在電纜接頭絕緣屏蔽斷口處,電應力的控制至關重要,可通過幾何形狀法(應力錐設計)和參數控制法(高介電常數材料)兩大核心手段實現,具體方法如下:
一、幾何形狀法:應力錐設計
應力錐通過將絕緣屏蔽層的斷口處向外合理延伸,形成弧形錐狀結構,使零電位呈喇叭狀擴張,從而擴大電力線弧度,分散集中的電場強度。其核心原理與實施要點如下:
電場分散原理
應力錐的錐形曲面與屏蔽層連接形成零電位,錐面為等位面,可有效擴大電力線弧度,避免電場在斷口處集中。
通過調整應力錐的曲線形狀參數(如錐角、曲率半徑),可進一步優(yōu)化電場分布,確保電場均勻性。
實施要點
延伸長度控制:應力錐的延伸長度需根據電纜電壓等級和絕緣層尺寸精確設計,確保電場分散效果。
安裝精度:在電纜接頭位置安裝應力錐時,需確保金具接管長度小于接頭內部屏蔽管長度,并位于屏蔽管正中心,避免安裝偏差導致電場畸變。
材料選擇:應力錐的絕緣材料通常采用硅橡膠或三元乙丙橡膠。其中,硅橡膠在高溫下體積電阻率較低,且在25kV/mm電場強度下性能穩(wěn)定,廣泛應用于超高壓電纜附件。
應用場景
適用于繞包式終端、預制式終端、冷縮式終端等電纜附件,可顯著降低電暈產生可能性,減少絕緣破壞,延長電纜運行壽命。
二、參數控制法:高介電常數材料
通過在絕緣屏蔽斷口處復合高介電常數材料,改變絕緣表面電位分布,從而緩解電場應力集中。其核心原理與實施要點如下:
電場調控原理
高介電常數材料可增大屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),降低容抗,使電位下降,同時表面電容電流增加但不會導致發(fā)熱。
通過調整材料的介電常數和體積電阻率,可精準控制電場分布,避免局部電場過強。
實施要點
材料選擇:常用應力控制材料包括熱縮應力管、冷縮應力管、應力控制帶等,介電常數通常大于20,體積電阻率為10?-1012Ω·cm。
復合結構:部分產品采用復合應力控制管,由半導電層、非線性材料和絕緣材料復合而成,可同時實現電場分散和絕緣保護。
工藝控制:需兼顧應力控制和體積電阻兩項技術要求,避免介電常數過大導致電容電流產生熱量,加速材料老化。
應用場景
適用于中壓電纜附件,如熱縮式接頭、澆注式終端等,可有效解決接管處的應力集中問題。
三、實施過程中的關鍵注意事項
接觸長度控制
應力管與銅屏蔽層的接觸長度應不小于20mm,過短會導致接觸面不足、電力線傳導不足;過長會減小電場分散區(qū),降低分散效果。通常控制在20-25mm。
絕緣表面處理
絕緣屏蔽層端部需用砂紙打磨或切削成45°小斜坡,確保坡面平整光潔,與絕緣層圓滑過渡,避免損傷絕緣層。
清潔絕緣表面時,應從絕緣端口向外半導電層方向擦抹,不可反復擦拭,防止雜質殘留。
應力疏散膠應用
包繞應力疏散膠時,需將其拉薄拉窄,填平半導電層與絕緣之間的臺階,各壓絕緣和半導電層5-10mm,確保端口平齊。
涂硅脂時需避開應力疏散膠,防止材料性能下降。
熱縮工藝控制
熱縮應力控制管時,應從下端開始向電纜末端均勻加熱,火焰不得過猛,避免局部過熱導致材料變形。
熱縮絕緣管時,火焰需與電纜成45°夾角,按照由下向上的順序緩慢環(huán)繞加熱,排出管中氣體,確保均勻收縮。
