1、交聯(lián)電纜頭的設計原理
首先,所有交聯(lián)電纜頭的設計原理都應遵循恢復電纜本體結(jié)構(gòu)為原則。因此,就其接頭的設計思想應符合中國的GB12706-4和IEC60502-4：1997的電氣標準，并且必須要滿足其電氣、物理及化學性能，以確保電纜頭長時間的正常運行及電器設備的安全運作。
2、冷縮電纜頭與熱縮電纜頭的差別
2.1、結(jié)構(gòu)
交聯(lián)電纜是由電纜的外護套、金屬鎧裝、內(nèi)護套、填充物、銅屏蔽層、外半導層、絕緣層、內(nèi)半導層、導體、錢芯等組成。因此,有什么樣的電纜結(jié)構(gòu)就需要有什么樣的材料及其工藝的電纜附件和它一一對應與配套。
2.2、原理
電纜頭的設計原理應滿足與達到的要求：使電纜在任何自然環(huán)境下能夠安全運行。為了實現(xiàn)這一點,就需要重視四大關(guān)鍵因素,即：(1)密封，(2)絕緣，(3)電場，(4)工藝等要素,這也是解決電纜頭的四大重要問題。
2.3、差別
2.3.1、密封
1)由于大部分的電纜頭都是安裝在戶外架空,直埋等環(huán)境里,因此防水及防潮氣就成為確保電纜頭安全運行的關(guān)鍵之一,也就要考慮其密封性能及方法。目前密封的方法通常有兩種：一種是用瀝青或環(huán)氧樹脂灌封的方法,這種方法工藝復雜,不好控制,也不利于維護;另一種新的方法也是目前國內(nèi)、國外專業(yè)廠家首選的方法,就是使用高彈性的密封膠,其工藝簡單、性能可靠、維護安裝方便,這些獨特優(yōu)點也使之成為使用的主流。使用這種新方法,首先就是要考慮密封膠的性能。因為密封膠的質(zhì)量和性能直接影響到接頭的密封性能,選擇一種即能和電纜體的表面、還能與附件材料表面黏結(jié)都很牢固的膠,同時還能滿足在不同的溫度變化環(huán)境里都能使用的膠是十分重要的。
2)由于全冷縮電力電纜附件實際上就是彈性電纜附件;也就是說利用液體硅橡膠本身的彈性在工廠預先擴張好放入塑料及支撐條。到現(xiàn)場套到指定位置,抽掉支撐條使其自然收縮。這種技術(shù)就是冷縮技術(shù)，這種附件就是冷縮的電纜附件,因此這種冷縮附件具有良好的“彈性”,可以避免由于大氣環(huán)境、電纜運行中負載高低產(chǎn)生的電纜熱脹冷縮。即“電纜呼吸”所產(chǎn)生的絕緣之間的空隙,造成的擊穿事故。而熱縮附件的最大缺點就是本身不具有彈性。不能與電纜同呼吸。故全冷縮的附件用于溫差大、受氣候環(huán)境影響大的地域使用是最佳的選擇。
2.3.2、絕緣
電纜頭的絕緣要求是應滿足相與相之間絕緣和相對地的兩大絕緣。
1)相對相的絕緣是硅橡膠式、熱縮材料兩種絕緣材料,通常絕緣性能還要根據(jù)材料的單位絕緣指標結(jié)合材料的厚度來滿足要求。全冷縮附件其性能指數(shù)為24kV/mm設計運行厚度在應滿足12mm厚,可以經(jīng)得起雷電沖擊和過電壓得考驗。熱縮附件是多種復合材料混合而成，經(jīng)輻照、加工具有熱收縮功能。其單位絕緣指數(shù)為1.8-2.0kV/mm，因此設計厚度要比硅橡膠材料相對厚3-4mm單位,即：15-16mm厚才可以達到運行要求。
2)相對地得絕緣是防止電荷由高電位往低電位爬得安全距離。冷縮硅橡膠材料具有良好得彈性,只要設計合理,其強大的回彈性既有足夠的抱緊力。無論環(huán)境發(fā)生熱脹或冷縮,冷縮附件都保證緊緊抱著電纜被抱的部位。這樣就防止水和潮氣的吸入,安全的內(nèi)爬電距離就得到很好的保證,同時全冷縮電纜頭的內(nèi)爬距離在理論上只要70mm就足夠了,處于更安全的考慮,仍然設計運行距離為90mm。熱縮電纜頭的收縮溫度為100℃-140℃，只有在安裝時，溫度才可以滿足它的收縮條件。當溫度低時,由于電纜的熱膨脹系數(shù)與熱縮材料的膨脹系數(shù)不同,完全有可能在80℃以下的環(huán)境產(chǎn)生脫層,因此出現(xiàn)裂縫。這樣水和潮氣就會在呼吸的作用下進入,從而破壞系統(tǒng)的絕緣。但環(huán)境的條件發(fā)生變化時,由于沒有硅橡膠那樣的彈性,所以也會給安全帶來影響,這就是熱縮材料的缺點。
