一种新型高压电缆头制作方法.docVIP

一种新型高压电缆头制作方法 　　摘要：文章综述了高压电缆的结构、高压电缆附件的基本技术要求、高压电缆头制作的质量要求，分析了常见高压电缆故障的原因，并在此基础上提出了一种将半导体涂覆应用在高压电缆头制作上。该制作方法旨在改善高压电缆接头处场强分布，提高主绝缘层的绝缘性能和使用寿命，能有效提高操作人员的制作效率和电缆头制作的质量。 　　关键词：高压电缆头；半导体涂覆；制作流程；高压电缆故障；电力系统；电力设备 文献标识码：A 　　中图分类号：TM247 文章编号：1009-2374（2016）19-0014-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.007 　　随着电力系统建设规模的不断扩大，高压电缆的应用越来越广泛，在其铺设过程中为了进行电力电缆的连接，都需要制作电缆头。与高压电缆本体相比，在高压电缆的整个运行寿命中，电缆接头是薄弱的环节。由电缆接头导致的电缆故障占到了电缆故障的主要部分，且电缆接头所处位置较特殊，排查故障往往花费较长时间，造成过高的故障诊断与维修成本。因此要使中间头和终端头达到质量最优的控制效果，高压电缆头的制作方法受到越来越多人的重视。 　　1 高压电缆结构 　　高压电缆产品规格与型号众多，按材料划分主要有交联乙烯绝缘电缆（XLPE）绝缘电缆、油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、橡胶绝缘电缆等，但XLPE电缆使用最为广泛。电力电缆结构通常情况下主要由芯线、绝缘屏蔽层以及保护层三部分构成，图1是电缆结构图。电缆线芯采用多股圆铜线或铝线紧压绞合而成，外形上可分为紧压型与非紧压型。由于紧压型电缆表面较为光滑、有效地避免了引起电场集中，同时降低水分进入线芯造成电路短路的可能性，因而在制造过程中，一般都以紧压型为主。绝缘屏蔽层包括主绝缘层、半导体屏蔽层及金属屏蔽层（主要铜屏蔽层）。保护层包括内衬层、钢铠、外护套。从图1可以看出，保护层处于整个电缆最外围，因而它是保护整个电缆正常工作的第一道屏障，其结构可以根据具体使用环境采取相应的设计。 　　2 高压电缆中间头和终端头制作的质量要求 　　电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件，电缆中间头是将两根电缆连接，两者统称为电缆附件。电缆附件作为电缆电力系统供电的重要枢纽，它应该具备与电缆本体相同的使用寿命。下面给出了电缆附件性能参数：（1）电缆中间头联接处电阻要尽量小且联接处要保证稳定，能耐受短暂大电流冲击，联接处电阻在长时间运行后不能超过电缆线芯本体等长度电阻的1.3倍；（2）抗振动、耐腐蚀，具有一定的机械强度，同时成本低、体积小，便于现场操作人员安装；（3）电缆附件应该具备电缆本体相同的绝缘性能，介质损耗要低，具有应对电场突变的措施。 　　3 高压电缆附件基本技术要求 　　电缆附件作用主要是机械保护、防水、防火、耐腐蚀等。针对具体要求设计相应的保护层结构，也可以根据需要进行各种组合，因此电缆附件基本技术（结构设计、材料研究）改进也越来越受到重视。 　　基于上述背景，国内外相关学者及企业不断探索附件的材料优化和结构仿真优化，如参考文献[7]研究出采用注压硫化生产高压电缆附件的件的三元乙丙橡胶（EPDM）绝缘材料的配合技术，从生胶的选择，配合剂的选用、加工注意事项等方面进行了研讨，总结出了一个优化配方，所研制的EPDM绝缘材料具有优良的物理性能和电绝缘性能，生产工艺性好。参考文献[8]使用有限元算法实现了电缆附件软件包的研制，该软件包利用Visual Basic 6.0嵌套Fortran生成的动态链接“D11”程序开发而成，软件使得电缆附件设计人员可直观地看出场强集中的部分，若是希望知道某一点的确切场强和电位，只需用鼠标点击该点，即可显示该点准确坐标、径向场强和确切电位，大大地提高了设计人员的效率。参考文献[9]模拟电缆附件在安装过程中由人为操作不当导致，诸如刀痕、毛刺尖端、金属颗粒悬浮等缺陷对附件电场分布的影响；参考文献[10]至参考文献[13]分析了界面压力、粗糙度对界面介电性能的影响及应对措施。为改善电缆电场分布，电缆附件在制造时，可以采用几何结构法、电气参数法以及二者相结合来解决附件上应力集中等问题；电缆附件制作时应该尽可能地做到杂质和空隙零出现、增加两种绝缘材料界面的压力，提高附件耐电强度。半导体屏蔽层使用是屏蔽气息的有效措施，而且能够改善电缆表面电场的分布。目前，交联热缩电缆附件在电力系统中使用最多，采用材料由聚乙烯-醋酸乙烯（EVA）及乙丙橡胶等混合物组成，该附件符合GB 11033标准，可以在55℃～140℃之间长期 　　使用。 　　4 半导体涂覆应用于电缆头制作 　　通过对国内近十年电缆本体、附件故障的统计发现，电缆接头处由质量引起的故障超过60%。高压电缆接头处的故障，其中有两类诱发因素较为