電場(chǎng)的突變能(néng)完善處理(lǐ),有改變電場(chǎng)分(fēn)布的措施。
2、電場(chǎng)分(fēn)布原理(lǐ)
高壓電纜每一(yī)相線芯外均有一(yī)接地的(銅)屏蔽層,導電線芯與屏蔽層之間(jiān)形成徑向分(fēn)布的電場(chǎng)。也(yě)就(jiù)是說(shuō),正常電纜的電場(chǎng)隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的電力線,沒有芯線軸向的電場(chǎng)(電力線),電場(chǎng)分(fēn)布是均勻的。
在做電纜頭時(shí),剝去了(le)屏蔽層,改變了(le)電纜原有的電場(chǎng)分(fēn)布,将産生(shēng)對絕緣極為(wèi)不利的切向電場(chǎng)(沿導線軸向的電力線)。在剝去屏蔽層芯線的電力線向屏蔽層斷口處集中。那麽在屏蔽層斷口處就(jiù)是電纜zui容易擊穿的部位。電纜zui容易擊穿的屏蔽層斷口處,我們采取分(fēn)散這(zhè)集中的電力線(電應力),用介電常數為(wèi)20~30,體(tǐ)積電阻率為(wèi)108~1012Ω•cm 材料制作(zuò)的電應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的電場(chǎng)應力(電力線),保證電纜能(néng)可靠運行。
要使電纜可靠運行,電纜頭制作(zuò)中應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上(shàng),才能(néng)達到分(fēn)散電應力的效果。在電纜本體(tǐ)中,芯線外表面不可能(néng)是标準圓,芯線對屏蔽層的距離會不相等,根據電場(chǎng)原理(lǐ),電場(chǎng)強度也(yě)會有大小,這(zhè)對電纜絕緣也(yě)是不利的。為(wèi)盡量使電纜内部電場(chǎng)均勻,芯線外有一(yī)外表面圓形的半導體(tǐ)層,使主絕緣層的厚度基本相等,達到電場(chǎng)均勻分(fēn)布的目的。
在主絕緣層外,銅屏蔽層内的外半導體(tǐ)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。
為(wèi)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接觸長度要求不小于20mm,短了(le)會使應力管的接觸面不足,應力管上(shàng)的電力線會傳導不足(因為(wèi)應力管長度是一(yī)定的),長了(le)會使電場(chǎng)分(fēn)散區(段)減小,電場(chǎng)分(fēn)散不足。一(yī)般在20~25mm左右。
在做中間(jiān)接頭時(shí),必須把主絕緣層也(yě)剝去一(yī)部分(fēn),芯線用銅接管壓接後,用填料包平(圓)。有二種制作(zuò)方法:
熱縮套管: 用熱縮材料制作(zuò)的主絕緣套管縮住,主絕緣套管外縮半導體(tǐ)管,再包金(jīn)屬屏蔽層,zui後外護套管。
預制式附件: 所用材料一(yī)般為(wèi)矽橡膠或乙丙橡膠。為(wèi)中空的圓柱體(tǐ),内孔壁是半導體(tǐ)層,半導體(tǐ)層外是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱縮的高,難度大。管式預制件的孔徑比電纜主絕緣層外徑小2~5mm。中間(jiān)接頭預制管要兩頭都套在電纜的主絕緣層外,各與主絕緣層連接長度不小于10mm。電纜主絕緣頭上(shàng)不必削鉛筆頭(在電纜芯線上(shàng)盡量留半導體(tǐ)層)。 銅接管表面要處理(lǐ)光滑,包适量填料。
關(guān)鍵技術問題:附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外也(yě)需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的氣隙,消除電暈。預制附件一(yī)般靠自身(shēn)橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作(zuò)用,有時(shí)可采用密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外面同熱縮的一(yī)樣,半導體(tǐ)層和銅屏蔽層,zui外面是外護層。
3、電纜終端電應力控制方法
電應力控制是中高壓電纜附件設計中的極為(wèi)重要的部分(fēn)。電應力控制是對電纜附件内部的電場(chǎng)分(fēn)布和電場(chǎng)強度實行控制,也(yě)就(jiù)是采取适當的措施,使得電場(chǎng)分(fēn)布和電場(chǎng)強度處于*狀态,從而提高電纜附件運行的可靠性和使用壽命。
對于電纜終端而言,電場(chǎng)畸變zui為(wèi)嚴重,影響終端運行可靠性zui大的是電纜外屏蔽切斷處,而電纜中間(jiān)接頭電場(chǎng)畸變的影響,除了(le)電纜外屏蔽切斷處,還有電纜末端絕緣切斷處。為(wèi)了(le)改善電纜絕緣屏蔽層切斷處的電應力分(fēn)布,一(yī)般采用以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用應力錐緩解電場(chǎng)應力集中:
