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      2. 目前較流行的幾款高壓交聯電纜附件產品介紹
        發布時間:2020-08-13 10:52:12 來源:廣東浩城電氣有限公司

        國內新建設的高壓電纜工程,大多是采用預制型電纜附件。預制型電纜終端的種類很多,以下對國內外流行的主要類型及其結構特點進行評析。傳統的預制型終端的內絕緣采用預制應力錐控制電場,外絕緣是瓷套管(或環氧樹脂套管)。套管與應力錐之間一般都充以硅油或者聚丁烯、聚異丁烯之類的絕緣油。出廠時,制造廠提供的是橡膠預制應力錐、瓷套、絕緣油等零部件,在現場安裝時再裝配成終端?,F代預制型終端有三種基本結構。


        (1)將橡膠預制應力錐機械擴張后套在電纜絕緣上:

        這種結構的特點是應力錐直接套在電纜絕緣上,依靠應力錐材料自身的彈性保持應力錐與電纜絕緣之間界面上的應力和電氣強度。

        110kV交聯電纜預制型終端結構示意圖


        圖1所示的國產戶外終端產品是這種結構的典型。它的外絕緣是瓷套(GIS終端一般用環氧樹脂套管)。內絕緣是一個合成橡膠(硅橡膠或乙丙橡膠)預模制應力錐,瓷套(或環氧樹脂套管)內注入合成絕緣油。

        顯然,這種結構簡單。但是存在兩個令人關心的技術問題:1)合成橡膠應力錐與浸漬油的相容性;2)在高電場和熱場作用下,預模制的橡膠應力錐老化會引起界面壓的變化(松弛),從而降低電氣強度。以上兩個問題實際上就是一個材料問題。合適的材料既可以使合成橡膠與浸漬油相容,又可以確保良好的老化性能。上述歐美國家的電纜制造廠商大量產品的長期安全運行經驗可以證明這一點。


        (2)采用彈簧壓緊裝置:

        這種結構的結構特點是在應力錐上增加一套機械彈簧裝置以保持應力錐與電纜之間界面上的應力恒定(如圖2所示),輔以對付在高電場和熱場作用下,橡膠應力錐老化后可能會引起的界面壓力的變化(松弛)。這種結構還有一個很重要的特點,從圖2可以看到它的橡膠應力錐與浸漬油基本隔離,從而消除了應力錐材料溶漲的可能性。

        110kV交聯電纜預制型戶外終端結構示意圖


        (3)采用一種非橡膠應力錐,在設計上它既能提供可靠的應力控制又能避開應力錐與電纜絕緣直接接觸:

        典型的結構是美國G&W公司設計的產品,在我國已經有不少用戶。

        這種結構的138kV交聯電纜戶外終端和GIS終端的結構示意。它在工廠內已經把主要的零部件:瓷套管、應力錐(成型鋁合金噴鍍環氧樹脂)、頂蓋、底盤和油壓調整裝置等都裝配好,并且充滿絕緣油。安裝時,當把電纜端部準備好后,把預制終端套入電纜即可。從使用角度來看,這種結構可以允許配套電纜有較大的直徑和偏心度的制造公差。


        圖3 138kV交聯電纜戶外終端結構示意(應力錐民電纜絕緣不直接接觸)1—導體引出桿 2—屏蔽罩 3—密封環 4—絕緣油補償裝置 5—電纜絕緣 6—絕緣油 7—瓷套管 8—應力錐 9—密封環 10—支持絕緣子 11—尾管 12—環氧樹脂套管 13—鋁外殼 14—閥門 15—接地環。


        上述三種結構各有所長,均達到了實用化水平,都已經有比較成熟的使用經驗:

        1、GIS終端和變壓器終端的基本結構與各公司的戶外終端相似。由于GIS是在全封閉環境下運行,可以免受大氣條件和污穢的影響,加上SF6氣體的良好絕緣特性,所以GIS終端的外絕緣采用環氧樹脂套管,其尺寸比戶外終端瓷套小得多。它的內絕緣用的應力錐和絕緣油與戶外終端相似;

        2、在圖1和圖3的GIS電纜終端的環氧樹脂套管內充有絕緣油,稱為濕式(或充油式)GIS電纜終端。圖2的GIS終端內,不灌注絕緣油,稱干式GIS電纜終端;

        3、為了規范GIS電纜終端與GIS開關設備的具體配合尺寸和明確電纜制造廠與開關制造廠的各自供貨的范圍,國際電工委員會制定了IEC859標準。因此,按照IEC859標準設計制造的GIS電纜終端都可以安裝在任何廠商制造的標準型GIS設備上;

        4、IEC859標準的最早版本是1986年頒布的,當時規定GIS電纜終端,不分濕式或干式,在電纜倉內的高度Ls是相同的。例如,110kVGIS電纜終端的Ls=757±1mm。之后該標準又幾經修改,1999年頒布的最新版本IEC60859-1999明確了GIS電纜終端分為濕式和干式兩種類型,110kV濕式GIS電纜終端的Ls仍為757±1mm。而110kV干式GIS電纜終端的Ls為470±1mm;

        5、變壓器終端的基本結構與GIS終端的基本結構十分相似,但是變壓器油與SF6氣體的電容率(介電常數)不同,因而整個終端的電場分布也不完全相同。另外,變壓器油的擊穿強度也較SF6氣體低。事實上,大多數制造廠采用的是改變變壓器終端套管高壓屏蔽罩的形狀調整電場分布,達到盡可能使變壓器終端與GIS終端相同的結構;

        6、隨著硅橡膠在電氣絕緣領域成功的使用,人們開始把硅橡膠的應用拓展到電纜終端的外絕緣領域。首先人們采用硅橡膠復合套管代替瓷套作為戶外終端的外絕緣。復合套管重量輕,有優良的防爆性,保證了周圍的人員和設備的安全。因此,它的出現受到普遍地關注,特別是使用在人口或設備密集地點;


        上世紀90年代末,一種新型的全預制干式合成絕緣戶外電纜終端問世。新型的戶外終端是集應力錐、傘裙和絕緣層于一體,成為一個整體預制件。這種結構極大地簡化了終端的安裝工序,即在通常處理完電纜并壓接好接線桿后,將整個終端預制件套入電纜的絕緣上即成。


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