2.3.3、電場
冷縮電纜頭的電場處理時應用幾何法,通過應力錐改變電場分布的,是用一定的幾何形狀和精確的R角度來解決的。這種方法比較容易控制和檢驗。在工廠就可以確保和實現(xiàn)。而熱縮電纜頭的電場處理方法是用線性參數(shù)法改變電場的分布,必須依靠兩個重要參數(shù)：a體積電阻,108-11Ω;b介電常數(shù)為25;由于其生產(chǎn)工藝復雜,受環(huán)境因素變化大，所以難以控制參數(shù)的穩(wěn)定,因此對產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定就會產(chǎn)生影響。
根據(jù)以上的分析,冷縮中間頭和熱縮電纜頭具有本質(zhì)的差別。但只要在正常的條件運行都可符合安全的要求;但隨著環(huán)境的變化,冷縮電纜頭與熱縮電纜頭相比具有不可比擬的差別與優(yōu)勢;此外全冷縮電纜頭是用特制模具制成，安裝完成后的形狀十分美觀;安裝施工速度迅速;節(jié)省時間;抗污染等優(yōu)點。
2.4、全冷縮與熱縮型電力電纜附件的綜合性能對比表
冷縮電纜終端安裝的基本操作工藝
1)剝外護套：可將恒力彈簧暫時繞在外護套切斷處，以方便剝?nèi)ネ庾o套。
2)鋸鋼鎧：暫用恒力彈簧順鋼鎧將鋼鎧扎住，然后順鋼鎧包緊方向鋸一環(huán)形深痕，(不要鋸斷第二層鋼鎧，防止傷到電纜)，用一字螺絲刀撬起(鋼鎧邊斷開)，再用鉗子拉下并轉(zhuǎn)松鋼鎧，脫出鋼鎧帶，處理好鋸斷處的毛刺。整個過程都要順鋼鎧包緊方向，不能讓電纜上的鋼鎧松脫。
3)剝內(nèi)護套：關(guān)鍵點：防止劃傷銅屏蔽。
4)安裝接地線：用恒力彈簧將兩根接地線分別與電纜銅屏蔽層及鎧裝層連接。一般情況下屏蔽層與鋼鎧的兩根接地線要求絕緣隔開。
5)安裝冷縮3芯分支：(按電纜附件說明書的要求進行)
6)套裝冷縮護套管： (按電纜附件說明書的要求進行)
7)銅屏蔽層處理：在電纜芯線分叉處做好色相標記，按電纜附件說明書，正確測量好銅屏蔽層切斷處位置，(用PVC 帶包一下，防止銅屏蔽層松開)，或在切斷處內(nèi)側(cè)用銅絲扎緊，順銅帶扎緊方向沿銅絲用刀劃一淺痕(注意不能劃破半導體層!)，慢慢將銅屏蔽帶撕下，最后順銅帶扎緊方向解掉銅絲。
8)剝外半導電層：在離銅帶斷口10-20mm 處(以說明書規(guī)定尺寸為準)為外半導電層斷口，斷口內(nèi)側(cè)包一圈膠帶作標記。
①可剝離型外半導電層處理方法在預定的半導電層剝切處(膠帶外側(cè))，用刀劃一環(huán)痕，從環(huán)痕向未端劃兩條豎痕，間距約10mm 。然后將些條形半導電層從未端向環(huán)形痕方向撕下(注意，不能拉起環(huán)痕內(nèi)側(cè)的半導電層!)，用刀劃痕時不應損傷絕緣層，半導電層斷口應整齊。檢查主絕緣層表面有無刀痕和殘留的半導電材料，如有應清理干凈。
(上海市供電局的方法值得推廣，采用小園挫在預定的外半導電層切斷處挫一個園周，這樣一來可防止刀片切傷電纜絕緣、二來外半導電的斷口為一個斜坡，平整光滑。)
②不可剝離型外半導電層處理方法從芯線未端開始用玻璃刮掉半導電層(也可用專用刀具)，在斷口處刮一斜坡，斷口要整齊，主絕緣層表面不應留半導電材料，且表面應采用砂帶打磨光滑。(35kV 電纜的外屏蔽多為不可剝離型)
9)清潔主絕緣層表面：用專用清潔劑擦凈主絕緣表面的污物，清潔時注意應從絕緣端擦向外半導層端，一般不要反向擦，以免將半導電物質(zhì)帶到主絕緣層表面。
10)安裝冷縮電纜終端管：(內(nèi)附應力控制管，應力控制管是控制電纜終端電場分布的重要部件，一定要注意應力控制管的安裝位置，要嚴格按照說明書的規(guī)定進行)
11)安裝接線端子和冷縮密封管：測量好電纜固定位置和各相引線所需長度，鋸掉多余的引線。測量接線端子壓接芯線的長度，按尺寸剝?nèi)ブ鹘^緣層，壓接線端子。處理壓接處的毛刺，接線端子與主絕緣層之間用用絕緣帶包平(壓接痕也要包平)，套冷縮密封管。
