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高压交联电缆附件的选型及品质评判

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2004年第5期No.5　2004电线电缆ElectricWire&Cable2004年10月Oct.,2004

高压交联电缆附件的选型及品质评判王佩龙(上海电缆研究所,上海200093)

摘要:本文综述当今国内、外品种繁多的高压交联电缆终端产品,扼要地分析各种类产品的结构特点及制造、安装和使用中应注意的问题。对涉及高压交联电缆终端的结构选型方面的一些问题进行探讨,并提出对电缆附件产品品质的评判的原则。关键词:高压交联电缆;电缆附件;户外终端;GIS终端;结构选型;品质评判中图分类号:TM203;TM247.9文献标识码:A文章编号:167226901(2004)0520007206

TypechoosingandqualityassessmentofEHVXLPEcableaccessoriesWANGPei2long(ShanghaiElectricCableResearchInstitute,Shanghai200093,China)Abstract:ThispapersummariesthevarietyofEHVXLPEcableterminationsathomeandabroad.Itanaly2sesbrieflytheconstructionalcharacteristicsandmattersneedingattentioninmountingandapplicationforeachtypeoftermination,investigatessomeissuesconcerningtypechoosingoftheconstructionofEHVXLPEcableteminationsandpresentstheprincipleforqualityassessment.Keywords:EHVXLPEcable;cableaccessories;outdoortermination;GIStermination;typechoosingofconstruction;qualityassessment

收稿日期:2004202220

作者简介:王佩龙(1940-),男,浙江宁波人,教授级高级工程师.

作者地址:上海市军工路1000号[200093].

1　引　言当今国内、外市场上高压交联电缆附件品种繁多,结构都不相同,各有特点。用户的正确选型不仅影响电缆工程的施工和投资,也直接影响电缆系统的安全运行和使用寿命。对电缆附件制造厂商而言,

把握好产品方向,给用户最理想的产品,也是一个重大课题。本文对当今110kV及以上电压等级的交联电缆附件的结构特点及生产、安装和使用中应注意的问题进行了分析,对涉及高压交联电缆终端的结构选型方面的一些问题进行探讨并提出对产品品质的评判的原则,供设计、制造、安装、运行等部门参考。

2　高压交联电缆附件的现状国内新建设的高压电缆工程,大多是采用预制型电缆附件。预制型电缆终端的种类很多,以下对国内外流行的主要类型及其结构特点进行评析。传统的预制型终端的内绝缘采用预制应力锥控制电场,外绝缘是瓷套管(或环氧树脂套管)。套管与应力锥之间一般都充以硅油或者聚丁烯、聚异丁烯

之类的绝缘油。出厂时,制造厂提供的是橡胶预制应力锥、瓷套、绝缘油等零部件,在现场安装时再装配成终端。现代预制型终端有三种基本结构[1]:

(1)将橡胶预制应力锥机械扩张后套在电缆绝

缘上。这种结构的特点是应力锥直接套在电缆绝缘上,依靠应力锥材料自身的弹性保持应力锥与电缆绝缘之间界面上的应力和电气强度。欧美一些国家的电缆制造厂商,如我国用户熟悉的瑞士Brugg,意大利Pirelli,法国Nexans,德国Siemens等公司以及我国沈阳电缆厂、上海三原电缆附件公司、北京国电四维电力技术公司都有这种结构的产品。图1所示的国产户外终端产品是这种结构的典型。它的外绝缘是瓷套(GIS终端一般用环氧树脂套管)。内绝

缘是一个合成橡胶(硅橡胶或乙丙橡胶)预模制应力锥,瓷套(或环氧树脂套管)内注入合成绝缘油。显然,这种结构简单。但是存在两个令人关心的技术问题:1)合成橡胶应力锥与浸渍油的相容性;2

)

在高电场和热场作用下,预模制的橡胶应力锥老化会引起界面压的变化(松弛),从而降低电气强度。以上两个问题实际上就是一个材料问题。合适的材料既可以使合成橡胶与浸渍油相容,又可以确保良好的老化性能。上述欧美国家的电缆制造厂商大量产品的长期安全运行经验可以证明这一点。 (2)采用弹簧压紧装置。这种结构的结构特点是在应力锥上增加一套机械弹簧装置以保持应力锥

a)户外终端 b)

