淺析10KV交聯(lián)電纜熱縮頭制作工藝

【摘 要】10KV交聯(lián)聚乙烯電纜熱縮頭的制作工藝在電力施工中占有舉足輕重的地位。筆者就10KV交聯(lián)聚乙烯電纜熱縮頭的制作過程中的安裝應力控制管、處理屏蔽、“鉛筆頭”、及電纜的接地等問題進行了分析探討。

【關鍵詞】交聯(lián)電纜；熱縮頭；制作工藝；探討；

隨著國家電網(wǎng)建設的加快，10KV交聯(lián)聚乙烯電纜在供電網(wǎng)絡得到越來越普遍地應用。因此，10KV交聯(lián)聚乙烯電纜熱縮頭的制作工藝在電力施工中占有舉足輕重的地位。

一、交聯(lián)電纜及電纜頭的概述

1、交聯(lián)電纜

交聯(lián)電纜是交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的簡稱。交聯(lián)電纜適用于工頻交流電壓500KV及以下的輸配電線路中。目前鐵路供電部門10KV電力線路使用的電纜絕大部分都采用了交聯(lián)聚乙烯絕緣。

2、電纜頭

電纜分為電纜終端頭和電纜中間接頭。電纜終端頭是將電纜與其他電氣設備連接的部件。電纜中間頭是將兩根電纜連接起來的部件。終端頭與中間頭統(tǒng)稱為電纜附件。電纜附件應與電纜本體一樣能長期安全運行，并具有與電纜相同的使用壽命。良好的電纜附件應具有以下性能

（1）線芯接觸良好

主要是聯(lián)接電阻小而且聯(lián)接穩(wěn)定，能經(jīng)受起故障電流的沖擊；長期運行后其接觸電阻不應大于電纜線芯本體同長度電阻的1.2倍。

（2）聯(lián)接牢固

應具有一定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能；此外還應體積小、成本低、便于現(xiàn)場安裝。

（3）絕緣性能好

電纜附件的絕緣性能應不低于電纜本體，所用絕緣材料的介質(zhì)損耗要低，在結(jié)構(gòu)上應對電纜附件中電場的突變能完善處理，有改變電場分布的措施。

二、電纜頭的制作工藝的探討

1、關于安裝應力控制管的探討

（1）應力控制管的作用

高壓電纜每一相線芯外均有一接地的（銅）屏蔽層，導電線芯與屏蔽層之間形成徑向分布的電場。也就是說，正常電纜的電場只有從（銅）導線沿半徑向（銅）屏蔽層的電力線，沒有芯線軸向的電場（電力線），電場分布是均勻的。在做電纜頭時，剝?nèi)チ似帘螌?，改變了電纜原有的電場分布，將產(chǎn)生對絕緣極為不利的切向電場（沿導線軸向的電力線）。在剝?nèi)テ帘螌有揪€的電力線向屏蔽層斷口處集中。那么在屏蔽層斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。

電纜最容易擊穿的屏蔽層斷口處，我們采取分散這集中的電力線（電應力），用介電常數(shù)為20～30，體積電阻率為108～1012Ω·cm 材料制作的電應力控制管（簡稱應力管），套在屏蔽層斷口處，以分散斷口處的電場應力（電力線），保證電纜能可靠運行。

（2）應力控制管安裝的技術要求

要使電纜可靠運行，電纜頭制作中應力管非常重要，而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上，才能達到分散電應力的效果的。在電纜本體中，芯線外表面不可能是標準圓，芯線對屏蔽層的距離會不相等，根據(jù)電場原理，電場強度也會有大小，這對電纜絕緣也是不利的。為盡量使電纜內(nèi)部電場均勻，芯線外有一外表面圓形的半導體層，使主絕緣層的厚度基本相等，達到電場均勻分布的目的。在主絕緣層外，銅屏蔽層內(nèi)的外半導體層，同樣也是消除銅屏蔽層不平，防止電場不均勻而設置的。

