资源描述:
《浅议电力电缆终端头故障及电场分布》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、浅议电力电缆终端头故障及电场分布摘要:电缆敷设安装完毕,一旦通电就形成一个强大的电场,电流、电压随时随地都在寻找薄弱环节突破,往往因为制作工艺不严格,局部放电,导致电缆异常,分析35kV及以下电缆终端头制作工艺和电场分布之间的关系,并提出避免故障的预防对策。关键词:35kV及以下:电力电缆:电场:故障:对策中图分类号:TM247文献标识码:A文章编号:电力电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件,如何避免电力电缆终端头故障,首先有必要搞清电缆终端头故障可能出现在哪里,为什么会出现故障,并提出解决方法、预防措施,把预计会出现的事故消灭在萌芽状态,为更好地确保电缆安全正常运行,供电可靠性打下坚
2、实的基础。一、电缆终端头故障多发点及原因1、电缆终端头故障多发点:(1)单芯电力电缆终端头最容易出现故障点多在电缆终端头应力管附近;(2)三芯电力电缆最易出现故障点多在三指套附近;2、电缆终端头故障产生的原因(1)电缆终端头的制作工艺造成的电场分布不均7制作过程中,如果半导电层爬电距离处理不够,制作时热收缩造成内部含有杂质、汗液及气隙等,在电缆投入运行后,都将使其中的杂质在强大电场作用下发生游离,产生树枝放电现象。对电缆终端头来说,电场畸变最严重处为金属屏蔽断开处,造成电场畸变的主要原因是:在电缆屏蔽的切断处,会产生电应力集中现象,电场强度最大,是整个接头的薄弱环节,同时,由于作业现场运行环
3、境较差,半导体层与主绝缘表面结合处不可避免会侵入灰尘、气体等杂质,众所周知,杂质,气隙,尖角毛刺是造成固体绝缘介质沿面放电的主要原因,所以在电缆制作工艺方面可能导致电缆终端头绝缘击穿的原因有以下几点:1)剥切内护套时,划伤铜屏蔽层,造成断口处电场强度增强,导致放电。2)剥切铜屏蔽时,用力不均,划伤半导体层,存在气隙,导致放电。3)剥切电缆半导体层时,用力不均,使主绝缘层表面有伤痕,存在气隙,导致放电。4)铜屏蔽断开处和半导体层断开处有尖角毛刺未处理平整。5)电缆半导体屏蔽层剥切后,没有清除干净,其半导体残留在主绝缘层上,或清擦时未严格遵循工艺要求,反复擦洗,或主绝缘及铜屏蔽断口处未用硅脂填充
4、,留下隐患,导致闪络放电。76)安装附件时应力管与绝缘屏蔽搭接少于20mm,交联电缆因内应力处理不良时在运行中会发生较大收缩,存在气隙,导致放电。(2)电缆终端头的金属屏蔽接地不完善造成的电场分布不均对电缆的金属屏蔽而言,在一般交联电缆上要有两点接地,且接地电阻值应小于规定值,其目是为了限制感应过电压,保护电缆。如果接地电阻值超标很多,当电缆及接头受到过电压时,会感应产生更高的过电压,进而引起绝缘部分的老化击穿。同时,电缆的接地故障引起的系统过电压造成电缆的再次故障的可能性也仍然存在,后果也是比较严重的。二、电力电缆电场分布原理1、高压电缆每一相线芯外均有一接地的(铜)屏蔽层,导电线芯与屏蔽
5、层之间形成径向分布的电场。也就是说,正常电缆的电场只有从(铜)导线沿半径向(铜)屏蔽层的电力线,没有芯线轴向的电场(电力线),电场分布是均匀的;2、在做电缆终端头时,剥去了屏蔽层,改变了电缆原有的电场分布,将产生对绝缘极为不利的切向电场(沿导线轴向的电力线)。在剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层断口处集中。那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位;73、电缆最容易击穿的屏蔽层断口处,采取分散这集中的电力线(电应力),用介电常数为20—30,体积电阻率为108—1012Ω•cm材料制作的电应力控制管(简称应力管),套在屏蔽层断口处,以分散断口处的电场应力(电力线),保证电缆能可靠运行
6、;4、要使电缆可靠运行,电缆终端头制作中应力管非常重要,而应力管是在不破坏主绝缘层的基础上,才能达到分散电应力的效果的。在电缆本体中,芯线外表面不可能是标准圆,芯线对屏蔽层的距离会不相等,根据电场原理,电场强度也会有大小,这对电缆绝缘也是不利的。为尽量使电缆内部电场均匀,芯线外有一外表面圆形的半导体层,使主绝缘层的厚度基本相等,达到电场均匀分布的目的。在主绝缘层外,铜屏蔽层内的外半导体层,同样也是消除铜屏蔽层不平,防止电场不均匀而设置的;5、为尽量使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散,应力管与铜屏蔽层的接触长度要求不小于20mm,短了会使应力管的接触面不足,应力管上的电力线会传导不足(因为应力管
7、长度是一定的),长了会使电场分散区(段)减小,电场分散不足,一般在20—25mm左右;6、热缩套管:用热缩材料制作的主绝缘套管缩住,主绝缘套管外缩半导体管,再包金属屏蔽层,最后外护套管。77、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,消除电晕。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。预制管外面同热缩