35kV及以下交联热缩电缆头制作中应注意的问题
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电缆技 术 3 5 k V及以下交联热缩电缆头制作中应注意的问题 高威,崔晓娜(平顶山煤业集 团开封 东大化工有限公 司,河南 开封4 7 5 0 0 3)摘要 简阐 了 3 5 k V及 以下 交联热缩 电缆 头制作 中应特 别注意的几个问题及 所采取 的措施。关键词 电场分布 应 力管 接地 0引言 交联聚乙烯 电力电缆(简称交联 电缆)由于其 良好 的电气性能和机械性能 已越来 越多地应用 到 电力 系统 中,并在 中压 系 统 中取 代 油浸 纸绝 缘 电缆被 大 量 使 用。但其也存 在着不足 的方 面,如透水性 比油浸纸 电 缆大,耐电晕 比浸 渍纸 电缆 低,防火性能 比浸 渍纸 电 缆差(特别是普 通交联 电缆)。但 交联 电缆 头的制作 工 艺简单,一般采用 有热缩性 的橡胶材料 制作,具有 耐 油、阻燃、不受温度影 响等特 点,使用寿命 较长。单 就整条 电缆线路 而言,电缆 头是 电缆线路 中不可缺 少 的组成部 分,但又 是 整个 电缆 线路 的 薄弱 环 节。因 此,电缆头制作质量 的优劣直接影 响到整个 电缆线路 能否安全稳定地运行。1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 2 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 电阻小而且连接稳定,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 心本体 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。(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 能完善处 理 电缆附件 中电场 的 突变,有改变 电场分 布的措施。此外 还应体 积小、成 本低、便于现场安装。2 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 问形成径 向分布的 电场。也 就是 说,正常 电缆 的电场只有从线 芯沿半径 向铜屏蔽层 的 电力线,没有 芯线 轴 向的 电场(电力线),电场分 布是 均匀的。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 收稿 日期:2 0 0 8 0 4 1 6 (沿导线轴 向的电力 线)。在剥 去屏 蔽层 的芯线处 电力 线 向屏蔽层断 口处 集 中,那么屏 蔽层断 口处 就是电缆 最容易击穿的部位。在 电缆最容易击 穿的屏蔽层断 口 处采取 了分散这集 中的电力线(电应力)的措施,用介 电常数为 2 0 3 0,体积 电阻率为 1 0 8 1 0 1 2 Q c m 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。因此,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 表面为 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。在主 绝缘层外,铜屏蔽 层 内的外 半导体层,同样也 是为 消 除铜屏蔽层不平,防止 电场不均 匀而设置的。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 2 0 m m,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 2 0 2 5 m m 左 右。另外附件 的尺 寸与待安装的 电缆 的尺寸配合要 符合规定要求,并要 注意用硅脂润滑界面并填 充 电缆绝缘 中导 电原断 口处 的气隙以排除气体,便于安装,从而达到减少局部放 电,消除电晕 的目的。3 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,一般采用应 力 管和应力疏 散胶来处 理。电缆 附件 中应力管和应力 疏散胶主要用 于缓 和分 散电应力,应力 管和应 力疏散 电工 技术 I 2 0 0 8 I 9 期 I 7 3 维普资讯 http:/ 电机技 术 胶的材质都是 由多种 高分子材质共混共聚而成,一般 基材是极性高分子,再 加入高介 电常数 的填料 等。