110kv電纜中間接頭制作技術探討

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、受潮和施工環境等問題的介紹，分析了各環節應注意的問題，提出相應對策。以供參考！

關鍵詞：界面壓力 應力錐 擊穿場強 應力 氣隙

隨著電力事業的飛速發展與電力供應可靠性的提高，電力電纜的使用量發了驚人的變化，特別是近年來交聯聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜（以下簡稱XLPE絕緣電纜）的使用，現場技術工人迫切需要了解有關XLPE 絕緣電力電纜的技術性能、安裝運行及交接試驗等方面的知識。

1.絕緣界面的性能

在電纜附件的絕緣中有不少多種介質交界的地方，不同介質的交界面稱為界面。XLPE電力電纜，由于其交聯聚乙烯材料獨特的絕緣特性，使這種電纜的絕緣強度很高，在一般情況下，本體主絕緣擊穿的可能性很小。同時配套的電纜附件，不論是什么形式（如熱縮、預制、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。可以把界面設想為一層很薄且由多種介質復合的絕緣物體，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，這些參數隨內因和外界條件的變化而變化。問題的嚴重性還在于這些界面往往處在電纜附件絕緣高場強的位置，例如中間接頭的反應力錐處、終端的應力錐根部等位置。這就使它成了制約整個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節。

1.1電纜絕緣表面的處理。常規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應該在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。這是從實驗室得到的XLPE 電纜附件界面的絕緣強度與界面上所受的壓緊力的關系曲線。可以看出，界面的絕緣強度與壓緊力呈指數關系。界面壓力達到98kPa時界面的擊穿場強達到3kV/mm；如果界面壓力達到500～588kPa，界面的擊穿場強就能達到11kVmm。

因此，提高壓緊力能有效提高界面的絕緣強度。但不要簡單地認為，只要接頭時多用一點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。有時候相同電壓等級、相同的導體截面，不同的生產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， 配用的預制型電纜附件難免出現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制件的可能。作為從事安裝高壓交聯電纜附件接頭的工作人員應該知道和牢記這一條原理， 嚴格按照工藝規程處理界面的壓緊力。

2.絕緣回縮問題

XLPE電纜在生產時， 電纜的內部會留有應力， 這應力會使電纜導體附近的絕緣向絕緣體中間呈收縮的趨勢。當切斷電纜時， 就會出現電纜絕緣逐漸回縮和露出線芯的現象。這種電纜絕緣內部的應力會隨時間而緩慢地自行消除， 但是往往需要很長時間才能全部消失。這對僅有制作油紙電纜附件經驗的工作人員來說是一個非常需要注意的問題。例如圖1所示： 一個高壓電纜中間頭在發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，中間接頭中就產生了能導致中間接頭致命的缺陷）氣隙。在高電場作用下，氣隙很快就會產生局部放電，導致中間接頭被擊穿。但在現場施工時， 花很長的時間等待絕緣內部的存留的應力自行消除是不可能的。為了消除回縮應力，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%以上的回縮應力能夠被消除。剩余的部分應力在電纜附件設計時已經考慮到這一事實。例如：在預制型附件的設計中， 導體連接管附近的半導電屏蔽設計得比較長，使半導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，導體的半導電屏蔽仍舊可以克服回縮造成的缺陷。

3.防潮與防水

有些人認為XLPE 電纜不怕受潮和進水， 即使電纜兩端密封不好， 電纜內進入一些水分也不要緊， 這種觀念是錯誤的。XLPE 電纜進水后短時間一般不會發現問題， 即使電纜導體進水在進行直流耐壓試驗和泄漏電流試驗時也不會發現影響電纜使用的問題。但是， XLPE 電纜進水后， 在長期的運行中會出現水樹枝現象， 即電纜導體內的水分呈樹枝狀進入XLPE絕緣內， 從而使XLPE絕緣性能下降， 最終導致電纜絕緣擊穿。XLPE電纜受潮的主要路徑之一是從電纜附件進潮氣或進水。電纜附件的密封一般來說總是比電纜本體差一點。潮氣或水分一旦進入電纜附件后， 就會從絕緣外銅絲屏蔽的間隙或導體的間隙縱向滲透進入電纜， 從而危及整個電纜系統。

4.安裝

4.1電纜接頭安裝人員必須是經過專業培訓和掌握所施工的附件專用安裝手冊的有經驗人員，還必須具有較高的電氣原理知識和高度責任心。

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

4.3安裝前，應該仔細閱讀制造廠提供的產品安裝說明書，認真清點附件數量。嚴格按照制造廠規定的安裝程序進行安裝。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配套材料。

5.結束語

為適應電力電纜技術不斷快速發展， 要求施工人員在實踐工作中不斷地探索和學習新的技術、發現新的問題， 實現電力電纜專業的技術進步。