高压电力附件应力锥尺寸制作研究方法——以500 kV电缆为例
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Ｋ ｅｖ ｗ ｏｒｄｓ： ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ： ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ： ｐｒｏ锥对 外 绝缘 的控 制形 成较 均匀 电场 ，缩 短终 端 的端末距 离 （Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）。用特种 橡胶 模 制 成 有 一 定 弹 性 的预 制 应 力 锥 ，是 在 ６０年 代 中与 ＸＬＰＥ及其 他塑料绝 缘挤 出电缆一 起发展起来 的新 型 附 件 结构 ［】】。预制 应 力锥 的装配 非 常方 便 ，只要 将它 紧 套在 切 剥好 的 电缆 端头 的工 厂绝 缘 上，使 用冷 流性 半 导体 带 在 其根 部与 电缆 外半 导体 相连 接 ，采用 绝缘 带 在 其外 面捆 扎 坚实 即可 。在 预制 应力 锥 的设计 和制 造 中，首先 要 求控 制 好它 的 电场分 布 ，其次 注意 增绕 绝 缘 （增 强绝 缘 ）与工 厂绝 缘 界面 上 易于发 生空 气游 离 的问题 。终 端头 长 期运 行后 仍应 保持 电场分 布、 界面 尺 寸配 合 及爬 电距 离 等参 数处 于 良好 范 围。因此 ，必 须 注 意材 料 的物理 化 学性 能和 其加 工工 艺 ，要 对 其进 行 严 加 控 制 。
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以 ５００ ｋＶ 电缆 为 例
徐 甜 ，贾 超 ，徐 嵩 （长 园 电力技 术有 限 公司 ，广 东 珠 海 ５１９０００）
摘 要 ：电缆 终 端 头 的应 力锥 ，应 称 之 为 终 端 电场 均化 锥 ，作 用 是 均化 终端 处 的 电场 集 中，防止 产 生局 部 放 电。以 ５００ ｋＶ 电缆 附件 应 力 锥 为研 究对 象， 分 别 从 电应 力控 制 常 用 方 法、 应 力 锥 材 料 的选 择 以 及应 力锥 设 计 方 法 选择 三 方 面 的 内 容进 行 了探 讨 ， 并 提 出在 电应 力 控 制 方 面 采 用 预 制 式应 力锥 方 式 ， 主 绝 缘 件 则 采 用 ＳＩＲ材 料。 并运 用有 限元 法优 化 应 力 锥 结 构 。
这是 由于 在此 处 的 电场 不仅 有垂 直上 的电场分 量 ，也 存在 切 向的 电场分 量 。如 果控 制不 好 电场应 力 分布状 况 ，仅 仅依 靠 电缆 自身 带有 的绝 缘性 能 ，将 难 以满 足 规模 化使 用 的实 际需求 。在 电缆 中添加 附件 能够 使 电 场更均匀化 ，增 强 电缆 的绝缘 性能。
２０１８年 ６月 ２５曰第 ３５卷 第 ６期
ｄｏｉ：１０．１９３９９￣．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０１８．０６．０１７
通 镌 电 潦 技 】Ｉ：
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐ０ｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｎ ２５， ２０１８， Ｖ ｏ１．３５ Ｎ ｏ．６ ．
高压 电力 附件应 力锥 尺寸制作研究方法
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结 果 显 示， 超 高压 电缆 附件 应 力 锥 的科 学 合理 选择 ， 有 助 于 电力 系统 的安 全运 行 。 关 键 词 ： 高压 ；应 力锥 ；制作
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｎｅ Ｓｉｚｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａ ｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ
Ｉ
１ 电应 力 控 制 的 方 法 如果 电缆 的绝缘 屏蔽 层受 到破 坏裸 露 于外 时 ，容
易在 断裂地方发 生 电应力集 中情况 。这 时候 的 电场发生 变形 ，电缆 容易被击 穿发生安全事 故。如 图 ｌ所示 ， 左边为 剥去金属 护套 ，右边 为剥去金属护套 和绝缘层 。 在 电缆 终 端 的 电场 变化 要 大于 电缆 之 间 的接 头 区域 ，
一 一 Ｔ ａｋｉｎｇ ５００ ｋＶ Ｃａｂｌｅ ａｓ ａｎ Ｅｘａｍ ｐｌｅ
ＸＵ Ｔｉａｎ，ＪＩＡ Ｃｈａｏ，ＸＵ Ｓｏｎｇ （Ｃｈａｎｇｙｕａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｈａｉ ５ １ ９０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｈｅａｄ ｉＳ ｍ ｏｒｅ ｐｒｅｃｉｓｅ．Ｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｌｌｅｄ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ｃｏｎｅ ｏｆ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ．Ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｏ ｈｏｍ ｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ５００ｋＶ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ ｉＳ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｍａｔｅｒｉａ１ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｉＳ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｐａｒｔ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ＳＩＲ ｍａｔｅｒｉａ１． ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｉＳ ｌｉｍ ｉｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉＳ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ ｂｙ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｍ ｅｔｈｏｄ． ａｎｄ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ＥＨＶ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ ｉＳ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗ ｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ．
