电力电缆附件选型的若干问题

电力电缆附件选型的若干问题
发表时间：2017-04-25T14:35:09.377Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：田彬陈明沈俊
[导读] 摘要：随着电力电缆在城市电网中的应用日益广泛，如何选型电力电缆是保证城市供电和电网的正常运行关键。

（浙江泰仑电力集团有限责任公司 313000）
摘要：随着电力电缆在城市电网中的应用日益广泛，如何选型电力电缆是保证城市供电和电网的正常运行关键，经过积极探索和分析研究判断，在电缆附件选型运营中，也积累了丰富的经验，现对电力电缆附件选型的方法实际运用进行探讨与讨论。

关键词：电缆附件、型式特点、对比选择
1电缆附件选型原则
评判电缆附件品质的因素是多元的，原则上有以下几个方面。

(1)电气性能。

电气性能的好坏是评判电缆附件品质的首要原则。

主要考虑电缆附件的电场分布是否合理，改善电场分布的措施是否恰当，材料的电气强度、介质损耗和产品的绝缘余度等。

同时，还须考虑电气性能的稳定性，包括电缆附件材料的化学、物理性能和结构的稳定性等。

例如应力控制材料性能是否稳定，应力锥是否容易变形，电缆绝缘回缩对电缆附件的电场分布的影响及防止措施，各种材料结合的相容性，结合界面性能的稳定性等。

此外，还应考虑电缆附件的热性能，如介质损耗、导体连接的接触电阻及其稳定性、热量的传导释放、热胀冷缩对各部件电性能和机械性能的影响等。

(2)密封性能。

密封防潮性能直接影响电缆附件的电气性能和使用寿命。

终端的密封结构是否可靠、稳定。

一般来说，中间接头也应有一个与之相匹配的金属防潮外壳，特别是直埋或使用在潮湿环境中。

(3)机械性能。

终端应该有足够的抗弯、防震的能力。

中间接头应能承受一定的拉力和防止外力损伤的措施。

(4)工艺性能。

工艺性能是电缆附件设计和选型的一个重要的条件，安装工艺应尽量简单，便于现场施工，工期要短；品质优良的产品对现场环境要求和对安装工人技术水平依赖不高；安装质量容易控制，质量可靠等。

(5)适合本工程的要求。

当今国内、外市场上超高压交联电缆附件品种繁多，结构多不相同。

众多类型的电缆附件各有特点，近十多年来相互并存和发展。

电缆附件的选型应该根据实际使用要求决定，不必盲目追求新潮，适用才是最好。

2主要型式及特点
2.1电缆终端
国内、外新建设电缆工程中，大多是采用预制型电缆附件。

预制型电缆终端的种类很多，传统的预制型终端的内绝缘采用预制应力锥控制电场，外绝缘是瓷套管。

套管与应力锥之间一般都充硅油或者聚丁烯、聚异丁烯之类的绝缘油。

(1)将橡胶预制应力锥机械扩张后套在电缆的绝缘层上这种结构的特点是应力锥直接套在电缆的绝缘上，依靠应力锥材料自身的弹性保持应力锥与电缆绝缘层之间的界面上的应力和电气强度。

外绝缘是瓷套，内绝缘是一个合成橡胶预模制应力锥，瓷套内注入合成绝缘油。

显然，这种结构简单，但是存在2个令人关心的技术问题：①合成橡胶应力锥与浸渍油的相容性；②在高电场和热场作用下，预模制的橡胶应力锥老化会引起界面压力的变化(松弛)，从而降低电气强度。