1、高壓電纜頭的基本要求
電纜終端頭是將電纜與其他電氣設備連接的部件，電纜中間頭是將兩根電纜連接起來的部件，電纜終端頭與中間頭統(tǒng)稱為電纜附件。電纜附件應與電纜本體一樣能長期安全運行，并具有與電纜相同的使用壽命。良好的電纜附件應具有以下性能：
線芯聯(lián)接好:主要是聯(lián)接電阻小而且聯(lián)接穩(wěn)定，能經(jīng)受起故障電流的沖擊;長期運行后其接觸電阻不應大于電纜線芯本體同長度電阻的1.2倍;應具有一定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能;此外還應體積小、成本低、便于現(xiàn)場安裝。
絕緣性能好:電纜附件的絕緣性能應不低于電纜本體，所用絕緣材料的介質(zhì)損耗要低，在結(jié)構(gòu)上應對電纜附件中電場的突變能完善處理，有改變電場分布的措施。
2、電場分布原理
高壓電纜每一相線芯外均有一接地的(銅)屏蔽層，導電線芯與屏蔽層之間形成徑向分布的電場。也就是說，正常電纜的電場只有從(銅)導線沿半徑向(銅)屏蔽層的電力線，沒有芯線軸向的電場(電力線)，電場分布是均勻的。
在做電纜頭時，剝?nèi)チ似帘螌?，改變了電纜原有的電場分布，將產(chǎn)生對絕緣極為不利的切向電場(沿導線軸向的電力線)。在剝?nèi)テ帘螌有揪€的電力線向屏蔽層斷口處集中。那么在屏蔽層斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。
電纜最容易擊穿的屏蔽層斷口處，我們采取分散這集中的電力線(電應力)，用介電常數(shù)為20~30，體積電阻率為108~1012Ω?cm 材料制作的電應力控制管(簡稱應力管)，套在屏蔽層斷口處，以分散斷口處的電場應力(電力線)，保證電纜能可靠運行。
要使電纜可靠運行，電纜頭制作中應力管非常重要，而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎(chǔ)上，才能達到分散電應力的效果的。在電纜本體中，芯線外表面不可能是標準圓，芯線對屏蔽層的距離會不相等，根據(jù)電場原理，電場強度也會有大小，這對電纜絕緣也是不利的。為盡量使電纜內(nèi)部電場均勻，芯線外有一外表面圓形的半導體層，使主絕緣層的厚度基本相等，達到電場均勻分布的目的。
在主絕緣層外，銅屏蔽層內(nèi)的外半導體層，同樣也是消除銅屏蔽層不平，防止電場不均勻而設置的。 為盡量使電纜在屏蔽層斷口處電場應力分散，應力管與銅屏蔽層的接觸長度要求不小于20mm ，短了會使應力管的接觸面不足，應力管上的電力線會傳導不足(因為應力管長度是一定的)，長了會使電場分散區(qū)(段)減小，電場分散不足。一般在20~25mm左右。
在做中間接頭時，必須把主絕緣層也剝?nèi)ヒ徊糠郑揪€用銅接管壓接后，用填料包平(圓)。有二種制作方法：
熱縮套管: 用熱縮材料制作的主絕緣套管縮住，主絕緣套管外縮半導體管，再包金屬屏蔽層，最后外護套管。
預制式附件: 所用材料一般為硅橡膠或乙丙橡膠。為中空的圓柱體，內(nèi)孔壁是半導體層，半導體層外是主絕緣材料。
預制式安裝要求比熱縮的高，難度大。管式預制件的孔徑比電纜主絕緣層外徑小2~5mm。中間接頭預制管要兩頭都套在電纜的主絕緣層外，各與主絕緣層連接長度不小于10mm 。電纜主絕緣頭上不必削鉛筆頭(在電纜芯線上盡量留半導體層)。銅接管表面要處理光滑，包適量填料。
關(guān)鍵技術(shù)問題：附件的尺寸與待安裝的電纜的尺寸配合要符合規(guī)定的要求。另外也需采用硅脂潤滑界面，以便于安裝, 同時填充界面的氣隙，消除電暈。預制附件一般靠自身橡膠彈力可以具有一定密封作用，有時可采用密封膠及彈性夾具增強密封。預制管外面同熱縮的一樣，半導體層和銅屏蔽層，最外面是外護層。目前35KV 以上電壓的基本上都用預制式電纜附件。
3、電纜附件適用標準
