高壓直流電纜終端應力控制是確保電纜附件可靠運行的關鍵環(huán)節(jié)，主要通過優(yōu)化電場分布來防止局部電場集中導致的絕緣擊穿。以下是常見的應力控制方法及其原理：
一、應力錐設計（幾何結構法）
原理：
通過將絕緣屏蔽層的切斷處延伸成喇叭狀（應力錐），擴大電力線弧度，分散電場強度，降低電暈產生的可能性。
特點：
電氣可靠性高：從電氣角度是最可靠的方法，適用于繞包式、預制式、冷縮式終端。
尺寸要求嚴格：需精確控制絕緣層尺寸和安裝位置，確保應力錐與電纜屏蔽層緊密貼合。
應用場景：廣泛用于中高壓電纜終端，尤其對電場分布均勻性要求高的場合。
二、高介電常數(shù)材料（參數(shù)控制法）
原理：
在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面復合一層高介電常數(shù)材料（如熱縮應力管、冷縮應力管、應力控制帶），改變絕緣表面電位分布，降低電場強度。
特點：
介電常數(shù)要求：材料介電常數(shù)通常大于20，體積電阻率為 108～1012Ω?cm。
平衡性能：需兼顧應力控制和體積電阻，避免介電常數(shù)過高導致電容電流發(fā)熱，加速材料老化。
局限性：熱縮式附件因材料老化問題，多用于中壓線路，且故障率較高。
三、非線性電阻材料（FSD）
原理：
利用材料電阻率隨外施電場非線性變化的特性（電壓低時電阻大，電壓高時電阻小），緩解電場集中問題。
特點：
結構緊湊：可制成短應力控制管或非線性電阻片，適用于空間受限的場合（如小型開關柜）。
動態(tài)調節(jié)：通過電流增加限制電場能量，避免局部過熱。
應用場景：戶內6~20kV電纜終端，通過貼包非線性電阻片（FSD片）均化電場。
四、電容型應力控制管
原理：
通過增大屏蔽末端絕緣表面電容（Cs），降低容抗，使電位分布更均勻。
特點：
電容與介電常數(shù)關系：電容正比于材料介電常數(shù)，附加高介電常數(shù)材料可增大表面電容。
設計挑戰(zhàn)：需平衡電容增加與電容電流發(fā)熱問題，避免材料老化導致性能下降。
五、電阻分階法（FSD終端頭）
原理：
在外半導體剝除處貼包非線性電阻片（FSD片），利用其非線性電阻特性，在高電場強度下降低絕緣表面電阻，均化電場。
特點：
適用場景：戶內6~20kV電纜終端，尤其對電場集中問題敏感的場合。
工藝要求：需嚴格包制，避免褶皺和空隙，確保電阻片與電纜緊密貼合。
六、預制應力錐終端頭
原理：
采用特種橡膠模制成彈性預制應力錐，緊套在電纜終端絕緣上，通過其幾何形狀均化電場。
特點：
安裝簡便：裝配方便，只需緊套并捆扎堅實即可。
電場控制：通過設計半導體面形狀和尺寸，優(yōu)化電場分布，減少局部放電。
應用場景：戶外中低壓終端頭，尤其適用于污染環(huán)境或需要高可靠性的場合。
