隨著中低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡稱交聯(lián)電纜)的普遍應用,熱縮電纜附件也占據(jù)了電力電纜附件也占據(jù)了電力電纜附件市場。目前,國內熱縮電纜附件的主要生產(chǎn)廠有四、五家。其附件配套及安裝工藝雖有不同,但在電纜中間接頭工藝中有關應力管的設置卻是基本相同的。那么,應力管的設置在10kV交聯(lián)電纜中間接頭工藝中是否必須呢,下面筆者結合多年來安裝高、低壓電纜頭的經(jīng)驗,從理論上分析論證如下。
1電力電纜終端電場分布及應力管作用原理如所示,電纜端部的電場分布比電纜絕緣層內的分布復雜得多,電場集中在靠近金屬護套邊緣的部位,并具有很大的軸向分量,傳統(tǒng)的油浸紙絕緣電纜(以下簡稱油紙電纜),其沿紙帶表面的擊穿場強比垂直于紙帶表面的擊穿場強低得多,約為1/10左右。因此,既便是在中低壓電纜頭的制作中,應力錐的設置(在6~10kV油紙電纜中為脹鉛口)是非常重要的,該工藝質量的好壞,直接影響電纜頭的壽命。
在中低壓熱縮電纜附件中,由于橡塑電纜無金2熱縮接頭取消應力管的理論依據(jù)10kV及以下油紙電纜是統(tǒng)包屏蔽結構。中間接頭時,電纜金屬護套及屏蔽層均斷開(如常用的環(huán)氧樹脂灌注接頭無金屬外殼,只有地線相連),電纜鉛包斷口處電場應力集中,接頭中心兩側的電場分布較要復雜得多。因此,接頭工藝中的脹鉛對電場應力疏散是非常重要的。但是,由于10kV及以下交聯(lián)電纜都采用了分相屏蔽結構,因此,熱縮接頭附件的工藝設計是按照“同結構逐層恢復”的原則進行的,其芯線絕緣屏蔽及銅屏蔽都得以恢復。熱縮接頭各相芯線連接結構及電場分布情況如所示。比較和可以看出,油紙電纜接頭與交聯(lián)電纜熱縮接頭的電場分布情況有著根本的困3熱縮接頭芯連接結構及電場分布圖分析(b)可知,交聯(lián)電纜熱縮接頭取消應力管有以下4條依據(jù):交聯(lián)電纜熱縮接頭的電場畸變遠遠小于油紙電纜接頭,其存在的軸向分量是非常小的;應力管是由低電阻率材料制造的,其體積電阻率為10'較絕緣管約低6個數(shù)量級,并且安裝后與半導電絕緣屏蔽層及半導電管緊密接觸,厚度又小,故可看作與絕緣屏蔽等電位;交聯(lián)電纜芯絕緣是擠塑而成的,沿電纜徑向與軸向絕緣強度基本一致,絕緣薄弱處只有絕緣與增強絕緣的結合界面,但此問題在工藝設計時已對界面滑閃作了充分考慮,故取消應力管不會對其帶來影響;由于10kV及以下交聯(lián)電纜頭處的增強絕緣厚度較小,對接頭處電場分布影響不大。鑒于上述4條原因,在10kV級熱縮電纜接頭工藝中取消應力管是合理可行的。
實際應用及建議山東鋁業(yè)公司電解鋁廠自1992年開始將原來的10kV油浸紙絕緣電纜更換為交聯(lián)電纜,在6條回路近1100m電纜的6個電纜接頭中采用了熱縮電纜接頭安裝工藝中取消應力管技術。通過近7年的運行結果來看,從未出現(xiàn)任何因取消應力管而引起的故障。由此建議:10kV交聯(lián)電纜熱縮接頭可在各廠家現(xiàn)有工藝中考慮取消應力管的安裝工序;也可將半導電管及護套縮短,既可以減小接頭的總長度,由此可使接頭成本降低約5%~10%,批量生產(chǎn)時經(jīng)濟效益是很可觀的。總生產(chǎn)能力達到30萬t,可新增用電約2億kWh,這是一個大的用電增長點。
通過近10年的技術改造與革新,實現(xiàn)了擴大了用電消費。在企業(yè)進行技術改造擴大生產(chǎn)能力,刺激電力消費增長的同時,要注意節(jié)約用電,進行節(jié)電技改,提高電能利用效率,降低單位產(chǎn)品電耗,才能具有良好的投資效益。
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