GIS󰃗变压器终端

图1　110kV交联电缆预制型终端结构示意(应力锥机械扩张后套在电缆的绝缘上)1—导体引出杆　2—瓷套管　3—橡胶预制应力锥　4—绝缘油　5—环氧树脂套管与电缆之间界面上的应力恒定(如图2所示),辅以对付在高电场和热场作用下,橡胶应力锥老化后可能会引起的界面压力的变化(松弛)。这种结构还有一个很重要的特点,从图2可以看到它的橡胶应力锥与浸渍油基本隔离,从而消除了应力锥材料溶涨的可能性。日本和韩国的电缆制造厂商采用了这种结构。我国湖南省长沙电缆附件公司的产品也是这种结构。 图2所示的在应力锥上增加弹簧装置的结构在设计上似乎更周全些。但是,结构复杂了,对制造和现场安装的要求都提高了,现场安装的时间也增加。(3)采用一种非橡胶应力锥,在设计上它既能提

供可靠的应力控制又能避开应力锥与电缆绝缘直接接触。典型的结构是美国G&W公司设计的产品,在我国已经有不少用户。图3示出这种结构的138

kV交联电缆户外终端和GIS终端的结构示意。它在工厂内已经把主要的零部件:瓷套管、应力锥(成型铝合金喷镀环氧树脂)、顶盖、底盘和油压调整装置等都装配好,并且充满绝缘油。安装时,当把电缆端部准备好后,把预制终端套入电缆即可。从使用角度来看,这种结构可以允许配套电缆有较大的直径和偏心度的制造公差。

a)户外终端b)GIS󰃗变压器终端图2　110kV交联电缆预制型户外终端结构示意(弹簧压紧装置)1—导体引出杆　2—屏蔽罩　3—瓷套管　4—橡胶预制应力锥　5—底座　6—尾管　7—支持绝缘子　8—自粘橡胶带　9—电缆　10—环氧树脂套管　11—应力锥托

a)户外终端b)GIS终端图3　138kV交联电缆户外终端结构示意(应力锥民电缆绝缘不直接接触)1—导体引出杆　2—屏蔽罩　3—密封环　4—绝缘油补偿装置　5—电缆绝缘　6—绝缘油　7—瓷套管　8—应力锥　9—密封环　10—支持绝缘子　11—尾管　12—环氧树脂套管　13—铝外壳　14—阀门　15—接地环・8・

No.5　2004ElectricWire&CableOct.,2004 上述三种结构各有所长,均达到了实用化水平,都已经有比较成熟的使用经验。GIS终端和变压器终端的基本结构与各公司的户外终端相似。由于GIS是在全封闭环境下运行,可以免受大气条件和污秽的影响,加上SF6气体的良好绝缘特性,所以GIS终端的外绝缘采用环氧树脂套管,其尺寸比户外终端瓷套小得多。它的内绝缘用的应力锥和绝缘油与户外终端相似。在图1和图3的GIS电缆终端的环氧树脂套管内充有绝缘油,称为湿式(或充油式)GIS电缆终端。图2的GIS终端内,不灌注绝缘油,称干式GIS电缆终端。为了规范GIS电缆终端与GIS开关设备的具体配合尺寸和明确电缆制造厂与开关制造厂的各自供货的范围,国际电工委员会制定了IEC859标准。因此,按照IEC859标准设计制造的GIS电缆终端都可以安装在任何厂商制造的标准型GIS设备上。IEC859标准的最早版本是1986年颁布的,当时规定GIS电缆终端,不分湿式或干式,在电缆仓内的高度Ls是相同的。例如,110kVGIS电缆终端的Ls=757±1mm。之后该标准又几经修改,1999年颁布的最新版本IEC60859-1999明确了GIS电缆终端分为湿式和干式两种类型,110kV湿式GIS电缆终端的Ls仍为757±1mm。而110kV干式GIS电缆终端的Ls为470±1mm。变压器终端的基本结构与GIS终端的基本结构十分相似,但是变压器油与SF6气体的电容率(介电常数)不同,因而整个终端的电场分布也不完全相同。另外,变压器油的击穿强度也较SF6气体低。事实上,大多数制造厂采用的是改变变压器终端套管高压屏蔽罩的形状调整电场分布,达到尽可能使变压器终端与GIS终端相同的结构。随着硅橡胶在电气绝缘领域成功的使用,人们开始把硅橡胶的应用拓展到电缆终端的外绝缘领域。首先人们采用硅橡胶复合套管代替瓷套作为户外终端的外绝缘。复合套管重量轻,有优良的防爆性,保证了周围的人员和设备的安全。因此,它的出现受到普遍地关注,特别是使用在人口或设备密集地点。上世纪90年代末,一种新型的全预制干式合成绝缘户外电缆终端问世。瑞士Nexans公司开发的的结构如图4所示。不久,国内的长沙电缆附件公司和广东长园电缆附件公司相继开发成功类似的产品。这种新型的户外终端是集应力锥、伞裙和绝缘层于一体,成为一个整体预制件。这种结构极大地简化了终端的安装工序,即在通常处理完电缆并压接好接线杆后,将整个终端预制件套入电缆的绝缘上即成。