應力錐設計是常見的方法,從電氣的角度上(shàng)來(lái)看也(yě)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,使零電位形成喇叭狀,改善了(le)絕緣屏蔽層的電場(chǎng)分(fēn)布,降低(dī)了(le)電暈産生(shēng)的可能(néng)性,減少了(le)絕緣的破壞,保證了(le)電纜的運行壽命。
采用應力錐設計的電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
采用高介電常數材料緩解電場(chǎng)應力集中 高介電常數材料:采用應力控制層---上(shàng)世紀末國外開發了(le)适用于中壓電纜附件的所謂應力控制層。其原理(lǐ)是采用合适的電氣參數的材料複合在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上(shàng),以改變絕緣表面的電位分(fēn)布,從而達到改善電場(chǎng)的目的。另一(yī)方法是增大屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),從而降低(dī)這(zhè)部分(fēn)的容抗,也(yě)能(néng)使電位降下(xià)來(lái),容抗減小會使表面電容電流增加,但(dàn)不會導緻發熱,由于電容正比于材料的介電常數,也(yě)就(jiù)是說(shuō)要想增大表面電容,可以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一(yī)層高介電常數的材料。
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(zhè)些(xiē)應力控制材料的介電常數都大于20,體(tǐ)積電阻率為(wèi)108-1012Ω.cm。應力控制材料的應用,要兼顧應力控制和體(tǐ)積電阻兩項技術要求。
雖然在理(lǐ)論上(shàng)介電常數是越高越好(hǎo)(hǎo),但(dàn)是介電常數過大引起的電容電流也(yě)會産生(shēng)熱量,促使應力控制材料老化(huà)。同時(shí)應力控制材料作(zuò)為(wèi)一(yī)種高分(fēn)子(zǐ)多相結構複合材料,在材料本身(shēn)配合上(shàng),介電常數與體(tǐ)積電阻率是一(yī)對矛盾,介電常數做得越高,體(tǐ)積電阻率相應就(jiù)會降低(dī),并且材料電氣參數的穩定性也(yě)常常受到各種因素的影響,在長時(shí)間(jiān)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)後的應力控制材料的體(tǐ)積電阻率會發生(shēng)很大的變化(huà),體(tǐ)積電阻率變大,應力控制材料成了(le)絕緣材料,起不到改善電場(chǎng)的作(zuò)用,體(tǐ)積電阻率變小,應力控制材料成了(le)導電材料,使電纜出現(xiàn)故障。這(zhè)就(jiù)是應用應力控制材料改善電場(chǎng)的熱縮式電纜附件為(wèi)什(shén)麽隻能(néng)用于中壓電力電纜線路(lù)和熱縮式電纜附件經常出現(xiàn)故障的原因所在,同樣采用冷縮應力管和應力控制帶的電纜附件也(yě)有類似問題。
采用非線性電阻材料---非線性電阻材料(FSD)也(yě)是近期發展起來(lái)的一(yī)種新(xīn)型材料,它利用材料本身(shēn)電阻率與外施電場(chǎng)成非線性關(guān)系變化(huà)的特性,來(lái)解決電纜絕緣屏蔽切斷處電場(chǎng)集中分(fēn)布的問題。非線性電阻材料具有對不同的電壓有變化(huà)電阻值的特性。當電壓很低(dī)的時(shí)候,呈現(xiàn)出較大的電阻性能(néng);當電壓很高的時(shí)候,呈現(xiàn)出較小的電阻性能(néng)。采用非線性電阻材料能(néng)夠生(shēng)産出較短的應力控制管,從而解決電纜采用高介電常數應力控制管終端無法适用于小型開關(guān)櫃的問題。
非線性電阻材料亦可制成非線性電阻片(應力控制片),直接繞包在電纜絕緣屏蔽切斷處上(shàng),緩解這(zhè)一(yī)點的應力集中的問題。
4、中低(dī)壓電纜附件主要種類
中低(dī)壓電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)般為(wèi)以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多種材料組分(fēn)的共混物組成。該類産品主要采用應力管處理(lǐ)電應力集中問題。亦即采用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(néng)尚好(hǎo)(hǎo),價格便宜。
應力管是一(yī)種體(tǐ)積電阻率适中(1010-1012Ωcm),介電常數較大(20--25)的特殊電性參數的熱收縮管,利用電氣參數強迫電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(zhè)一(yī)技術一(yī)般用于35kV及以下(xià)電纜附件中。因為(wèi)電壓等級高時(shí)應力管将發熱而不能(néng)可靠工作(zuò)。
其使用中關(guān)鍵技術問題是:
要保證應力管的電性參數必須達到上(shàng)述标準規定值方能(néng)可靠工作(zuò)。另外要注意用矽脂填充電纜絕緣半導電層斷口出的氣隙以排除氣體(tǐ),達到減小局部放(fàng)電的目的。交聯電纜因内應力處理(lǐ)不良時(shí)在運行中會發生(shēng)較大收縮,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。熱收縮附件因彈性較小,運行中熱脹冷縮時(shí)可能(néng)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)般為(wèi)矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用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(néng)優良,安裝更簡便快(kuài)捷,無需加熱即可安裝,彈性好(hǎo)(hǎo),使得界面性能(néng)得到較大改善。是近年來(lái)中低(dī)壓以及高壓電纜采用的主要形式。存在的不足在于對電纜的絕緣層外徑尺寸要求高,通常的過盈量在2~5mm(即電纜絕緣外徑要大于電纜附件的内孔直徑2~5mm),過盈量過小,電纜附件将出現(xiàn)故障;過盈量過大,電纜附件安裝非常困難(工藝要求高)。特别在中間(jiān)接頭上(shàng)問題突出,安裝既不方便,又常常成為(wèi)故障點。此外價格較貴。
其使用中關(guān)鍵技術問題是:
附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外也(yě)需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的氣隙。預制附件一(yī)般靠自身(shēn)橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作(zuò)用,有時(shí)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)般為(wèi)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(lái)處理(lǐ)電應力集中問題。幾何結構法即采用應力錐緩解電場(chǎng)集中分(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(néng)優良、無需加熱即可安裝、彈性好(hǎo)(hǎo),使得界面性能(néng)得到較大改善,與預制式附件相比,它的優勢在如(rú)安裝更為(wèi)方便,隻需在正确位置上(shàng)抽出電纜附件内襯芯管即可安裝完工。所使用的材料從機械強度上(shàng)說(shuō)比預制式附件更好(hǎo)(hǎo),對電纜的絕緣層外徑尺寸要求也(yě)不是很高,隻要電纜附件的内徑小于電纜絕緣外徑2mm(資料上(shàng)這(zhè)樣的,這(zhè)與預制式附件要求2~5mm有偏差-編者)就(jiù)完夠滿足要求。因此冷縮式附件施工安裝比較方便。其zui大特點是安裝工藝更方便快(kuài)捷,安裝到位後,其工作(zuò)性能(néng)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(lǐ)的産品。
另外,冷縮式附件産品從擴張狀況還可分(fēn)為(wèi)工廠擴張式和現(xiàn)場(chǎng)擴張式兩種,一(yī)般35kV及以下(xià)電壓等級的冷縮式附件多采用工廠擴張式,其有效安裝期在6個(gè)月(yuè)(yuè)内,zui長安裝期限不得超過兩年,否則電纜附件的使用壽命将受到影響。66kV及以上(shàng)電壓等級的冷縮式附件則多為(wèi)現(xiàn)場(chǎng)擴張式,安裝期限不受限制,但(dàn)需采用工具進行安裝,工具一(yī)般附件制造廠均能(néng)提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可靠。
5、鉛筆頭問題
在制作(zuò)終端頭時(shí),可以不削鉛筆頭。但(dàn)是,如(rú)電纜絕緣端部與接線金(jīn)具之間(jiān)需包繞密封帶時(shí),為(wèi)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(néng)很好(hǎo)(hǎo)的粘合。在制作(zuò)中間(jiān)接頭時(shí),如(rú)果所裝接頭為(wèi)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),因為(wèi)這(zhè)種類型的接頭,在接頭内部中間(jiān)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(rú)電纜絕緣削成錐體(tǐ),錐體(tǐ)的根部将離開屏蔽管,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(néng),造成接頭在中部擊穿。如(rú)果所裝接頭為(wèi)熱縮型或繞包型結構時(shí),絕緣端部必須削成錐體(tǐ),即制成反應力錐,同時(shí)必須将錐面用砂帶抛光,因為(wèi)錐面的長度遠(yuǎn)大于絕緣端部直角邊的長度,故而沿着錐面的切向場(chǎng)強遠(yuǎn)小于絕緣直角邊的切向場(chǎng)強,沿錐面擊穿的可能(néng)性大大降低(dī),從而提高了(le)接頭的性能(néng)。
6、應力管和應力疏散膠
電纜附件中應力管和應力疏散膠主要用于緩和分(fēn)散電應力的作(zuò)用,應力管和應力疏散膠的材質構成都是由多種高分(fēn)子(zǐ)材料共混或共聚而成,一(yī)般基材是極性高分(fēn)子(zǐ),再加入高介電常數的填料等等。應力管和應力疏散膠中是否含有半導體(tǐ)成分(fēn)這(zhè)就(jiù)要看生(shēng)産廠家的材料配方了(le),有可能(néng)有,也(yě)可能(néng)沒有。