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以 ５００ ｋＶ 电缆 为 例
徐 甜 ，贾 超 ，徐 嵩 （长 园 电力技 术有 限 公司 ，广 东 珠 海 ５１９０００）
摘 要 ：电缆 终 端 头 的应 力锥 ，应 称 之 为 终 端 电场 均化 锥 ，作 用 是 均化 终端 处 的 电场 集 中，防止 产 生局 部 放 电。以 ５００ ｋＶ 电缆 附件 应 力 锥 为研 究对 象， 分 别 从 电应 力控 制 常 用 方 法、 应 力 锥 材 料 的选 择 以 及应 力锥 设 计 方 法 选择 三 方 面 的 内 容进 行 了探 讨 ， 并 提 出在 电应 力 控 制 方 面 采 用 预 制 式应 力锥 方 式 ， 主 绝 缘 件 则 采 用 ＳＩＲ材 料。 并运 用有 限元 法优 化 应 力 锥 结 构 。
这是 由于 在此 处 的 电场 不仅 有垂 直上 的电场分 量 ，也 存在 切 向的 电场分 量 。如 果控 制不 好 电场应 力 分布状 况 ，仅 仅依 靠 电缆 自身 带有 的绝 缘性 能 ，将 难 以满 足 规模 化使 用 的实 际需求 。在 电缆 中添加 附件 能够 使 电 场更均匀化 ，增 强 电缆 的绝缘 性能。
２０１８年 ６月 ２５曰第 ３５卷 第 ６期
ｄｏｉ：１０．１９３９９￣．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０１８．０６．０１７
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Ｊｕｎ ２５， ２０１８， Ｖ ｏ１．３５ Ｎ ｏ．６ ．
高压 电力 附件应 力锥 尺寸制作研究方法
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结 果 显 示， 超 高压 电缆 附件 应 力 锥 的科 学 合理 选择 ， 有 助 于 电力 系统 的安 全运 行 。 关 键 词 ： 高压 ；应 力锥 ；制作
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｎｅ Ｓｉｚｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａ ｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ
Ｉ
１ 电应 力 控 制 的 方 法 如果 电缆 的绝缘 屏蔽 层受 到破 坏裸 露 于外 时 ，容
易在 断裂地方发 生 电应力集 中情况 。这 时候 的 电场发生 变形 ，电缆 容易被击 穿发生安全事 故。如 图 ｌ所示 ， 左边为 剥去金属 护套 ，右边 为剥去金属护套 和绝缘层 。 在 电缆 终 端 的 电场 变化 要 大于 电缆 之 间 的接 头 区域 ，
一 一 Ｔ ａｋｉｎｇ ５００ ｋＶ Ｃａｂｌｅ ａｓ ａｎ Ｅｘａｍ ｐｌｅ
ＸＵ Ｔｉａｎ，ＪＩＡ Ｃｈａｏ，ＸＵ Ｓｏｎｇ （Ｃｈａｎｇｙｕａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｈａｉ ５ １ ９０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｈｅａｄ ｉＳ ｍ ｏｒｅ ｐｒｅｃｉｓｅ．Ｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｌｌｅｄ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ｃｏｎｅ ｏｆ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ．Ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｏ ｈｏｍ ｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ５００ｋＶ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ ｉＳ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｍａｔｅｒｉａ１ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｉＳ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｐａｒｔ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ＳＩＲ ｍａｔｅｒｉａ１． ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｉＳ ｌｉｍ ｉｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉＳ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ ｂｙ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｍ ｅｔｈｏｄ． ａｎｄ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｅ ｏｆ ＥＨＶ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ ｉＳ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗ ｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ．
![高压硅橡胶电缆附件用增强型应力锥[实用新型专利]](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/67fb3d03551810a6f42486db.webp)