电应力操控是中高压电缆附件规划中的极为重要的部分。电应力操控是对电缆附件内部的电场散布和电场强度实施操控,也就是采纳恰当的办法,使得电场散布和电场强度处于很佳状况,然后提高电缆附件运转的可*性和使用寿命。
关于电缆终端而言,电场畸变很为严峻,影响终端运转可*性很大的是电缆外屏蔽堵截处,而电缆中间接头电场畸变的影响,除了电缆外屏蔽堵截处,还有电缆结尾绝缘堵截处。为了改进电缆绝缘屏蔽层堵截处的电应力散布,一般选用
a.几何形状法---选用应力锥缓解电场应力会集
b.参数操控法---b1.选用高介电常数资料缓解电场应力会集
b2.选用非线性电阻资料缓解电场应力会集
c.综合操控法---选用电容锥缓解电场应力会集
1.1应力锥:应力锥规划是常见的方法,从电气的视点上来看也是很可*的很有用的方法。应力锥经过将绝缘屏蔽层的堵截处进行延伸,使低电位构成喇叭状,改进了绝缘屏蔽层的电场散布,下降了电晕产生的可能性,减少了绝缘的破坏,确保了电缆的运转寿命。
选用应力锥规划的电缆附件有绕包式终端、预制式终端、冷缩式终端。
1.2高介电常数资料:
1.2.1选用应力操控层---上世纪末国外开发了适用于中压电缆附件的所谓应力操控层。其原理是选用适宜的电气参数的资料复合在电缆结尾
屏蔽堵截处的绝缘外表上,以改变绝缘外表的电位散布,然后到达改进电场的目的。
应用应力操控层的方法是建立在分析影响电位散布的各个要素的基础上的。电缆绝缘自身有体积电阻(Rv)和体积电容(Cv),绝缘外表有外表电阻(Rs)和外表电容(Cs),这些都是散布参数。要使屏蔽结尾电位散布趋于均匀,就得改变这些参数,因为电缆结尾屏蔽堵截后有必要留有一段绝缘,而这段绝缘的体积电阻(Rv)和体积电容(Cv)无法改变,只能改变外表电阻(Rs)和外表电容(Cs)。假如使电缆结尾绝缘外表电阻(Rs)减小,则电位也随之下降,这样做是有用果的,但因外表电阻(Rs)减小将使外表泄漏电流增加,导致电缆绝缘外表发热,这是不利的。另一方法是增大屏蔽结尾绝缘外表电容(Cs),然后下降这部分的容抗,也能使电位降下来,容抗减小会使外表电容电流增加,但不会导致发热,因为电容正比于资料的介电常数,也就是说要想增大外表电容,可以在电缆屏蔽结尾绝缘外表附加一层高介电常数的资料。目前应力操控资料的产品已有热缩应力管、冷缩应力管、应力操控带等等,一般这些应力操控资料的介电常数都大于20,体积电阻率为1081012Ω.cm。应力操控资料的应用,要统筹应力操控和体积电阻两项技术要求。虽然在理论上介电常数是越高越好,可是介电常数过大引起的电容电流也会产生热量,促进应力操控资料老化。同时应力操控资料作为一种高分子多相结构复合资料,在资料自身配合上,介电常数与体积电阻率是一对矛盾,介电常数做得越高,体积电阻率相应就会下降,并且资料电气参数的稳定性也常常受到各种要素的影响,在长期电场中运转,温度、外部环境改变都将使应力操控资料老化,老化后的应力操控资料的体积电阻率会发生很大的改变,体积电阻率变大,应力操控资料成了绝缘资料,起不到改进电场的效果,体积电阻率变小,应力操控资料成了导电资料,使电缆呈现毛病。这就是应用应力操控资料改进电场的热缩式电缆附件为什么只能用于中压电力电缆线路和热缩式电缆附件经常呈现毛病的原因所在,同样选用冷缩应力管和应力操控带的电缆附件也有类似问题。
1.2.2选用非线性电阻资料---非线性电阻资料(FSD)也是近期发展起来的一种新型资料,它利用资料自身电阻率与外施电场成非线性联系改变的特性,来解决电缆绝缘屏蔽堵截处电场会集散布的问题。非线性电阻资料具有对不同的电压有改变电阻值的特性。当电压很低的时分,呈现出较大的电阻性能;当电压很高的时分,呈现出较小的电阻性能。选用非线性电阻资料可以生产出较短的应力操控管,然后解决电缆选用高介电常数应力操控管终端无法适用于小型开关柜的问题。非线性电阻资料亦可制成非线性电阻片(应力操控片),直接绕包在电缆绝缘屏蔽堵截处上,缓解这一点的应力会集的问题。
为什么高压单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆要选用特别的接地方法?
电力安全规程规则:电气设备非带电的金属外壳都要接地,因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常35kV及以下电压等级的电缆都选用两头接地方法,这是因为这些电缆大多数是三芯电缆,在正常运转中,流过三个线芯的电流总和为低,在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链,这样,在铝包或金属屏蔽层两头就基本上没有感应电压,所以两头接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。可是当电压超越35kV时,大多数选用单芯电缆,单芯电缆的线芯与金属屏蔽的联系,可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯经过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层,使它的两头呈现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比,电缆很长时,护套上的感应电压叠加起来可到达危及人身安全的程度,在线路发生短路毛病、遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽上会构成很高的感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。此时,假如仍将铝包或金属屏蔽层两头三相互联接地,则铝包或金属屏蔽层将会呈现很大的环流,其值可达线芯电流的50%--95%,构成损耗,使铝包或金属屏蔽层发热,这不只浪费了很多电能,而且下降了电缆的载流量,并加速了电缆绝缘老化,因此单芯电缆不该两头接地。[个别状况(如短电缆或轻载运转时)方可将铝包或金属屏蔽层两头三相互联接地。] 然而,当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后,接着带来了下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会呈现很高的冲击电压;在系统发生短路时,短路电流流经线芯时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会呈现较高的工频感应电压,在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的效果而损坏时,将导致呈现多点接地,构成环流。因此,在选用一端互联接地时,有必要采纳办法限制护层上的过电压,装置时应根据线路的不同状况,按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置选用特别的衔接和接地方法,并同时装设护层保护器,以防止电缆护层绝缘被击穿。
据此,高压电缆线路装置时,应该按照GB50217-1994《电力工程电缆规划规程》的要求,单芯电缆线路的金属护套只要一点接地时,金属护套任一点的感应电压不该超越50-100V(未采纳不能恣意接触金属护套的安全办法时不大于50V;如采纳了有用办法时,不得大于100V),并应对地绝缘。假如大于此规则电压时,应采纳金属护套分段绝缘或绝缘后衔接成交*互联的接线。为了减小单芯电缆线路对附近辅佐电缆及通信电缆的感应电压,应尽量选用交*互联接线。关于电缆长度不长的状况下,可选用单点接地的方法。为保护电缆护层绝缘,在不接地的一端应加装护层保护器。
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