7、電纜接地問題
在制作(zuò)電纜頭時(shí),将鋼铠和銅屏蔽層分(fēn)開焊接接地,是為(wèi)了(le)便于檢測電纜内護層的好(hǎo)(hǎo)壞,在檢測電纜護層時(shí),鋼铠與銅屏蔽間(jiān)通上(shàng)電壓,如(rú)果能(néng)承受一(yī)定的電壓就(jiù)證明内護層是完好(hǎo)(hǎo)無損。如(rú)果沒有這(zhè)方面的要求,用不着檢測電纜内護層,也(yě)可以将鋼铠與銅屏蔽層連在一(yī)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)電壓等級的電纜都采用兩端接地方式,這(zhè)是因為(wèi)這(zhè)些(xiē)電纜大多數是三芯電纜,在正常運行中,流過三個(gè)線芯的電流總和為(wèi)零,在鋁包或金(jīn)屬屏蔽層外基本上(shàng)沒有磁鏈,這(zhè)樣,在鋁包或金(jīn)屬屏蔽層兩端就(jiù)基本上(shàng)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(jīn)屬屏蔽層。
感應電壓的大小與電纜線路(lù)的長度和流過導體(tǐ)的電流成正比,電纜很長時(shí),護套上(shàng)的感應電壓疊加起來(lái)可達到危及人(rén)身(shēn)安全的程度,在線路(lù)發生(shēng)短路(lù)故障、遭受操作(zuò)過電壓或雷電沖擊時(shí),屏蔽上(shàng)會形成很高的感應電壓,甚至可能(néng)擊穿護套絕緣。
三、改善電場(chǎng)分(fēn)布的措施
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:在鉛包切口至電纜芯線分(fēn)開點之間(jiān)留有一(yī)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:用絕緣包帶和導電金(jīn)屬材料包成錐形,人(rén)為(wèi)地将屏蔽層擴大,以改善電場(chǎng)分(fēn)布。(5)等電位法:對于幹包型或交聯聚乙烯電纜頭,在各線芯概況絕緣表面上(shàng)包一(yī)段金(jīn)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、目前中壓電纜附件中改善電場(chǎng)分(fēn)布的措施主要有兩大類型。一(yī)是幾何型:是通過改變電纜附件中電壓集中處的幾何形狀來(lái)改變電場(chǎng)分(fēn)布,降低(dī)該處的電場(chǎng)強度,如(rú)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絕緣上(shàng)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位分(fēn)布,達到改善該處電場(chǎng)分(fēn)布的目的。如(rú)常見的應力控制管、應力帶等。
關(guān)鍵字:電場(chǎng)應力、電纜終端頭
一(yī)、高壓電纜故障分(fēn)析
按照故障産生(shēng)的原因進行分(fēn)類大緻分(fēn)為(wèi)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,又分(fēn)為(wèi)電纜本體(tǐ)原因、電纜接頭原因、電纜接地系統原因三類。
1.1電纜本體(tǐ)制造原因
一(yī)般在電纜生(shēng)産過程中容易出現(xiàn)的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣内有雜質、内外屏蔽有突起、交聯度不均勻、電纜受潮、電纜金(jīn)屬護套密封不良等,有些(xiē)情況比較嚴重可能(néng)在竣工試驗中或投運後不久出現(xiàn)故障,大部分(fēn)在電纜系統中以缺陷形式存在,對電纜長期安全運行造成嚴重隐患。
1.2電纜接頭制造原因
高壓電纜接頭以前用繞包型、模鑄型、模塑型等類型,需要現(xiàn)場(chǎng)制作(zuò)的工作(zuò)量大,并且因為(wèi)現(xiàn)場(chǎng)條件的限制和制作(zuò)工藝的原因,絕緣帶層間(jiān)不可避免地會有氣隙和雜質,所以容易發生(shēng)問題。現(xiàn)在國内普遍采用的型式是組裝型和預制型。
電纜接頭分(fēn)為(wèi)電纜終端接頭和電纜中間(jiān)接頭,不管什(shén)麽接頭形式,電纜接頭故障一(yī)般都出現(xiàn)在電纜絕緣屏蔽斷口處,因為(wèi)這(zhè)裏是電應力集中的部位,因制造原因導緻電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(qì))、電纜交叉互聯箱、護層保護器(qì)等部分(fēn)。一(yī)般容易發生(shēng)的問題主要是因為(wèi)箱體(tǐ)密封不好(hǎo)(hǎo)進水導緻多點接地,引起金(jīn)屬護層感應電流過大。另外護層保護器(qì)參數選取不合理(lǐ)或質量不好(hǎo)(hǎo)氧化(huà)鋅晶體(tǐ)不穩定也(yě)容易引發護層保護器(qì)損壞。
2、施工質量原因