為盡量使電纜在屏蔽層斷口處電場應力分散，應力管與銅屏蔽層的接觸長度要求不小于20mm，短了會使應力管的接觸面不足，應力管上的電力線會傳導不足，（因為應力管長度是一定的）長了會使電場分散區(qū)（段）減小，電場分散不足。一般在20～25mm左右。

2、關于制做電纜頭處理屏蔽問題的探討

在電纜結(jié)構(gòu)上的所謂“屏蔽”，實質(zhì)上是一種改善電場分布的措施。電纜導體由多根導線絞合而成，它與絕緣層之間易形成氣隙，導體表面不光滑，會造成電場集中。在導體表面加一層半導電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的導體等電位并與絕緣層良好接觸，從而避免在導體與絕緣層之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為內(nèi)屏蔽層；同樣在絕緣表面和護套接觸處也可能存在間隙，是引起局部放電的因素，故在絕緣層表面加一層半導電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸，與金屬護套等電位，從而避免在絕緣層與護套之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為外屏蔽層；沒有金屬護套的擠包絕緣電纜，除半導電屏蔽層外，還要增加用銅帶或銅絲繞包的金屬屏蔽層，這個金屬屏蔽層的作用，在正常運行時通過電容電流；當系統(tǒng)發(fā)生短路時，作為短路電流的通道，同時也起到屏蔽電場的作用?？梢?，如果電纜中這層外半導體層和銅屏蔽不存在，三芯電纜中芯與芯之間發(fā)生絕緣擊穿的可能性非常大。

制作電纜終端或接頭時剝除一小段屏蔽層主要目的是用來保證高壓對地的爬電距離的，這個屏蔽斷口處應力十分集中，是薄弱環(huán)節(jié)！必須采取適當?shù)拇胧┻M行應力處理。（用應力錐或應力管等）

剝除屏蔽層的長度以保證爬電距離；增強絕緣表面抗爬電能力為依據(jù)。屏蔽層剝切過長將增加施工的難度，增加電纜附件的成本完全沒有必要。

3、關于電纜頭制作中“鉛筆頭”問題的探討

在電纜端部將主絕緣層削“鉛筆頭”形狀，其理由：在制作終端頭時，可以不削鉛筆頭。但是，如電纜絕緣端部與接線金具之間需包繞密封帶時，為保證密封效果，通常將絕緣端部削成錐體，以保證包繞的密封帶與絕緣能很好的粘合。

在制作中間接頭時，如果所裝接頭為預制型結(jié)構(gòu)（含預制接頭、冷縮接頭），絕緣端部不要削成錐體，因為這種類型的接頭，在接頭內(nèi)部中間部分都有一根屏蔽管，該屏蔽管的長度只比銅或鋁連接管稍長，如電纜絕緣削成錐體，錐體的根部將離開屏蔽管，連接管部分的空隙將不會被屏蔽，從而影響到接頭的性能，造成接頭在中部擊穿。如果所裝接頭為熱縮型或繞包型結(jié)構(gòu)時，絕緣端部必須削成錐體，即制成反應力錐，同時必須將錐面用砂帶拋光，因為錐面的長度遠大于絕緣端部直角邊的長度，故而沿著錐面的切向場強遠小于絕緣直角邊的切向場強，沿錐面擊穿的可能性大大降低，從而提高了接頭的性能。

4、關于電纜頭鋼鎧和金屬屏蔽接地問題的探討

10KV電壓等級的電纜應采用兩端接地方式。這是因為10KV電纜多數(shù)是三芯電纜，正常運行中，流過三個線芯的電流綜合為零，在金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈，這樣金屬屏蔽層兩端基本上沒有感應電壓，所以兩端接地后不會有感應電流流過屏蔽層。感應電壓的大小與電纜線路的長度和流過導體的電流成正比，電纜很長時，護套上感應電壓疊加起來可以危及人身安全的程度，在線路發(fā)生短路故障、遭受操作過電壓或雷擊時，瓶壁上就會形成很高的感應電壓，甚至可以擊穿護套絕緣，而采用兩端接地方式形成感應電壓釋放回路，保護電纜絕緣免受感應電壓擊穿。