中壓電纜附件的現狀和發展工學論文

2021-07-13 論文

　　摘要：通過對目前電力系統35kV及以下不同種類電纜附件型式的比較，基于中壓電纜附件“預制化”、“簡潔化”的發展方向，介紹了部分當前在電纜附件技術發展研究過程中的新材料和新技術。

　　0引言

　　隨著我國城市化進程的加速和城鄉人民生活水平的提高，在城市特別是大中城市配電網絡中電纜應用的比例越來越高。從而帶動了電纜附件產品的強大需求，也促進了其產品研發改進的速度。

　　1電纜附件的作用

　　在電纜終端和接頭處，由于電纜金屬護套和屏蔽層斷開，使得電場分布比電纜本體復雜得多，在電纜終端電場存在軸向應力，因此需要使用電纜附件來實現電纜的連續和駁接，即一個能滿足一定絕緣與密封要求的連接裝置。

　　電纜有導體、絕緣、屏蔽和護層等四個主要結構層，電纜附件中作為電纜線路組成部分的電纜終端頭、中間接頭，必須使電纜的四個結構層分別得到延續，并且實現導體連接良好，絕緣可靠，密封良好和足夠的機械強度，確保電纜終端和電纜接頭的質量，才能保證整個電纜配電網絡的供電可靠性。

　　235kV及以下中壓電纜附件的分類

　　目前，按照主絕緣成型工藝，常用35kV及以下電纜終端和中間接頭主要可分為繞包式、熱縮式、冷縮式和預制式等四種常用產品型式。此外還有應用于特定產品范圍的澆鑄式和可分離式電纜附件產品。

　　2.1繞包式電纜附件繞包式電纜附件是指絕緣和屏蔽均使用帶材繞包而成的電纜附件，其應力的控制方式采用應力錐或采用高介電常數的應力控制帶，對施工人員工藝水平要求較高，施工工藝較為復雜，已逐漸被現場淘汰。

　　2.2熱縮式電纜附件利用高分子聚合物具有的“彈性記憶”效應的原理，開發出各種熱縮管材、分支套、雨裙等熱收縮預制件，按程序套裝在經過處理的電纜末端或接頭處，對其加熱，可使其收縮緊箍在所需位置。

　　熱縮電纜附件工藝簡便，價格低廉，便于維護。但也存在由于環境溫度變化其不可避免存在的“呼吸作用”而引起的使用壽命縮短等問題，從而影響供電可靠性。

　　2.3冷縮式電纜附件目前工程應用的冷收縮管和其他冷收縮預制件，是以硅橡膠或三元乙丙橡膠為主要原料，經特殊配方合成后，預擴張在螺旋支撐芯線上而成，安裝使用時，無須任何外部熱源，只要拉開支撐芯線就會收縮，并緊箍在所需位置上。冷縮式電纜附件要求一定要在規定的使用期限內使用，并且價格較高。

　　2.4預制式電纜附件利用橡膠材料，將電纜附件內的增強絕緣和半導電屏蔽層在工廠內模制成一個整體或若干部件，現場套裝在經過處理的電纜末端或中間接頭處而形成的'電纜附件叫預制式電纜附件。

　　預制式電纜附件可以在工廠進行相應的出廠例行試驗，進一步提高了電纜終端的運行可靠性，同時也大大降低了現場安裝工作量。

　　從結構上而言，冷縮電纜附件和預制式電纜附件基本一致，僅僅是材料性能和處理上有些差異。

　　2.5澆鑄式電纜附件利用熱固性樹脂材料，現場澆鑄在經過處理后的電纜末端或接頭處的模子或盒體內，固化后而形成的電纜附件。特別適用于塑料擠包絕緣電纜和浸紙絕緣電纜的互連。

　　2.6可分離連接器允許電纜和其他設備和電纜連接或斷開的全絕緣電纜附件，如終端、接頭和分支接頭等�？煞蛛x連接器主要的使用對象是全密封開關柜、充氣環網單元、電纜分支箱等設備，可以看作是一種新型的電纜終端。并且更多的使用了預制式終端的結構。

　　從上述電纜附件產品分類中不難看出，可簡化現場安裝要求的預制及冷縮技術已經在電纜附件發展中占有重要的地位。

　　3電纜附件產品新技術的應用

　　3.1導體連接對導體連接的基本技術要求是∶導體連接良好：對于終端，電纜導電線芯與出線桿、接線端之間要連接良好；對于中間接頭，電纜導體與連接管之間要連接良好。即要求連接點的接觸電阻小而且穩定。與同長度同截面導線的電阻比較，新裝比值應不大于1。

　　目前現場多采用壓接技術，需要一定的專業設備。而采用螺栓連接技術，現場施工時僅需要一支力矩扳手，就能達到導體連接基本技術的要求。從而簡化了對安裝設備的專業要求。而且對于需要去除不導電氧化層的鋁電纜連接，事先也不需要進行專門的去氧化層處理。

　　3.2絕緣材料三元乙丙橡膠和硅橡膠材料在預制式電纜附件中都得到了廣泛應用，在高壓電纜附件領域，比較而言，可以分為以硅橡膠為基材的歐式結構和以三元乙丙橡膠為基材的日式結構。而在中壓領域，經過改進的三元乙丙橡膠電纜附件比硅橡膠同類產品擁有更好的機械強度和抗撕裂性能。

　　3.3現場預擴張現場預擴張技術也是冷縮電纜附件產品的一種安裝方式，即在安裝前的幾個小時內，利用簡易的可拋棄工具在現場對冷縮接頭進行預擴張。它避免了常規冷縮產品由于在運輸和長期貯存過程中的部分性能損失，從而提供更為恒定持久可靠的徑向壓力。尤其適合于作為系統備品備件。

　　總之，為方便現場安裝和保證安裝質量，降低對現場安裝人員技術水平的過高要求。預制化，簡潔化將成為今后電纜附件技術主要發展方向，能夠在出廠前進行產品出廠試驗的冷縮預制電纜附件將成為現場的主流，從而更進一步保證電力系統運行的安全可靠，并實現其技術經濟的最佳組合。

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