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电力电缆附件种类及其应用分析

时间:2026-01-23 理论教育 小霍霍 版权反馈
【摘要】:电缆附件主要有户内或户外电缆终端头和中间接头,统称电缆接头。中低压电缆附件目前使用得比较多的产品种类主要有热收缩附件、预制式附件、冷缩式附件。这一技术一般用于35kV及以下电缆附件中。存在的不足在于对电缆的绝缘层外径尺寸要求高,通常的过盈量在2~5mm。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。其有效安装期在6个月内,最长安装期限不得超过两年,否则电缆附件的使用寿命将受到影响。

电缆附件主要有户内或户外电缆终端头和中间接头,统称电缆接头。电缆接头是电缆线路中的重要附件。终端头起电缆终端绝缘、导体连接、密封和保护的作用。中间接头主要是用于将一段电缆与另一段电缆连接起来,简称对接头或对接,它起连接导体、绝缘和密封保护的作用。

中低压电缆附件目前使用得比较多的产品种类主要有热收缩附件、预制式附件、冷缩式附件。

(一)电缆附件简介

1.热收缩附件

所用材料一般为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡胶等多种材料组分的共混物组成。该类产品主要采用应力管处理电应力集中问题。亦即采用参数控制法缓解电场应力集中。主要优点是轻便、安装容易、性能尚好、价格便宜。

应力管是一种体积电阻率适中(1010~1012Ωcm),相对介电常数较大(20~25)的特殊电性参数的热收缩管,利用电气参数强迫电缆绝缘屏蔽断口处的应力疏散成沿应力管较均匀地分布。这一技术一般用于35kV及以下电缆附件中。因为电压等级高时应力管将发热而不能可靠工作

使用中的关键技术:要保证应力管的电性参数必须达到上述标准规定值方能可靠地工作。另外,要注意用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口处的气隙,以排除气体,达到减小局部放电的目的。交联电缆因内应力处理不良时在运行中会发生较大收缩,因而在安装附件时,注意应力管与绝缘屏蔽搭盖不少于20mm,以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。由于热收缩附件的弹性较小,运行中热胀冷缩时可能使界面产生气隙,因此密封技术很重要,以防止潮气浸入。

2.预制式附件

所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。主要采用几何结构法即应力锥来处理应力集中问题。其主要优点是材料性能优良、安装更简便快捷、无需加热即可安装、弹性好,使得界面性能得到较大改善。是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。存在的不足在于对电缆的绝缘层外径尺寸要求高,通常的过盈量在2~5mm(即电缆绝缘外径要大于电缆附件的内孔直径2~5mm)。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(工艺要求高)。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。此外价格较贵。

使用中的关键技术:附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。另外也需采用硅脂润滑界面,以便于安装,同时填充界面的气隙。预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用,有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。

3.冷缩式附件

冷缩式附件所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶,采用几何结构法与参数控制法来处理电应力集中问题。几何结构法采用应力锥缓解电场集中分布的方式要优于参数控制法。

冷缩式附件与预制式附件一样,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。与预制式附件相比,它的优势在于安装更为方便,只需在正确位置上抽出电缆附件内衬芯管即可安装完工,所使用的材料在强度上比预制式附件更好,对电缆的绝缘层外径尺寸要求也不是很高,只要电缆附件的内径小于电缆绝缘外径2mm(资料上这样描述的,这与预制式附件要求2~5mm有偏差-编者)就完全能够满足要求。因此冷缩式附件施工安装比较方便。其最大特点是安装工艺更方便快捷,安装到位后,其工作性能与预制式附件一样。价格与预制式附件相当,比热收缩附件略高,是性价比最合理的产品。

此外,冷缩式附件产品从扩张状况还可分为工厂扩张式和现场扩张式两种,一般35kV及以下电压等级的冷缩式附件多采用工厂扩张式。其有效安装期在6个月内,最长安装期限不得超过两年,否则电缆附件的使用寿命将受到影响。66kV及以上电压等级的冷缩式附件则多为现场扩张式,安装期限不受限制,但需采用专用工具进行安装,专用工具一般附件制造厂均能提供,安装十分方便,安装质量可靠。

