[發明專利]中壓交聯聚乙烯絕緣應力錐電纜終端頭以及修復方法

有效

• 申請號: 201210197542.3
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102709866A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王恩選;段忠義;沈利平;付廷勤;曾需要;劉發展;朱國海;楊文軍;馬春泉;張建偉;陳斌
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司劉家峽水電廠
• 主分類號: H02G15/06
• 分類號: H02G15/06;H02G1/14
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發明屬于電纜技術領域，特別是涉及一種中壓交聯聚乙烯絕緣應力錐電纜終端頭，還涉及對現有的中壓交聯聚乙烯電纜終端頭修復方法。

背景技術

電力系統將6～35kV電壓等級稱為“中壓”?！爸袎弘娋W”指電壓等級為6～35kV的電網或電力系統。無論國內外，中壓交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜被廣泛用于傳送電能。應用交聯聚乙烯電纜時，電纜的兩端必須要制作電纜終端頭；采用電纜長距離傳送電能時，需要將2根或多根電纜連接起來，而將相鄰的兩根電纜連接，需要制作電纜中間接頭。

交聯聚乙烯電纜和橡膠電纜是目前電力系統使用量最大的電力電纜，特別是以交聯聚乙烯塑料為代表的新型絕緣電力電纜，具有生產制造、安裝敷設簡易方便，受環境落差的影響小，介電系數高，運行可靠，介質損耗最小，工作溫度高，載流量大，交聯聚乙烯電纜線路占地面積小，可以采用直埋地下或穿管等敷設方式，與架空線路相比，對行人、建筑物和通訊設施干擾微小，維護簡單，運行可靠性高等優點。交聯聚乙烯電纜和橡膠電纜與充油紙絕緣電纜相比最大的優勢為：因為無油，其運行中沒有油壓的低充或高放工作，也不需要對油壓進行不間斷的監視；因為無油，且電纜絕緣材料強度高，敷設施工性好，環境適應范圍廣，最適用于高落差場所；因為無油，電纜對密封的要求較低，電纜主絕緣受潮危險低。

電力電纜包括交聯聚乙烯電纜，是較安全的電能輸送裝備。大多數電纜本體事故是外力破壞或環境災害而導致意外發生事故，正常情況下，中壓電纜由于本體質量問題而發生故障的概率極低。但是近幾年中壓交聯聚乙烯電纜事故頻發，事故大多數發生在電纜終端頭或者電纜中間接頭上，事故造成電纜燒損，導致電纜變短而報廢。有些電纜事故不僅造成電纜本身燒損，電纜短路引發的電弧還會波及到與電纜連接的變壓器、開關柜等電氣設備。電纜燒損造成電力企業對用戶停電、限電事故；嚴重的影響了電力用戶的生產、工作和生活秩序。

造成交聯聚乙烯電纜終端頭或者電纜中間接頭事故的因素很多，其中電纜終端頭或電纜中間接頭的制作工藝不良、電纜敷設安裝方法不當只是其中的原因之一。中壓交聯聚乙烯電纜制造廠商或者電纜附件制造廠商，提供的電纜、電纜附件及配套材料有缺陷，或者附件制造廠配套提供的電纜頭制作工藝規范存在缺陷，造成電纜頭的絕緣結構不合理，不能滿足額定電壓下的正常運行，電纜頭在運行中發生絕緣事故即電纜單相接地的幾率，就會大大增加。

發明人認為：交聯聚乙烯電纜頭在運行中，電纜主絕緣在半導電層切剖口處高強度電場力作用下產生電暈、電暈放電火花造成主絕緣層絕緣強度降低繼而絕緣擊穿放電是電纜事故頻發的直接原因。電纜頭事故的起因和事故成形的基本原理和形成過程分析如下：

現行的交聯聚乙烯電纜終端頭有兩種制作工藝方法：一種是電纜終端頭熱縮制作工藝規范；一種是電纜終端頭冷縮制作工藝規范；目前這兩種電纜終端頭制作工藝方法類似，均存在著絕緣結構缺陷。

電纜頭制作時必須按照各規定尺寸“剖剝”，電纜“剖封”半導電層切剖口與絕緣層結合部在運行中電場畸變，產生危險的電場切向分量和軸向分量，造成電纜主絕緣承受的電場強度提高10～20倍，電纜切剖口處的游離電壓降低，導致電纜切剖口處產生電暈。電暈長期在電纜絕緣層和切剖口處產生的微弱電火花并在電纜頭運行溫度上疊加數十度。電纜頭長期在電暈火花和電暈高溫（指電暈溫度高于絕緣層其他部位溫度）的作用下，絕緣層交聯聚乙烯塑料材質逐漸劣化；介質損耗增大，泄漏電流增加，最終導致電纜頭絕緣強度降低，在運行電壓下半導電層切剖口處主絕緣發生絕緣擊穿，引發電纜芯線導體對半導電層（接地部分）發生電弧放電，造成交聯聚乙烯電纜發生單相接地事故。若繼電保護裝置不能及早切除故障點，發生事故的電纜頭在單相接地電弧以及電網故障電流、電壓的作用下會發展擴大為多相短路事故。

電纜熱縮中間接頭的制作方法與電纜熱縮終端頭相似。以電纜熱縮終端頭為例，介紹電纜頭事故原因以及修復方法。采用的“參數型絕緣結構”是交聯聚乙烯電纜目前普遍采用消弱高強度電場的方法。即市場采購成套電纜頭熱縮附件，按照附件制造廠商配套提供的工藝規范切剝電纜護套、鎧裝、屏蔽層及主絕緣等，然后將相應規格的應力控制管、絕緣管、分支套等，套裝在銅屏蔽的末端處，熱縮成形等。