因 此,应 力 管 是 一 种 体 积 电 阻 率 适 中(1 0 1 0 1 0 1 2 c m),介 电常数较大(2 0 2 5)的特殊 电性参数的 热收缩管,利用 电气参 数迫使电缆绝缘屏蔽断 口处 的 应力疏散成沿 应力管较均匀 的分布。这一技术 已广泛 用于 3 5 k V及 以下 电缆附件中。图 1 显示 了电缆加装应 力控制管前、后电力线分布情况的对 比。电缆未加 装应力控制管前的电力线分布 电缆加装应力控制管后的电力线分布 半导层 线芯绝缘 半导层应控管 线芯绝缘 图 1 电缆 电力线分布 4铅笔头及热缩和安装 时应注意的问题 在制作终端 头时,由于电缆绝缘端部 与接线金具 之间需包绕 密封带,为保 证密封效果,通常将绝缘端 部削成锥体,以保证包绕 的密封带与绝缘能很 好的粘 合。制作中间接头 时,端部 削成锥 体,即制作成应 力 锥,同时必须将锥 面用砂带抛光,因为锥面 的长度远 大于绝缘端部直角边 的长度故而沿着锥 面的切 向场强 远小于绝缘直角边 的切 向场强,沿锥面击 穿的可能性 大大降低,从而提高 了接头的性能。另外,在实际制作过程 中,半 导电屏蔽层要 刮干 净,外界的水及导 电介质 不得侵入,否则 容易引起爬 电。对热缩材料进行加 热时,火力不要集 中一 点,尽 量避免过热使套管变质。加热时应从热缩管 的中部均 匀加热向两端 收缩,排 出管 内残 留空气。电缆头做好 后,要等到其 自然 冷却至常温一段时 间再做 电缆头验 收试验,安装接线时,引线不能多次被弯曲、扭转。5 电缆接地 问题 在制作电缆头 时,将钢铠 和铜屏 蔽层分开焊接接 地,是为了便于检测 电缆 内护层 的好 坏,在检测 电缆 护层 时,钢铠与铜屏蔽 间通 上电压,如果 能承受 一定 的电压就证 明内护层 是完好 无损。如果没有这方面的 要求,用不着检测 电缆 内护层,也 可以将 钢铠 与铜屏 蔽层连在一起接地(提倡 分开引出后接地)。电力安全 规程规定:3 5 k V及 以下电压等级 的电缆都采用两端接 地方式,这是 因为这些 电缆大多数是三芯 电缆,在正 常运行 中,流过 3 个线芯的电流总和为 0,在铝包或金 属屏蔽层外基 本上没有磁链,在铝包或金属屏蔽层两 端就基本上没有感应 电压,所 以两端接地后不会有感 应 电流流过铝包或金属屏蔽层。对于 3 5 k V单芯 电缆在 通 电运行时,在屏蔽层会形成感应 电压,如果两端 的 屏蔽同时接地,在屏蔽层与 大地之 问形成 回路,会产 生感应电流,这样 电缆屏蔽层会发 热,损耗大量 的电 能,影响线 路 的正常 运行,为 了避免 这种现 象 的发 生,通常采用一端接地 的方式,当线路很 长时还 可 以 采用 中点接地和交叉互联等方式。(上接 第 7 2页)量而定,为 2 0 A h,1 8 0 A h,在选择同等容量的蓄 电池时,应 以体积小为优。(2)自放 电速率。电池的 自放电速率越低越好。(3)电池 内阻应均匀。电池内阻均匀对 电池的充放 电、保持电池电压平衡很重要,保持在 1 1 5 1 2 Q之 间较佳。(4)使用寿命。选择蓄 电池时,如果资 金充足,应 选择使用寿命长(1 O年)的蓄电池较好。因为使用寿命 长的蓄电池其性能较稳定可靠。总之,蓄电池 有很多性能 指标,以上这 4种是 比 较重要的。4直流操作 电源设备的使用维护 维护工作包括 以下几项 内容:(1)环境温度、湿度 应符合要求。因为现 在有很多直流设备是 电子型,对 环境的温度、湿度就 有一定 的要求,如果达不到 所需 要求,就有可能造成 元件放 电,使设备损 坏;同时环 境应保证无灰尘,无腐蚀性气体。(2)输入 电压要保证 在运行 中不会 出现缺相事故 发生,还要使输 入电压波 7 4 1 w w w c h i n a e t,n e t I 电工技术 动不超过限定值。(3)交流进线端子无 腐蚀、无松动,直流输 出电路熔丝(或空开)和 电池进 线端 子无腐蚀、无松动。(4)每年 对设备性 能进行一 次全 面检测传动(含蓄电池)。5结束语 在选用直流操作 电源设备 时,应广 泛进行调研、比较多种 整 流方 式 的直 流操作 电源设 备 的性 能、特 点,再确定选用的直流操作电源设备。选择直流操作电源设备需要从 多方面考虑,既要 从现实设备所需 的功率容量考虑,又要考虑直流操作 电源的性 能、特点,还 要 考 虑价 格 和维 护 的工作 量 等。对于 电力 系统来讲,选择优 质、经 济并适合 自身 实际需要的直流操作电源设备显得尤 为重要,这样 才 能确保 电力系统安全稳定运行。参考文献 1 黄俊 半导体 变流技术 E 2 谢麟阁 自动控制原理 一。维普资讯 http:/
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