4.绕包式电缆中间头

绕包型是用自粘接性橡胶带绕包制作的电缆终端头和接头。原理为采用粘接性强的绝缘带材进行绕包,带材之间相互粘结为一个整体,从而对电缆本体形成密封。密封性能极佳,受环境温差变化较小,施工工艺较简单,劳动强度一般,价格略为偏高,适用于橡塑及交联电缆,对施工环境要求较高,不要有粉尘,另外在施工时注意拉伸带材到位。

5.铅皮电缆头的特点

由铅皮内灌沥青胶形成一个整体,将电缆芯线本体与外界隔绝,起到密封和绝缘的效果。密封性较好,适用范围广,散热条件差,但施工工艺复杂,劳动强度大,且施工时间长,发生事故时对相邻电缆破坏性很强。(https://www.xing528.com)

(二)常用电缆附件分类及特点分析

1.浇铸树脂技术

生产中常用环氧(EP---)和聚氨基(PUR--)树脂,PUR树脂在硬化时产生的热量较少,应优先选用。

树脂起绝缘作用,可松弛应力和有利于防潮保护。其热膨胀系数接近于油纸绝缘电缆的膨胀系数。使电缆芯线和护套的密封更加长久,以抵御潮气的侵入。所以在安装前应尽可能地将电缆中的潮气去掉。目前已经基本上淘汰。

2.沥青浇注技术

主要使用在中、低压电缆上。20世纪90年代以前,应用较多。沥青基的浇注材料有热浇注填充料和冷浇注材料。

热浇注材料主要用于油纸绝缘电缆,加工温度一般在135~190℃之间,这种高温度要求加工精细。

冷浇注材料,由油和沥青粉组成,在冷状态下混合被挤入电缆配件外壳中。现基本已被淘汰。

3.热缩技术

热缩成分的基础材料是热塑性聚乙烯。它们被加工成软管,同时带有不同特性的多层结构,然后通过辐射交联初步成型。

在加热达到软管的软化温度后,软管开始软化后直接冷却,消除其结晶区域,保持扩展状。

安装时管材经过加热,重新达到软化温度后释放应力,产品向原状方向收缩,并熔化原附于管内的热熔粘接剂,以密封电缆,阻止潮气。

热缩技术现广泛被应用于10kV及以下的中、低压电缆中。由于其分层收缩,各层面间存在界面较大,致使电缆内部泄漏电流较大。热缩材料无弹性,靠热融胶与电缆表面粘和,运行时随着负荷变化而产生热胀冷缩,使电缆与附件的界面分离而产生气隙或气泡,导致内爬电击穿或进水进潮气。加上其需用明火加热等自身缺点,现在有逐步被其他先进技术取代的趋势。

4.冷缩技术

此技术利用橡胶的“弹性记忆”特性,将弹性橡胶在弹性范围内预先撑开后套入塑料线芯。安装时,抽去塑料线芯,使弹性体迅速收缩紧箍于电缆本体上而成的电缆附件。

冷缩头所用硅橡胶或乙丙烯三聚物橡胶,具有无机物的特性,抗漏电痕迹性能好,耐电晕、耐腐蚀性能也较优良,并具优良的绝缘性能和高恢复弹性。安装后始终保持对电缆的径向压力,结合紧密,具备与电缆“同呼吸”性能。应力控制部分与主绝缘复合为一体,有效地解决了电缆半导电屏蔽断面处的电应力集中问题。但在实际安装过程中,有由于安装尺寸的偏差导致电缆投入运行3h即放炮的事例,说明对安装尺寸的精确度要求高。对施工人员操作水平要求也相对较高。若能较好地解决好这类问题,此技术应有较高的推广价值。

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