汪婷漪

摘 要：文章針對110kV電纜頭制作過程中普遍存在的因界面壓力、電纜主絕緣回縮、受潮和施工環(huán)境等問題的介紹，分析了各環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題，提出相應(yīng)對策。以供參考！

關(guān)鍵詞：界面壓力 應(yīng)力錐 擊穿場強(qiáng) 應(yīng)力 氣隙

隨著電力事業(yè)的飛速發(fā)展與電力供應(yīng)可靠性的提高，電力電纜的使用量發(fā)了驚人的變化，特別是近年來交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜（以下簡稱XLPE絕緣電纜）的使用，現(xiàn)場技術(shù)工人迫切需要了解有關(guān)XLPE 絕緣電力電纜的技術(shù)性能、安裝運(yùn)行及交接試驗(yàn)等方面的知識。

1.絕緣界面的性能

在電纜附件的絕緣中有不少多種介質(zhì)交界的地方，不同介質(zhì)的交界面稱為界面。XLPE電力電纜，由于其交聯(lián)聚乙烯材料獨(dú)特的絕緣特性，使這種電纜的絕緣強(qiáng)度很高，在一般情況下，本體主絕緣擊穿的可能性很小。同時(shí)配套的電纜附件，不論是什么形式（如熱縮、預(yù)制、冷縮、插接式等）都是用具有較高絕緣特性的絕緣材料制成，附件本身的絕緣也不成問題，所以只剩下電纜絕緣本體和附件之間的界面絕緣問題。可以把界面設(shè)想為一層很薄且由多種介質(zhì)復(fù)合的絕緣物體，這種絕緣中包含有不均勻散布的材料粒子、上下絕緣凹凸物、少量水分、氣體和溶劑等，由于以上各種因素及外界壓力的作用，使界面基本上沒有本征的電氣參數(shù)，這些參數(shù)隨內(nèi)因和外界條件的變化而變化。問題的嚴(yán)重性還在于這些界面往往處在電纜附件絕緣高場強(qiáng)的位置，例如中間接頭的反應(yīng)力錐處、終端的應(yīng)力錐根部等位置。這就使它成了制約整個(gè)電纜附件絕緣性能的決定因素，也成了電纜附件絕緣的最薄弱環(huán)節(jié)。

1.1電纜絕緣表面的處理。常規(guī)的電纜絕緣表面的處理方法是用刮刀、玻璃片等工具刮削后用砂紙拋光。對110kV及以上電壓等級的高壓交聯(lián)電纜附件來說，電纜表面的超光滑處理是一道十分重要的工藝。處理電纜絕緣表面用的砂紙目數(shù)應(yīng)該在600目以上， 這樣才能保證絕緣表面有很好的光滑度， 從而提高局部放電電壓。

1.2界面壓力。界面壓力的重要性如圖2所示。這是從實(shí)驗(yàn)室得到的XLPE 電纜附件界面的絕緣強(qiáng)度與界面上所受的壓緊力的關(guān)系曲線?？梢钥闯?，界面的絕緣強(qiáng)度與壓緊力呈指數(shù)關(guān)系。界面壓力達(dá)到98kPa時(shí)界面的擊穿場強(qiáng)達(dá)到3kV/mm；如果界面壓力達(dá)到500～588kPa，界面的擊穿場強(qiáng)就能達(dá)到11kVmm。

因此，提高壓緊力能有效提高界面的絕緣強(qiáng)度。但不要簡單地認(rèn)為，只要接頭時(shí)多用一點(diǎn)勁就可以提高界面壓緊力了。界面壓緊力除了取決于絕緣材料特性外，還與電纜的絕緣直徑的公差和偏心度有關(guān)。有時(shí)候相同電壓等級、相同的導(dǎo)體截面，不同的生產(chǎn)廠家電纜的絕緣直徑和偏心度會相差很多。如不注意這一事實(shí)， 配用的預(yù)制型電纜附件難免出現(xiàn)因界面壓緊力不夠而降低電纜附件電氣裕度或者界面壓力過大而損壞橡膠預(yù)制件的可能。作為從事安裝高壓交聯(lián)電纜附件接頭的工作人員應(yīng)該知道和牢記這一條原理， 嚴(yán)格按照工藝規(guī)程處理界面的壓緊力。