因為(wèi)施工質量導緻高壓電纜系統故障的事(shì)例很多,主要原因有以下(xià)幾個(gè)方面:一(yī)是現(xiàn)場(chǎng)條件比較差,電纜和接頭在工廠制造時(shí)環境和工藝要求都很高,而施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、灰塵都不好(hǎo)(hǎo)控制。二是電纜施工過程中在絕緣表面難免會留下(xià)細小的滑痕,半導電顆粒和砂布上(shàng)的沙粒也(yě)有可能(néng)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)會吸入水分(fēn),這(zhè)些(xiē)都給長期安全運行留下(xià)隐患。三是安裝時(shí)沒有嚴格按照工藝施工或工藝規定沒有考慮到可能(néng)出現(xiàn)的問題。四是竣工驗收采用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(jiān)接頭必須采用金(jīn)屬銅外殼外加PE或PVC絕緣防腐層的密封結構,在現(xiàn)場(chǎng)施工中保證鉛封的密實,這(zhè)樣有效的保證了(le)接頭的密封防水性能(néng)。
3、設計原因
因電纜受熱膨脹導緻的電纜擠傷導緻擊穿。交聯電纜負荷高時(shí),線芯溫度升高,電纜受熱膨脹,在隧道内轉彎處電纜頂在支架立面上(shàng),長期大負荷運行電纜蠕動力量很大,導緻支架立面壓破電纜外護套、金(jīn)屬護套,擠入電纜絕緣層導緻電纜擊穿。
二、高壓電纜頭制作(zuò)技術
1、高壓電纜頭的基本要求
電纜終端頭是将電纜與其他電氣設備連接的部件,電纜中間(jiān)頭是将兩根電纜連接起來(lái)的部件,電纜終端頭與中間(jiān)頭統稱為(wèi)電纜附件。電纜附件應與電纜本體(tǐ)一(yī)樣能(néng)長期安全運行,并具有與電纜相同的使用壽命。良好(hǎo)(hǎo)的電纜附件應具有以下(xià)性能(néng):
線芯聯接好(hǎo)(hǎo): 主要是聯接電阻小而且聯接穩定,能(néng)經受起故障電流的沖擊;長期運行後其接觸電阻不應大于電纜線芯本體(tǐ)同長度電阻的1.2倍;應具有一(yī)定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能(néng);此外還應體(tǐ)積小、成本低(dī)、便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。
絕緣性能(néng)好(hǎo)(hǎo): 電纜附件的絕緣性能(néng)應不低(dī)于電纜本體(tǐ),所用絕緣材料的介質損耗要低(dī),在結構上(shàng)應對電纜附件中電場(chǎng)的突變能(néng)完善處理(lǐ),有改變電場(chǎng)分(fēn)布的措施。
2、電場(chǎng)分(fēn)布原理(lǐ)
高壓電纜每一(yī)相線芯外均有一(yī)接地的(銅)屏蔽層,導電線芯與屏蔽層之間(jiān)形成徑向分(fēn)布的電場(chǎng)。也(yě)就(jiù)是說(shuō),正常電纜的電場(chǎng)隻有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的電力線,沒有芯線軸向的電場(chǎng)(電力線),電場(chǎng)分(fēn)布是均勻的。
在做電纜頭時(shí),剝去了(le)屏蔽層,改變了(le)電纜原有的電場(chǎng)分(fēn)布,将産生(shēng)對絕緣極為(wèi)不利的切向電場(chǎng)(沿導線軸向的電力線)。在剝去屏蔽層芯線的電力線向屏蔽層斷口處集中。那麽在屏蔽層斷口處就(jiù)是電纜zui容易擊穿的部位。電纜zui容易擊穿的屏蔽層斷口處,我們采取分(fēn)散這(zhè)集中的電力線(電應力),用介電常數為(wèi)20~30,體(tǐ)積電阻率為(wèi)108~1012Ω•cm 材料制作(zuò)的電應力控制管(簡稱應力管),套在屏蔽層斷口處,以分(fēn)散斷口處的電場(chǎng)應力(電力線),保證電纜能(néng)可靠運行。
要使電纜可靠運行,電纜頭制作(zuò)中應力管非常重要,而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上(shàng),才能(néng)達到分(fēn)散電應力的效果。在電纜本體(tǐ)中,芯線外表面不可能(néng)是标準圓,芯線對屏蔽層的距離會不相等,根據電場(chǎng)原理(lǐ),電場(chǎng)強度也(yě)會有大小,這(zhè)對電纜絕緣也(yě)是不利的。為(wèi)盡量使電纜内部電場(chǎng)均勻,芯線外有一(yī)外表面圓形的半導體(tǐ)層,使主絕緣層的厚度基本相等,達到電場(chǎng)均勻分(fēn)布的目的。
在主絕緣層外,銅屏蔽層内的外半導體(tǐ)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。
為(wèi)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接觸長度要求不小于20mm,短了(le)會使應力管的接觸面不足,應力管上(shàng)的電力線會傳導不足(因為(wèi)應力管長度是一(yī)定的),長了(le)會使電場(chǎng)分(fēn)散區(段)減小,電場(chǎng)分(fēn)散不足。一(yī)般在20~25mm左右。
在做中間(jiān)接頭時(shí),必須把主絕緣層也(yě)剝去一(yī)部分(fēn),芯線用銅接管壓接後,用填料包平(圓)。有二種制作(zuò)方法:
熱縮套管: 用熱縮材料制作(zuò)的主絕緣套管縮住,主絕緣套管外縮半導體(tǐ)管,再包金(jīn)屬屏蔽層,zui後外護套管。
預制式附件: 所用材料一(yī)般為(wèi)矽橡膠或乙丙橡膠。為(wèi)中空的圓柱體(tǐ),内孔壁是半導體(tǐ)層,半導體(tǐ)層外是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱縮的高,難度大。管式預制件的孔徑比電纜主絕緣層外徑小2~5mm。中間(jiān)接頭預制管要兩頭都套在電纜的主絕緣層外,各與主絕緣層連接長度不小于10mm。電纜主絕緣頭上(shàng)不必削鉛筆頭(在電纜芯線上(shàng)盡量留半導體(tǐ)層)。 銅接管表面要處理(lǐ)光滑,包适量填料。
關(guān)鍵技術問題:附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外也(yě)需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的氣隙,消除電暈。預制附件一(yī)般靠自身(shēn)橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作(zuò)用,有時(shí)可采用密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外面同熱縮的一(yī)樣,半導體(tǐ)層和銅屏蔽層,zui外面是外護層。
3、電纜終端電應力控制方法
電應力控制是中高壓電纜附件設計中的極為(wèi)重要的部分(fēn)。電應力控制是對電纜附件内部的電場(chǎng)分(fēn)布和電場(chǎng)強度實行控制,也(yě)就(jiù)是采取适當的措施,使得電場(chǎng)分(fēn)布和電場(chǎng)強度處于*狀态,從而提高電纜附件運行的可靠性和使用壽命。
對于電纜終端而言,電場(chǎng)畸變zui為(wèi)嚴重,影響終端運行可靠性zui大的是電纜外屏蔽切斷處,而電纜中間(jiān)接頭電場(chǎng)畸變的影響,除了(le)電纜外屏蔽切斷處,還有電纜末端絕緣切斷處。為(wèi)了(le)改善電纜絕緣屏蔽層切斷處的電應力分(fēn)布,一(yī)般采用以下(xià)幾種方法:
3.1 幾何形狀法
采用應力錐緩解電場(chǎng)應力集中:
應力錐設計是常見的方法,從電氣的角度上(shàng)來(lái)看也(yě)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,使零電位形成喇叭狀,改善了(le)絕緣屏蔽層的電場(chǎng)分(fēn)布,降低(dī)了(le)電暈産生(shēng)的可能(néng)性,減少了(le)絕緣的破壞,保證了(le)電纜的運行壽命。
采用應力錐設計的電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
采用高介電常數材料緩解電場(chǎng)應力集中 高介電常數材料:采用應力控制層---上(shàng)世紀末國外開發了(le)适用于中壓電纜附件的所謂應力控制層。其原理(lǐ)是采用合适的電氣參數的材料複合在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上(shàng),以改變絕緣表面的電位分(fēn)布,從而達到改善電場(chǎng)的目的。另一(yī)方法是增大屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),從而降低(dī)這(zhè)部分(fēn)的容抗,也(yě)能(néng)使電位降下(xià)來(lái),容抗減小會使表面電容電流增加,但(dàn)不會導緻發熱,由于電容正比于材料的介電常數,也(yě)就(jiù)是說(shuō)要想增大表面電容,可以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一(yī)層高介電常數的材料。
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(zhè)些(xiē)應力控制材料的介電常數都大于20,體(tǐ)積電阻率為(wèi)108-1012Ω.cm。應力控制材料的應用,要兼顧應力控制和體(tǐ)積電阻兩項技術要求。
雖然在理(lǐ)論上(shàng)介電常數是越高越好(hǎo)(hǎo),但(dàn)是介電常數過大引起的電容電流也(yě)會産生(shēng)熱量,促使應力控制材料老化(huà)。同時(shí)應力控制材料作(zuò)為(wèi)一(yī)種高分(fēn)子(zǐ)多相結構複合材料,在材料本身(shēn)配合上(shàng),介電常數與體(tǐ)積電阻率是一(yī)對矛盾,介電常數做得越高,體(tǐ)積電阻率相應就(jiù)會降低(dī),并且材料電氣參數的穩定性也(yě)常常受到各種因素的影響,在長時(shí)間(jiān)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)後的應力控制材料的體(tǐ)積電阻率會發生(shēng)很大的變化(huà),體(tǐ)積電阻率變大,應力控制材料成了(le)絕緣材料,起不到改善電場(chǎng)的作(zuò)用,體(tǐ)積電阻率變小,應力控制材料成了(le)導電材料,使電纜出現(xiàn)故障。這(zhè)就(jiù)是應用應力控制材料改善電場(chǎng)的熱縮式電纜附件為(wèi)什(shén)麽隻能(néng)用于中壓電力電纜線路(lù)和熱縮式電纜附件經常出現(xiàn)故障的原因所在,同樣采用冷縮應力管和應力控制帶的電纜附件也(yě)有類似問題。