(2)采用弹簧压紧装置。

这种结构的特点是在应力锥上增加一套机械弹簧装置以保持应力锥与电缆之间界面上的应力恒定，辅以对付在高电场和热场作用下，橡胶应力锥老化后可能会引起的界面压力的变化。

在户外终端应力锥上加弹簧压紧装置弹簧通过喇叭形的铝合金托架将压力传递到应力锥上。

由于环氧套的限制，弹簧压力分解，增加了应力锥与电缆绝缘层的界面压力。

这种结构还有一个很重要的特点，就是它的橡胶应力锥与浸渍油基本隔离，从而消除了应力锥材料溶涨的可能性。

(3)采用一种非橡胶应力锥，在设计上它既能提供可靠的应力控制又能避开应力锥与电缆绝缘直接接触。

上述结构各有所长，均达到了实用化水平，并都已经有比较成熟的使用经验。

2.2中间接头。

整体预制型接头是将接头的半导电内屏蔽、主绝缘、应力锥和半导电外屏蔽在制造厂内预制成一个整体的接头预制件。

现场安装时，只要将整体的接头预制件套在电缆绝缘上即成。

接头的安装工艺简单，安装时间也短。

同时，由于接头绝缘是一个整体的预制件，接头绝缘可以做出厂试验检验制造质量。

不同制造厂生产的整体预制型接头，尽管结构类同，但安装工艺有所不同，主要有以下几种：
(1)在导体连接前，先将接头预制件套在被连接电缆一侧的外屏蔽层上。

在导体连接后，再将预制件拖拉至最终位置。

这种工艺有一个缺点，接头预制件在外半导电层上往复移动时，有可能将电缆上半导电材料的粒屑带到绝缘上，影响了界面的绝缘水平。

虽然安装时在预制件与电缆结合的界面上涂了硅脂，并且工艺上又规定了从套人到预制件至最终就位的时间不能超过2h，但这种危险性依然存在，安装时应特别注意。

为避免出现上述问题，因而出现了以下几种安装方法。

(2)在导体连接前，先用机械方法将衬管子顶人预制件内，扩大预制件的内径。

再将扩径后的预制件套至电缆的外半导电层上。

连接好导体后，将预制件移至最终位置，再将扩径管拔出。

这样就不会有将半导电材料带到绝缘上的可能。

另一种方法是将预制件的内径扩得更大一些，直接将接头套到电缆的外护套上，这一工艺不但解决了上述问题，而且缩短了外护套的剥切尺寸，也就缩短了接头的长度。

(3)应用压缩气体(氮气)将接头扩大，即在接头和电缆间充人氮气，形成一层气膜后，将接头推至预定位置。

由于在界面上有一层气膜减少了摩擦力，也就不会将半导电材料带到绝缘上了。

3硅橡胶复合套管和瓷套的选择
各类终端都可以用硅橡胶复合套管代替瓷套作为户外终端的外绝缘，制造厂也作出明码标价提供给用户选择。

复合套管质量小，方便了运输和现场安装。

与瓷套相比，复合套管的最大优点是有优良的防爆性能。

终端内绝缘发生击穿时，终端内部压力剧增，甚至使瓷套爆炸。

瓷套是脆性材料，爆炸后的碎片会泱及周边其他电气设备和人员安全。

柔性的复合绝缘材料正好能克服瓷套的这一弱点，保证了周围人员和设备的安全。

这是硅橡胶复合套管突出的优点。

然而，硅橡胶复合套管是有机复合材料，它的稳定性比无机材料的瓷套差。

由于复合套管投运时间还不长，这一点尚未积累足够的、运行令人信服的资料。

我们可以参考材质与之类同的线路绝缘子运行经验。

3.1全预制干式合成绝缘户外终端和传统预制式终端的选择
全预制干式合成绝缘户外终端的结构简单、质量小，特别是现场安装十分方便。

由于终端内不存在绝缘油和气，彻底消除了油、气泄漏的可能，给用户一种没有隐患的安全感。

柔性的结构又允许它以横、竖或任何方向安装使用。

全预制干式合成绝缘户外终端都通过了严
格的鉴定试验，并且也安全地运行了一定时间，已经证明了这种类型的终端能满足运行要求。

传统预制式户外终端，应力锥附近有这样几个绝缘界面：应力锥的橡胶绝缘与绝缘油界面；绝缘油与瓷套内壁界面；瓷套外壁与大气界面。

其中，界面1即应力锥的橡胶绝缘与绝缘油的界面等位线最密集，说明这里电场最集中。

然而，应力锥的橡胶与绝缘油的界面电气强度还是比较高的，而且也很稳定。

界面的电气强度最低的部位是界面3，即瓷套外壁与大气界面，而且受污秽、水分、紫外线等大气条件的影响，绝缘强度不稳定。

但是这里的等位线密度比界面1疏松得多，也即电场强度弱得多。

因此，整个终端的电场分布十分合理，电场集中的部位用高强度介质，介质强度差的部位，电场强度不高。

3.2不要简单地认为安装工艺越简单越好
有的用户选型时容易把安装施工的方便性置于太重要的位置。

电缆附件有一个特点：制造厂在出厂时提供的是橡胶预制应力锥、瓷套、绝缘油等零部件和材料，在现场安装后才成为成品--完整的、保证质量的附件产品。

因此，安装施工是保证整个产品质量的十分重要的部分。

可以这么说，同一套产品，不同水平的施工人员安装的结果，产品的水平也不一样。

好的安装工艺对现场环境要求和对操作工人技术水平要求相对比较低，安装质量容易控制，产品质量容易保障。

严格讲，电缆附件的安装是制造厂工作的一部分，而不是用户的工作。

对用户来说，重要的是安装后的附件产品的可靠性。

4结束语
可靠性是电缆附件选型的最根本原则。

电缆附件品质的可靠性可以从电气性能、密封防潮性能、机械性能和工艺性能等方面进行评判。

制造厂商的生产管理也直接影响电缆附件的总体质量。

因此，制造厂商的质量保证体系也是评判电缆附件品质的重要原则。

参考文献
[1]高压交联电缆附件的选型及品质评判.王佩龙.
[2]谈高压交联电缆附件的选型.刘泽.。