做电缆怎能不懂 “应力锥” ?!(专业版) |
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3、外屏蔽层 外屏蔽层与绝缘层外表面接触良好, 且与金属护套等电位, 避免因电缆表面裂纹缺陷与电缆金属护套发生局部放电。 4、三层共挤 电缆生产时采用加热挤塑成型工艺, 绝缘两侧屏蔽层一次挤压于线芯上, 相互之间紧密粘附成一体, 形成流水线作业, 即称为“三层共挤”。 总结就是: 外屏蔽层和金属护套层等电位, 两者一起屏蔽电缆高压电场, 且外屏蔽层紧密粘附在绝缘层上! 那么问题来了: 当制作电缆终端和电缆接头时, 要断开金属护套和外屏蔽层, 这样 在电缆外屏蔽层切断口处将产生 电场集中 现象!! 为了分析电缆绝缘屏蔽层断口处的电场情况,通常用电力线和等位线(等电位线)来形象化的表示电场分布状况。 (1)电力线与等位线直角相交(正交); (2)用电力线分析电场时,集中的部位电场强度高; (3)用等位线分析电场时,曲率半径愈小的地方场强越高。 ▲外屏蔽层断开后的电场分布图 我们可以把电缆比喻成一条大江, 电流好比奔涌的江水, 金属护套和外屏蔽层就是维护大江的堤岸, 如果堤岸有缺口, 江河就会泛滥。 因此电缆终端和接头的制作安装中, 重难点任务是: 对电场集中进行改善和控制, 使电场分布和电场强度处于最佳状态, 从而保证电缆及附件的可靠运行。 Part 2 什么是应力锥 如何解决电缆屏蔽层切断后的电场集中? 一般有如下两个方法: a、几何型电应力控制法: 采用应力锥改变电场集中处的几何形状, 缓解电场应力集中。 就是咱们今天讲的应力锥法。 b、参数型电应力控制法: 采用高介电常数材料或非线性电阻材料缓解电场应力集中。 应力锥: 应力锥一般制成预制件, 由半导电体和绝缘件制成, 半导电体 套在电缆的外屏蔽层上。 可以理解为: 应力锥作为原外屏蔽层断口处的一个拓展, 用于缓解断口处的电场应力集中。 ▲应力锥改善电场分布原理 应力锥是如何安装的呢? 首先,终端和中间接头盒制作时先把电缆剥成下图这样: 然后,把应力锥套在外屏蔽层上 ▲ 户外终端 ▲ GIS终端 ▲ 中间接头 应力锥的设计分为两个流派: 欧式结构和日式结构, 主要区别在于有无 弹簧锥托机构, 很显然咱们上面说的都是欧式结构, 没有弹簧锥托机构, 就是完全依靠应力控制单元材料自身的弹性保持 应力控制单元与电缆绝缘之间的界面性能。 而日式结构有弹簧锥托机构, 这种结构的特点是在应力控制单元上 增加一套机械弹簧装置以保持 应力控单元与电缆之间界面上的应力恒定, 另外,与欧式结构相比, 它在应力控制单元的外面多了一个应力锥罩, 它将应力控制单元与终端内绝缘填充剂基本隔离, 而且将应力控制单元固定于一个固定位置。 ▲日式结构示意图 ▲日式结构示意图 欧式结构缺点: 1、电缆与应力锥之间的界面性能完全由橡胶本身的弹性维持, 长期运行橡胶老化后机械和电气性能下降。 界面性能可靠性无法保证。 2、终端与应力锥之间的密闭靠绕包各种带材, 或在应力锥下装一金属法兰, 密闭性不如日式结构。 3、应力锥和绝缘填充剂直接接触, 会发生溶胀现象导致应力锥的老化。 日式结构缺点: 结构复杂,施工工艺复杂,成本较高。 Part 3 应力锥安装缺陷试验图片 放一些安装缺陷和电场分布图片加深理解: 1、应力锥与电缆外半导电层未有效搭接 2、应力锥与电缆外半导电层搭接过头 3、绝缘上人工涂半导电黑点(模拟半导电颗粒) 4、绝缘上有凹坑 5、绝缘表面有纵向刀痕 6、绝缘表面洒水 Part 4 参数型电应力控制法 当然, 除了应力锥为代表的几何型电应力控制法, 还有以应力管为代表的参数型电应力控制法, 其原理是采用合适的电气参数的材料复合 在电缆绝缘屏蔽末端切断处的绝缘表面上, 以改变绝缘表面的电位分布, 从而达到改善电场的目的。 (改变表面性能参数) 在应力控制中, 虽然参数法控制电场分布有体积小、结构简单等优点, 但对于高压电缆来说, 应力层中材料参数的选择至关重要, 体积电阻率选择太小, 会使应力层在运行时电阻电流发热而老化, 同时介电常数过大, 电容电流也会产生热量而使应力层发热老化, 故必须根据电压等级选择应力材料参数。 古人云: 治水宜疏不宜堵。 应力锥法类似于 “疏” 对河堤进行改造, 对电场进行疏导。 而参数型电应力控制法类似于 “堵”, 通过选用合适的介电参数材料对电场进行控制, 类似于加强堤岸强度来治理洪水。 实践证明, 高压电缆附件应力锥法比应力管法更管用, 古人诚不我欺! END 来源:输电趣坛,本文仅供学习交流,无商业用途,侵删。 责编:银河铁道 精彩推荐返回搜狐,查看更多 |
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