采用非線性電阻材料---非線性電阻材料(FSD)也(yě)是近期發展起來(lái)的一(yī)種新(xīn)型材料,它利用材料本身(shēn)電阻率與外施電場(chǎng)成非線性關(guān)系變化(huà)的特性,來(lái)解決電纜絕緣屏蔽切斷處電場(chǎng)集中分(fēn)布的問題。非線性電阻材料具有對不同的電壓有變化(huà)電阻值的特性。當電壓很低(dī)的時(shí)候,呈現(xiàn)出較大的電阻性能(néng);當電壓很高的時(shí)候,呈現(xiàn)出較小的電阻性能(néng)。采用非線性電阻材料能(néng)夠生(shēng)産出較短的應力控制管,從而解決電纜采用高介電常數應力控制管終端無法适用于小型開關(guān)櫃的問題。
非線性電阻材料亦可制成非線性電阻片(應力控制片),直接繞包在電纜絕緣屏蔽切斷處上(shàng),緩解這(zhè)一(yī)點的應力集中的問題。
4、中低(dī)壓電纜附件主要種類
中低(dī)壓電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)般為(wèi)以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡膠等多種材料組分(fēn)的共混物組成。該類産品主要采用應力管處理(lǐ)電應力集中問題。亦即采用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(néng)尚好(hǎo)(hǎo),價格便宜。
應力管是一(yī)種體(tǐ)積電阻率适中(1010-1012Ωcm),介電常數較大(20--25)的特殊電性參數的熱收縮管,利用電氣參數強迫電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(zhè)一(yī)技術一(yī)般用于35kV及以下(xià)電纜附件中。因為(wèi)電壓等級高時(shí)應力管将發熱而不能(néng)可靠工作(zuò)。
其使用中關(guān)鍵技術問題是:
要保證應力管的電性參數必須達到上(shàng)述标準規定值方能(néng)可靠工作(zuò)。另外要注意用矽脂填充電纜絕緣半導電層斷口出的氣隙以排除氣體(tǐ),達到減小局部放(fàng)電的目的。交聯電纜因内應力處理(lǐ)不良時(shí)在運行中會發生(shēng)較大收縮,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。熱收縮附件因彈性較小,運行中熱脹冷縮時(shí)可能(néng)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)般為(wèi)矽橡膠或乙丙橡膠。主要采用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(néng)優良,安裝更簡便快(kuài)捷,無需加熱即可安裝,彈性好(hǎo)(hǎo),使得界面性能(néng)得到較大改善。是近年來(lái)中低(dī)壓以及高壓電纜采用的主要形式。存在的不足在于對電纜的絕緣層外徑尺寸要求高,通常的過盈量在2~5mm(即電纜絕緣外徑要大于電纜附件的内孔直徑2~5mm),過盈量過小,電纜附件将出現(xiàn)故障;過盈量過大,電纜附件安裝非常困難(工藝要求高)。特别在中間(jiān)接頭上(shàng)問題突出,安裝既不方便,又常常成為(wèi)故障點。此外價格較貴。
其使用中關(guān)鍵技術問題是:
附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸配合要符合規定的要求。另外也(yě)需采用矽脂潤滑界面,以便于安裝,同時(shí)填充界面的氣隙。預制附件一(yī)般靠自身(shēn)橡膠彈力可以具有一(yī)定密封作(zuò)用,有時(shí)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)般為(wèi)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(lái)處理(lǐ)電應力集中問題。幾何結構法即采用應力錐緩解電場(chǎng)集中分(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(néng)優良、無需加熱即可安裝、彈性好(hǎo)(hǎo),使得界面性能(néng)得到較大改善,與預制式附件相比,它的優勢在如(rú)安裝更為(wèi)方便,隻需在正确位置上(shàng)抽出電纜附件内襯芯管即可安裝完工。所使用的材料從機械強度上(shàng)說(shuō)比預制式附件更好(hǎo)(hǎo),對電纜的絕緣層外徑尺寸要求也(yě)不是很高,隻要電纜附件的内徑小于電纜絕緣外徑2mm(資料上(shàng)這(zhè)樣的,這(zhè)與預制式附件要求2~5mm有偏差-編者)就(jiù)完夠滿足要求。因此冷縮式附件施工安裝比較方便。其zui大特點是安裝工藝更方便快(kuài)捷,安裝到位後,其工作(zuò)性能(néng)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(lǐ)的産品。
