高壓交聯(lián)電力電纜附件選擇中的幾個問題(2)
(3)采用非橡膠應(yīng)力錐,可提供可靠的應(yīng)力控制,避免設(shè)計時應(yīng)力錐與電纜絕緣直接接觸。典型的結(jié)構(gòu)是美G W公司設(shè)計的產(chǎn)品,在內(nèi)有很多用戶。圖3是室外終端使用的這種結(jié)構(gòu)示意圖(GIS終端使用的設(shè)計相同)。應(yīng)力錐由鋁合金制成,噴涂一定厚度的環(huán)氧樹脂。從圖3可以看出,這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)力錐不與電纜絕緣直接接觸,因此可以使匹配電纜具有較大的直徑和偏心制造公差。此外,這種端子的主要部件已經(jīng)在工廠組裝好,如瓷套、應(yīng)力錐、頂蓋、底盤和油壓調(diào)節(jié)裝置,這些部件都裝有絕緣油。在安裝過程中,當電纜末端準備就緒時,可以用電纜覆蓋預(yù)制端子。以上三種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢,都達到了實用的水平,都有比較成熟的使用經(jīng)驗。
GIS終端的基本結(jié)構(gòu)類似于各個公司的戶外終端。由于GIS在全封閉環(huán)境下運行,可以避免大氣閾值和污染的影響,并且由于SF6氣體的良好絕緣特性,GIS終端的外絕緣采用環(huán)氧樹脂套管,比室外終端的瓷套小很多。其內(nèi)部絕緣的應(yīng)力錐和絕緣油與室外端子相似。圖1和圖3中GIS電纜終端的環(huán)氧樹脂套管內(nèi)填充絕緣油,稱為濕式(或充油式)GIS電纜終端。圖2中的GIS終端稱為不帶絕緣油的干式GIS電纜終端。
際電工委員會制定了IEC60859標準,規(guī)定了地理信息系統(tǒng)電纜終端和地理信息系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備之間的合作規(guī)模,并分別規(guī)定了電纜制造商和開關(guān)制造商的供貨范圍。因此,根據(jù)IEC60859標準設(shè)計和制造的所有地理信息系統(tǒng)電纜終端可以安裝在任何制造商制造的標準地理信息系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備上。IEC60859標準的較早版本頒布于1986年,標準號為IEC859-1986。本標準規(guī)定GIS電纜終端不潮濕不干燥,電纜艙中高度L8:相同。例如,L8=757土110kVGIS電纜終端。之后這個標準又修改了幾次。IEC60859-1999在1999年發(fā)布的較新版本明確指出,地理信息系統(tǒng)電纜終端可分為兩種類型:濕式和干式?,F(xiàn)行標準中,110kV濕式GIS電纜終端的工作小時數(shù)仍為757 1,而110kV干式GIS電纜終端的工作小時數(shù)為470 1。
干式變壓器端子的基本結(jié)構(gòu)與GIS端子非常相似,但干式變壓器油的介電常數(shù)(介電常數(shù))與SF6氣體不同,因此整個端子的電場分布并不完全相同。此外,干式變壓器油的擊穿強度低于SF6氣體。事實上,大多數(shù)制造商使用改變干式變壓器端子套管的高壓屏蔽形狀來調(diào)整電場分布,以使干式變壓器端子和GIS端子盡可能具有相同的結(jié)構(gòu)。
隨著硅橡膠在電氣絕緣領(lǐng)域的成功應(yīng)用,人們開始將硅橡膠的應(yīng)用擴展到電纜終端的外絕緣領(lǐng)域。先先,人們用硅橡膠復合套管代替瓷套管作為室外端子的外絕緣。復合套管質(zhì)量低,防爆性能好,保證了周圍人員和設(shè)備的安全。因此,它的出現(xiàn)引起了廣泛的關(guān)注,尤其是在人口或設(shè)備密集的地方使用。 #p#分頁標題#e#
20世紀90年代末,一種新型全預(yù)制干式合成絕緣戶外電纜終端問世。瑞士耐克森公司開發(fā)的123千伏全干式軟合成絕緣戶外終端結(jié)構(gòu)見圖4。不久,內(nèi)長沙電纜附件公司和廣東長源電纜附件公司相繼成功開發(fā)出類似產(chǎn)品。這種新型戶外終端將應(yīng)力錐、傘裙和保溫層集成為一個整體預(yù)制件。這種結(jié)構(gòu)大大簡化了終端的安裝過程。電纜通常在加工好并壓接好連桿后,將整個端子預(yù)制件套在電纜的絕緣層上。北京電四維電力科技有限公司開發(fā)的126kV干式合成絕緣戶外電纜終端,采用一個電容錐體來控制終端的電場,其結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。電容錐電場控制效果原則上優(yōu)于應(yīng)力錐,但制造麻煩。電壓等級為110千伏的電纜終端所用的應(yīng)力錐可以有效控制電場,外一般使用275千伏以上的電容錐電纜終端。在我,110千伏電壓等級的充油電纜系統(tǒng)已經(jīng)采用了電容式圓錐電纜終端
結(jié)束,并取得了滿意的效果。
2.2中間接頭
目前內(nèi)外常用的110千伏及以上交聯(lián)電纜預(yù)制中間接頭為整體預(yù)制結(jié)構(gòu),如圖6所示。早期使用的包縫和裝配式預(yù)制縫很少使用。
整體預(yù)制接頭是在工廠預(yù)制成一體的半導體內(nèi)屏蔽、主絕緣、應(yīng)力錐和半導體外屏蔽的預(yù)制接頭?,F(xiàn)場安裝時,只需將整個接頭預(yù)制件覆蓋在電纜絕緣層上即可。接頭安裝過程簡單,安裝時間短。同時,由于接頭絕緣是一個整體預(yù)制部件,因此可以對接頭絕緣進行測試,以檢查制造質(zhì)量。
不同廠家生產(chǎn)的整體預(yù)制接頭結(jié)構(gòu)相似,但安裝工藝不同,主要有以下幾點:
(1)在連接導體之前,將連接器預(yù)制件套在被連接電纜一側(cè)的外屏蔽層上。導體連接后,將預(yù)制件拖至較終位置。這個過程有一個缺點。當預(yù)制接頭在外半導電層上來回移動時,可能會將電纜上的半導電材料顆粒(安裝時打磨電纜絕緣屏蔽層留下的)帶到絕緣層上,影響接口的絕緣水平。雖然在安裝過程中,預(yù)制構(gòu)件與電纜的接口涂有硅脂,工藝規(guī)定從安裝到預(yù)制構(gòu)件到較終定位的時間不應(yīng)超過2h,但這種危險仍然存在,所以在安裝過程中要特別注意。為了避免上述問題,出現(xiàn)了以下安裝方法。
(2)在導線連接之前,用機械法將襯管推入預(yù)制件中,以擴大預(yù)制件的內(nèi)徑。然后將膨脹的預(yù)制件包覆在電纜的外半導電層上。連接好導線后,將預(yù)制件移動到較終位置,然后拔出膨脹管。這樣,就不可能將半導體材料絕緣。另一種方法是擴大預(yù)成型件的內(nèi)徑,并將連接器直接覆蓋在電纜的外護套上
,這一工藝不但解決了上述問題,而且縮短了外護套的剝切尺寸,也就縮短了接頭的長度。(3)應(yīng)用壓縮氣體(氮氣)將接頭擴大,即在接頭和電纜間充人氮氣,形成一層氣膜后,將接頭推至預(yù)定位置。由于在界面上有一層氣膜減少了摩擦力,也就不會將半導電材料帶到絕緣上了。#p#分頁標題#e#
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