2.絕緣回縮問題

XLPE電纜在生產(chǎn)時(shí)， 電纜的內(nèi)部會留有應(yīng)力， 這應(yīng)力會使電纜導(dǎo)體附近的絕緣向絕緣體中間呈收縮的趨勢。當(dāng)切斷電纜時(shí)， 就會出現(xiàn)電纜絕緣逐漸回縮和露出線芯的現(xiàn)象。這種電纜絕緣內(nèi)部的應(yīng)力會隨時(shí)間而緩慢地自行消除， 但是往往需要很長時(shí)間才能全部消失。這對僅有制作油紙電纜附件經(jīng)驗(yàn)的工作人員來說是一個(gè)非常需要注意的問題。例如圖1所示： 一個(gè)高壓電纜中間頭在發(fā)生絕緣回縮問題后造成的后果。

從圖1中可以看到，一旦電纜絕緣回縮后，中間接頭中就產(chǎn)生了能導(dǎo)致中間接頭致命的缺陷）氣隙。在高電場作用下，氣隙很快就會產(chǎn)生局部放電，導(dǎo)致中間接頭被擊穿。但在現(xiàn)場施工時(shí)， 花很長的時(shí)間等待絕緣內(nèi)部的存留的應(yīng)力自行消除是不可能的。為了消除回縮應(yīng)力，常用方法是用加熱帶繞包在每相電纜上（繞包在電纜外半導(dǎo)電層上即可），加熱到80～90e， 保持8～12h。這樣處理過的電纜95%以上的回縮應(yīng)力能夠被消除。剩余的部分應(yīng)力在電纜附件設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到這一事實(shí)。例如：在預(yù)制型附件的設(shè)計(jì)中， 導(dǎo)體連接管附近的半導(dǎo)電屏蔽設(shè)計(jì)得比較長，使半導(dǎo)電屏蔽的兩端分別搭蓋在電纜絕緣上10～15mm，如圖2所示。由此可見，在電纜附件安裝好后，即使電纜絕緣還有些回縮，導(dǎo)體的半導(dǎo)電屏蔽仍舊可以克服回縮造成的缺陷。

3.防潮與防水

有些人認(rèn)為XLPE 電纜不怕受潮和進(jìn)水， 即使電纜兩端密封不好， 電纜內(nèi)進(jìn)入一些水分也不要緊， 這種觀念是錯(cuò)誤的。XLPE 電纜進(jìn)水后短時(shí)間一般不會發(fā)現(xiàn)問題， 即使電纜導(dǎo)體進(jìn)水在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流試驗(yàn)時(shí)也不會發(fā)現(xiàn)影響電纜使用的問題。但是， XLPE 電纜進(jìn)水后， 在長期的運(yùn)行中會出現(xiàn)水樹枝現(xiàn)象， 即電纜導(dǎo)體內(nèi)的水分呈樹枝狀進(jìn)入XLPE絕緣內(nèi)， 從而使XLPE絕緣性能下降， 最終導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。XLPE電纜受潮的主要路徑之一是從電纜附件進(jìn)潮氣或進(jìn)水。電纜附件的密封一般來說總是比電纜本體差一點(diǎn)。潮氣或水分一旦進(jìn)入電纜附件后， 就會從絕緣外銅絲屏蔽的間隙或?qū)w的間隙縱向滲透進(jìn)入電纜， 從而危及整個(gè)電纜系統(tǒng)。

4.安裝

4.1電纜接頭安裝人員必須是經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和掌握所施工的附件專用安裝手冊的有經(jīng)驗(yàn)人員，還必須具有較高的電氣原理知識和高度責(zé)任心。

4.2 施工現(xiàn)場應(yīng)保持清潔、無塵土。一般情況下， 施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度應(yīng)高于5e，相對濕度不應(yīng)超過75%。必要時(shí)可以采取搭帳篷和安裝空調(diào)等措施來滿足上述對現(xiàn)場的要求。

4.3安裝前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀制造廠提供的產(chǎn)品安裝說明書，認(rèn)真清點(diǎn)附件數(shù)量。嚴(yán)格按照制造廠規(guī)定的安裝程序進(jìn)行安裝。施工人員不得擅自更改電纜的剝削尺寸和電纜附件的安裝位置，更不允許用其它材料替代電纜附件內(nèi)配套材料。

5.結(jié)束語

為適應(yīng)電力電纜技術(shù)不斷快速發(fā)展， 要求施工人員在實(shí)踐工作中不斷地探索和學(xué)習(xí)新的技術(shù)、發(fā)現(xiàn)新的問題， 實(shí)現(xiàn)電力電纜專業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。