另外,冷縮式附件産品從擴張狀況還可分(fēn)為(wèi)工廠擴張式和現(xiàn)場(chǎng)擴張式兩種,一(yī)般35kV及以下(xià)電壓等級的冷縮式附件多采用工廠擴張式,其有效安裝期在6個(gè)月(yuè)(yuè)内,zui長安裝期限不得超過兩年,否則電纜附件的使用壽命将受到影響。66kV及以上(shàng)電壓等級的冷縮式附件則多為(wèi)現(xiàn)場(chǎng)擴張式,安裝期限不受限制,但(dàn)需采用工具進行安裝,工具一(yī)般附件制造廠均能(néng)提供,安裝十分(fēn)方便,安裝質量可靠。
5、鉛筆頭問題
在制作(zuò)終端頭時(shí),可以不削鉛筆頭。但(dàn)是,如(rú)電纜絕緣端部與接線金(jīn)具之間(jiān)需包繞密封帶時(shí),為(wèi)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(néng)很好(hǎo)(hǎo)的粘合。在制作(zuò)中間(jiān)接頭時(shí),如(rú)果所裝接頭為(wèi)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),因為(wèi)這(zhè)種類型的接頭,在接頭内部中間(jiān)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(rú)電纜絕緣削成錐體(tǐ),錐體(tǐ)的根部将離開屏蔽管,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(néng),造成接頭在中部擊穿。如(rú)果所裝接頭為(wèi)熱縮型或繞包型結構時(shí),絕緣端部必須削成錐體(tǐ),即制成反應力錐,同時(shí)必須将錐面用砂帶抛光,因為(wèi)錐面的長度遠(yuǎn)大于絕緣端部直角邊的長度,故而沿着錐面的切向場(chǎng)強遠(yuǎn)小于絕緣直角邊的切向場(chǎng)強,沿錐面擊穿的可能(néng)性大大降低(dī),從而提高了(le)接頭的性能(néng)。
6、應力管和應力疏散膠
電纜附件中應力管和應力疏散膠主要用于緩和分(fēn)散電應力的作(zuò)用,應力管和應力疏散膠的材質構成都是由多種高分(fēn)子(zǐ)材料共混或共聚而成,一(yī)般基材是極性高分(fēn)子(zǐ),再加入高介電常數的填料等等。應力管和應力疏散膠中是否含有半導體(tǐ)成分(fēn)這(zhè)就(jiù)要看生(shēng)産廠家的材料配方了(le),有可能(néng)有,也(yě)可能(néng)沒有。
7、電纜接地問題
在制作(zuò)電纜頭時(shí),将鋼铠和銅屏蔽層分(fēn)開焊接接地,是為(wèi)了(le)便于檢測電纜内護層的好(hǎo)(hǎo)壞,在檢測電纜護層時(shí),鋼铠與銅屏蔽間(jiān)通上(shàng)電壓,如(rú)果能(néng)承受一(yī)定的電壓就(jiù)證明内護層是完好(hǎo)(hǎo)無損。如(rú)果沒有這(zhè)方面的要求,用不着檢測電纜内護層,也(yě)可以将鋼铠與銅屏蔽層連在一(yī)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)電壓等級的電纜都采用兩端接地方式,這(zhè)是因為(wèi)這(zhè)些(xiē)電纜大多數是三芯電纜,在正常運行中,流過三個(gè)線芯的電流總和為(wèi)零,在鋁包或金(jīn)屬屏蔽層外基本上(shàng)沒有磁鏈,這(zhè)樣,在鋁包或金(jīn)屬屏蔽層兩端就(jiù)基本上(shàng)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(jīn)屬屏蔽層。
感應電壓的大小與電纜線路(lù)的長度和流過導體(tǐ)的電流成正比,電纜很長時(shí),護套上(shàng)的感應電壓疊加起來(lái)可達到危及人(rén)身(shēn)安全的程度,在線路(lù)發生(shēng)短路(lù)故障、遭受操作(zuò)過電壓或雷電沖擊時(shí),屏蔽上(shàng)會形成很高的感應電壓,甚至可能(néng)擊穿護套絕緣。
三、改善電場(chǎng)分(fēn)布的措施
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:在鉛包切口至電纜芯線分(fēn)開點之間(jiān)留有一(yī)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:用絕緣包帶和導電金(jīn)屬材料包成錐形,人(rén)為(wèi)地将屏蔽層擴大,以改善電場(chǎng)分(fēn)布。(5)等電位法:對于幹包型或交聯聚乙烯電纜頭,在各線芯概況絕緣表面上(shàng)包一(yī)段金(jīn)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、目前中壓電纜附件中改善電場(chǎng)分(fēn)布的措施主要有兩大類型。一(yī)是幾何型:是通過改變電纜附件中電壓集中處的幾何形狀來(lái)改變電場(chǎng)分(fēn)布,降低(dī)該處的電場(chǎng)強度,如(rú)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絕緣上(shàng)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位分(fēn)布,達到改善該處電場(chǎng)分(fēn)布的目的。如(rú)常見的應力控制管、應力帶等。
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