10kV熱縮電纜接頭工藝的改進

    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(yīng)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(nèi)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(guān)應(yīng)力管的設(shè)置卻是基本相同的。那么，應(yīng)力管的設(shè)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(jié)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(yīng)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(nèi)的分布復(fù)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(yīng)力錐的設(shè)置（在6~10kV油紙電纜中為脹鉛口）是非常重要的，該工藝質(zhì)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(yīng)力管的理論依據(jù)10kV及以下油紙電纜是統(tǒng)包屏蔽結(jié)構(gòu)。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(yīng)力集中，接頭中心兩側(cè)的電場分布較要復(fù)雜得多。因此，接頭工藝中的脹鉛對電場應(yīng)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(jié)構(gòu)，因此，熱縮接頭附件的工藝設(shè)計是按照“同結(jié)構(gòu)逐層恢復(fù)”的原則進行的，其芯線絕緣屏蔽及銅屏蔽都得以恢復(fù)。熱縮接頭各相芯線連接結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及電場分布圖分析（b）可知，交聯(lián)電纜熱縮接頭取消應(yīng)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(yīng)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(dǎo)電絕緣屏蔽層及半導(dǎo)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(jié)合界面，但此問題在工藝設(shè)計時已對界面滑閃作了充分考慮，故取消應(yīng)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(yīng)力管是合理可行的。
    實際應(yīng)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(yīng)力管技術(shù)。通過近7年的運行結(jié)果來看，從未出現(xiàn)任何因取消應(yīng)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(yīng)力管的安裝工序；也可將半導(dǎo)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(shù)改造與革新，實現(xiàn)了擴大了用電消費。在企業(yè)進行技術(shù)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。