为了改善电缆绝缘屏蔽 层切断处的电应力分布,一般采用 以下几种方法: 以下几种方法: 1、几何形状法 、 采用应力锥缓解电场应力集中: 应力锥设计是常见的方法, 从电气的角度上来看也是最可靠的最 有效的方法。应力锥通过将绝缘屏蔽层的切断处进行延伸,使零电位 形成喇叭状,改善了绝缘屏蔽层的电场分布,降低了电晕产生的可能 性,减少了绝缘的破坏,保证了电缆的运行寿命。 采用应力锥设计的电缆附件有绕包式终端、预制式终端、冷缩式 终端。 2、参数控制法 、 采用高介电常数材料缓解电场应力集中 采用高介电常数材料缓解电场应力集中 高介电常数材料:采用应力控制层---上世纪末国外开发了适用于 中压电缆附件的所谓应力控制层。 其原理是采用合适的电气参数的材 料复合在电缆末端屏蔽切断处的绝缘表面上, 以改变绝缘表面的电位 分布,从而达到改善电场的目的。另一方法是增大屏蔽末端绝缘表面 电容(Cs),从而降低这部分的容抗,也能使电位降下来,容抗减小 会使表面电容电流增加,但不会导致发热,由于电容正比于材料的介 电常数,也就是说要想增大表面电容,可以在电缆屏蔽末端绝缘表面 附加一层高介电常数的材料。 目前应力控制材料的产品已有热缩应力管、冷缩应力管、应力控 制带等等,一般这些应力控制材料的介电常数都大于 20,体积电阻 率为 108-1012Ω.cm。应力控制材料的应用,要兼顾应力控制和体积 电阻两项技术要求。 虽然在理论上介电常数是越高越好, 但是介电常数过大引起的电 容电流也会产生热量,促使应力控制材料老化。同时应力控制材料作 为一种高分子多相结构复合材料,在材料本身配合上,介电常数与体 积电阻率是一对矛盾, 介电常数做得越高, 体积电阻率相应就会降低, 并且材料电气参数的稳定性也常常受到各种因素的影响, 在长时间电 场中运行,温度、外部环境变化都将使应力控制材料老化,老化后的 应力控制材料的体积电阻率会发生很大的变化,体积电阻率变大,应 力控制材料成了绝缘材料, 起不到改善电场的作用, 体积电阻率变小, 应力控制材料成了导电材料,使电缆出现故障。这就是应用应力控制 材料改善电场的热缩式电缆附件为什么只能用于中压电力电缆线路 和热缩式电缆附件经常出现故障的原因所在, 同样采用冷缩应力管和 应力控制带的电缆附件也有类似问题。 采用非线性电阻材料---非线性电阻材料(FSD)也是近期发展起来的 一种新型材料, 它利用材料本身电阻率与外施电场成非线性关系变化 的特性,来解决电缆绝缘屏蔽切断处电场集中分布的问题。非线性电 阻材料具有对不同的电压有变化电阻值的特性。当电压很低的时候, 呈现出较大的电阻性能; 当电压很高的时候, 呈现出较小的电阻性能。 采用非线性电阻材料能够生产出较短的应力控制管, 从而解决电缆采 用高介电常数应力控制管终端无法适用于小型开关柜的问题。 非线性电阻材料亦可制成非线性电阻片(应力控制片) ,直接绕 包在电缆绝缘屏蔽切断处上,缓解这一点的应力集中的问题。 五、中低压电缆附件主要种类 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。它们分别有以下特点: 1、热收缩附件 、 所用材料一般为以聚乙烯、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) ,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的分布。 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。 其使用中关键技术问题是: 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工 作。 另外要注意用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口出的气隙以排除气 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。热收缩附件因弹性较小,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。 其使用中关键技术问题是: 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 、 所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。