熱縮電纜接頭工藝的改進(jìn)
隨著中低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡稱交聯(lián)電纜)的普遍應(yīng)用，熱縮電纜附件也占據(jù)了電力電纜附件也占據(jù)了電力電纜附件市場。目前，國內(nèi)熱縮電纜附件的主要生產(chǎn)廠有四、五家。其附件配套及安裝工藝雖有不同，但在電纜中間接頭工藝中有關(guān)應(yīng)力管的設(shè)置卻是基本相同的。那么，應(yīng)力管的設(shè)置在l0kV交聯(lián)電纜中間接頭工藝中是否必須呢?下面筆者結(jié)合多年來安裝高、低壓電纜頭的經(jīng)驗(yàn)，從理論上分析論證如下。

　　1、電力電纜終端電場分布及應(yīng)力管作用原理

　　電纜端部的電場分布比電纜絕緣層內(nèi)的分布復(fù)雜得多，電場集中在靠近金屬護(hù)套邊緣的部位，并具有很大的軸向分量，傳統(tǒng)的油浸紙絕緣電纜(以下簡稱油紙電纜)，其沿紙帶表面的擊穿場強(qiáng)比垂直于紙帶表面的擊穿場強(qiáng)低得多，約為1/10左右。因此，既便是在中低壓電纜頭的制作中，應(yīng)力錐的設(shè)置(在6一IOKV油紙電纜中為脹鉛口)是非常重要的，該工藝質(zhì)量的好壞，直接影響電纜頭的壽命。

　　在中低壓熱縮電纜附件中，由于橡塑電纜無金屬護(hù)套，采用分相屏蔽結(jié)構(gòu)，因而采用高介電常數(shù)的半導(dǎo)電材料制成應(yīng)力控制管來改善電場分布(熱縮應(yīng)力控制管的介電常數(shù)為25一40)，見圖2。從而使電纜終端處電場分布得以控制，使電場變得均勻了。

　　左邊:剝?nèi)ソ饘僮o(hù)套;右邊:剝?nèi)ソ饘僮o(hù)套和電纜絕緣層 t.電纜線芯;;2.電纜絕緣;;3.金屬護(hù)套lOkV熱縮電纜接頭工藝的改進(jìn)—絕緣屏蔽應(yīng)力管電纜絕緣電纜芯線圖2應(yīng)力管改善端部電場分布圖濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈  流體電磁閥

　　2、熱縮接頭取消應(yīng)力管的理論依據(jù)

　　10kV及以下油紙電纜是統(tǒng)包屏蔽結(jié)構(gòu)。中間接頭時(shí)，電纜金屬護(hù)套及屏蔽層均斷開(如常用的環(huán)氧樹脂灌注接頭無金屬外殼，只有地線相連)，電纜鉛包斷口處電場應(yīng)力集中，接頭中心兩側(cè)的電場分布較圖1要復(fù)雜得多。因此，接頭工藝中的脹鉛對(duì)電場應(yīng)力疏散是非常重要的。但是，由于lOkV及以下交聯(lián)電纜都采用了分相屏蔽結(jié)構(gòu)，因此，熱縮接頭附件的工藝設(shè)計(jì)是按照“同結(jié)構(gòu)逐層恢復(fù)”的原則進(jìn)行的，其芯線絕緣屏蔽及銅屏蔽都得以恢復(fù)。熱縮接頭各相芯線連接結(jié)構(gòu)及電場分布情況如圖3所示。比較圖1和圖3可以看出，油紙電纜接頭與交聯(lián)電纜熱縮接頭的電場分布情況有著根本的區(qū)別。 L、導(dǎo)電膠2.芯線3.芯絕緣4.半導(dǎo)電管5.接線管6，外絕緣管7.內(nèi)絕緣管8.應(yīng)力管9.芯絕緣屏蔽10.銅屏蔽層半導(dǎo)電管應(yīng)力管內(nèi)、外絕緣管圖3熱縮接頭芯連接結(jié)構(gòu)及電場分布圖

　　交聯(lián)電纜熱縮接頭取消應(yīng)力管有以下4條依據(jù):

　　(1)交聯(lián)電纜熱縮接頭的電場畸變遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油紙電纜接頭，其存在的軸向分量是非常小的;

　　(2)應(yīng)力管是由低電阻率材料制造的，其體積電阻率為1010，較絕緣管約低6個(gè)數(shù)量級(jí)，并且安裝后與半導(dǎo)電絕緣屏蔽層及半導(dǎo)電管緊密接觸，厚度又小，故可看作與絕緣屏蔽等電位;

　　(3)交聯(lián)電纜芯絕緣是擠塑而成的，沿電纜徑向與軸向絕緣強(qiáng)度基本一致，絕緣薄弱處只有絕緣與增強(qiáng)絕緣的結(jié)合界面，但此問題在工藝設(shè)計(jì)時(shí)已對(duì)界面滑閃作了充分考慮，故取消應(yīng)力管不會(huì)對(duì)其帶來影響;

　　(4)由于lUkV及以下交聯(lián)電纜頭處的增強(qiáng)絕緣厚度較小，對(duì)接頭處電場分布影響不大。鑒于上述4條原因，在lOkV級(jí)熱縮電纜接頭工藝中取消應(yīng)力管是合理可行的。

　　3、實(shí)際應(yīng)用及建議

　　山東鋁業(yè)公司電解鋁廠自1992年開始將原來的lOkV油浸紙絕緣電纜更換為交聯(lián)電纜，在6條回路近1100m電纜的6個(gè)電纜接頭中采用了熱縮電纜接頭安裝工藝中取消應(yīng)力管技術(shù)。通過近7年的運(yùn)行結(jié)果來看，從未出現(xiàn)任何因取消應(yīng)力管而引起的故障。由此建議:lOkV交聯(lián)電纜熱縮接頭可在各廠家現(xiàn)有工藝中考慮取消應(yīng)力管的安裝工序;也可將半導(dǎo)電管及護(hù)套縮短，既可以減小接頭的總長度，由此可使接頭成本降低約5%一10%，批量生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。(上接第28頁)總生產(chǎn)能力達(dá)到30萬t，可新增用電約2億kWh，這是一個(gè)大的用電增長點(diǎn)。

　　4、結(jié)束語

　　通過近10年的技術(shù)改造與革新，實(shí)現(xiàn)了“一廠變兩廠”的目標(biāo)，企業(yè)用電大幅度增長，有效地?cái)U(kuò)大了用電消費(fèi)。在企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造擴(kuò)大生產(chǎn)能力，刺激電力消費(fèi)增長的同時(shí)，要注意節(jié)約用電，進(jìn)行節(jié)電技改，提高電能利用效率，降低單位產(chǎn)品電耗，才能具有良好的投資效益。