高压电缆接头结构分析及应用探讨

高压电缆接头结构分析及应用探讨
1电力电缆组成及各部分作用
电力电缆是指外包绝缘的绞合导线，有的还包有金属外皮并加以接地.因为是三相交流输电，必须保证三相送电导体相互间及对地的绝缘.须有绝缘层。

为了保护绝缘和防止高电场对外产生辐射干扰通信能，又必须有金属护层。

为防止外力损坏还必须有铠装和护套等.电力电缆的基本结构由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。

电缆线路由电缆本体和附件及其他安装器材组成，其长度连接由中间接头完成，与设备连接由终端接头完成。

在工作中我们要注意到电缆各层之间的作用及处理方法。

1）导体接头处理。

电缆导体外形可分为紧压型与非紧压型。

在制造时，一般都以紧压型为主，其性能比非紧压导体优越，可有效降低水汽在电缆导体内产生的虹吸现象，进入电缆内部，降低绝缘品质，影响电缆使用寿命。

根据集肤效应理论，电缆接头导体外表面必须光滑，其原因是为了避免：①引起电场集中，产生尖端放电现象；②严重时引起接头发热，造成电缆损坏事故；③受外界气候影响而发生氧化腐蚀，加速连接点的发热老化。

2）接点发热的检测。

正常情况下，采用测温感温探头测取电缆接头部的温度差（其测温元件包在电缆接头外部），如中国铝业中州分公司就按装了电缆接头在线测温装置：①将温度传感器贴合在金属导电体表面，具有绝缘表层的电流感应线圈套装金属导电体上，同时将电源电路、微处理器以及无线发射器通过电路板安装在金属导电体上，温度传感器、电流感应线圈和电路板均密封在绝缘体内；②将被测电缆接头三个输出端的数字识别编码分别写入各自微处理器的存储器内；③三个由绝缘材料封装的金属导电体分别安装在高压设备的电缆三相输出端，当金属导电体流过大于15 A以上的电流时，各电流感应线圈感应出电流，经电源电路整流稳压后，为各自的温度传感器、微处理器和无线发射器提供工作电源；④各温度传感器将各金属导电体的温度信号送到各自微处理器内，微处理器将监测的温度信号及内存对应的数字识别编码一起通过无线发射器发送；⑤安装在电柜上或电柜外部的无线接收器接收各路无线电信号，并解调成数字信号传送至显示仪表，显示仪表接收各路数字信号并通过数字识别编码识别三个对应电缆接头，显示所测电缆接头各相在线温度值，当电缆接头的任何一相温度值超过设定值，显示仪表对该相温度报警。

外加人工辅助测量的巡检制度，以及时发现电缆接头的温度变化情况。

3）电缆屏蔽。

屏蔽层具有均匀电场和降低线芯表面场强的作用。

屏蔽层分为导体屏蔽层（内屏蔽）和绝缘屏蔽层（外屏蔽）。

内屏蔽的作用是消除导体表面的不光滑（多股导线绞合产生的尖端）所引起导体表面电场强度的增加，使绝缘层和电缆导体有较好的接触.可提高电缆局部放电的起始放电电压，减少局放的可能性，还起到抑制热屏障作用。

同样，为了使绝缘层和金属护套有较好的接触，一般在绝缘层外表面均包有外屏蔽层.外屏蔽可保证能与绝缘紧密接触，克服了绝缘与金属无法紧密接触而产生气隙的弱点。

屏蔽层作用极其重要，一是因
为电力电缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内；二是可以起到一定的接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流如接地网，起到安全保护的作用。

2 电缆附件
电缆附件作用是保护绝缘和整个电缆正常可靠工作，针对各种环境使用条件设计有相应的护层结构，主要是机械保护、防水、防火、防腐蚀、防生物等，可以根据需要进行各种组合。

1）应力锥。

应力锥起到控制电场分布、处理应力集中的作用，所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。

其主要优点是材料性能优良，安装简便快捷，无需加热即可安装，弹性好，使得界面性能得到较大改善。

通常的过盈量在2 mm～5 mm （即电缆绝缘外径要大于电缆附件的内孔直径2 mm～5 mm）。

过盈量过小，电缆附件将出现故障；过盈量过大，电缆附件安装非常困难。

特别在中间接头上问题突出，安装既不方便，又常常成为故障点。

2）冷缩式附件。

所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。

冷缩式附件一般采用几何结构法与参数控制法来处理电应力集中问题。

几何结构法即采用应力锥缓解电场集中分布的方式要优于参数控制法的产品。

与预制式附件一样，材料性能优良，无需加热即可安装，弹性好，使得界面性能得到较大改善。

3 电缆接头及附件安装注意事项
1）通用注意事项：①保持安装过程的清洁；②检查电缆的受潮，特别应检查线芯是否进水；③严格控制剥切尺寸，每拨出一层不可伤及内层结构；④半导电层断面应光滑平整，与绝缘层的过渡应光滑；⑤线芯绝缘剥离后应清除干净内半导电层，并打磨线芯上的氧化层；⑥金属压接后应清除尖角毛刺。

2）热缩附件安装：①收缩附件时用火不能太猛；②收缩端手套时应从中间往两端收缩；③收应力管时，应力管必须与屏蔽层搭接，应力管的上端应超过屏蔽断口以上60 mm 以上的长度；④安装接头时，应力管不要搭到铜屏蔽层上，只需要搭半导电层上；⑤安装接头时，电缆绝缘的端部必须削成反应力锥，锥面要求光滑。

3）冷缩附件安装：①冷缩附件不允许有开裂现象，同时应避免划伤；②安装前不要抽支撑骨架；③三芯终端三叉口包绕填充胶后，在填后应重新确定两绝缘之间的中心位置，以此中心为标准向一端量取工艺尺寸并做好标记，连接管压接打磨后不要包绕任何绝缘带，只需将冷缩渐收缩即可。

参考文献
[1]卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京机械工业出版社.
[2]沈黎明.电力电缆应用技术[M].郑州大学出版社.。