電纜附件的標準主要有三個層次。
第一層次：IEC標準：
IEC62067《額定電壓150kV(Um=170kV)以上至500kV (Um=550kV)擠出絕緣電力電纜及其附件的電力電纜系統(tǒng)----試驗方法和要求》;
IEC60840《額定電壓30kV(Um=36kV)以上至150kV (Um=170kV)擠出絕緣電力電纜及其附件試驗方法和要求》;
IEC60859《額定電壓72.5kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的電纜聯(lián)接裝置》;
IEC60502《額定電壓1kV(Um=1.2kV)以上至30kV (Um=36kV)擠出絕緣電力電纜及其附件》;
IEC60055《額定電壓18/30kV及以下紙絕緣金屬護套(帶有銅或鋁導體，但不包括壓氣和充油電纜)》第1部分" 電纜及附件試驗" 中第七章：附件的型式試驗;
IEC61442《額定電壓6kV (Um=7.2kV)到30kV (Um=36kV)電力電纜附件試驗方法》。
第二層次：國家標準(GB 標準)：
GB/Z18890《額定電壓220kV(Um=250kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》;
GB/T11017《額定電壓110kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》;
GB5589《電纜附件試驗方法》;
GB9327《電纜導體壓縮和機械連接接頭試驗方法》;
GB14315《電線電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》;
GB11033《額定電壓26/35kV及以下電力電纜附件基本技術(shù)要求》已下放為JB/T8144
第三層次：行業(yè)標準：JB標準(機械行業(yè)協(xié)會標準);
JB/T8144《額定電壓26/35kV及以下電力電纜附件基本技術(shù)要求》原GB11033;
JB6464《額定電壓26/35kV及以下電力電纜直通型繞包式接頭》;
JB6465《額定電壓26/35kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型瓷套式終端》; JB6466《額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型瓷套式終端》; JB6468《額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型繞包式終端》; JB7829《額定電壓26/35kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型熱收縮式終端》; JB7830《額定電壓26/35kV及以下電力電纜直通型熱收縮式接頭》; JB7831《額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型澆注式終端》; JB7832《額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜直通型澆注式接頭》;
JB/T8501.1《額定電壓26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內(nèi)型、戶外型預制裝配式終端》; JB/T8503.2《額定電壓26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內(nèi)型、戶外型預制裝配式接頭》。
Copyright ? 2009-2011,www.mz221.com ,All rights reserved
版權(quán)所有 ? 鄂州市德標機械有限公司 未經(jīng)許可 嚴禁復制 ?鄂ICP備19015991號-1
?????