图4　123kV全干式软性合成绝缘户外终端结构示意(瑞士Nexans公司)1—硅橡胶预制件(应力锥、伞裙和绝缘层成一体)　2—顶帽(屏蔽罩)　3—导体引出杆　4—泄漏电流收集环　5—接地极

北京国电四维电力技术公司开发的干式合成绝缘户外电缆终端是用一个电容锥控制终端的电场,

如图5所示。从原理上讲,电容锥控制电场的效果优于应力锥,但制造上比较麻烦。110kV电压等级的电缆终端用应力锥已足可以有效控制电场,国外一般在275kV以上才使用电容锥式电缆终端。国内,

在110kV电压等级的充油电缆系统中使用过电容锥式电缆终端,取得令人满意的效果。

3　关于选型的若干问题初入高压电缆附件领域的用户,选型时容易进入追求“新潮”的误区,认为新开发的产品一定比老产品好。其实不然。在上述图1～图5各类电缆终端中,每种结构都具有一系列优点,但也存在一些弱点。而且,某个结构的某个特点,在某种使用场合下是优点,在另一种使用场合也许成为不希望存在的缺点。以下仅举两个例子作为说明。3.1　硅橡胶复合套管和瓷套的选择图1、图2和图3的各类终端都可以用硅橡胶复合套管代替瓷套作为户外终端的外绝缘,制造厂也作出明码标价提供给用户选择。

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No.5　2004ElectricWire&CableOct.,2004

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高压交联聚乙烯绝缘电缆的选择

高压交联聚乙烯绝缘电缆的选择

高压交联聚乙烯绝缘电缆的选择1 引言交联聚乙烯绝缘电力电缆由于具有良好的电气性能等一系列优点，被广泛得到使用。

其制造技术从低压到高压，从小截面到大截面，从普通结构到阻燃，从过氧化物交联、硅烷交联到辐照交联均已日趋成熟。

上世纪80年代末，沈阳电缆厂用2+2悬链工艺制造出我国第一根100kV交联电缆，90年代初上海电缆厂开始用立式交联工艺生产10kV 交联电缆，郑州电缆（集团）股份有限公司在试制成功110kV交联电缆后，1996年首次用立式全干法工艺生产的220kV交联电缆通过两部鉴定，填补国内空白，相继已有十多条生产线具备高压交联电缆的生产条件。

实际上国内高压交联电缆的应用还要超前于电缆的制造。

可以说高压交联电缆的批量使用促进了制造行业的技术进步，而制造技术和工艺装备的发展又不断满足了电力工业的需要。

目前，国产110kV和220kV高压交联电缆的制造技术已基本接近当代世界先进水平。

在进一步加强企业内部管理，稳定产品质量，合理选择电缆种类和参数，提高与整个线路相关的技术水平的前提下，高压交联电缆线路的安全性、可靠性、经济性就会不断提高。

本文就选择高压交联电缆有关问题作初浅的探讨。

2 高压交联电缆的导体高压交联电缆的导体与其他电力电缆一样，分为铜导体和铝导体，选择导体截面和导体材料主要考虑两个因素，其一是载流量，其二是允许通过的短路电流。

影响载流量的因素分别为损耗即导体损耗、绝缘损耗、金属屏蔽层损耗和铠装层损耗，热阻以及电缆敷设方式和环境条件。

在电缆敷设方式、环境条件和护层结构一定的前提下，电缆的载流量和短路电流的大小取决于导体直流电阻，也就是取决于导体的材料和导体的截面积。

显然，铜的电阻率比铝的电阻率小得多，而且铜导体还具有接触电阻小、机械强度高、弯曲性能好等优点，紧压圆型绞合导体的表面质量明显优于铝导体。

但是铝的密度小，对于相同直流电阻的铜、铝导体来说，铝导体的重量不到铜导体重量的50%，价格也比铜导体便宜，铝导体电缆与铜导体电缆相比具有明显的经济性。

电缆质量鉴定

电缆质量鉴定

电缆质量鉴定电缆是通电设备中非常重要的一种，广泛用于各种场合，例如城市供电、交通、通讯、建筑等等。

电缆质量鉴定是重要保障电缆产品性能和质量安全的一种方式。

以下我将从电缆的质量鉴定方法、鉴定标准、鉴定过程等方面来介绍电缆的质量鉴定。

一、电缆质量鉴定方法对于电缆质量鉴定，需要对电缆产品进行全面的检测和评估。

这需要采用一系列测试方法来对电缆的质量进行评估。

主要的鉴定方法包括以下几点：1.外观检查：主要检查电缆外观是否整洁无损，表面是否有破损、划痕、腐蚀、凹陷等情况，同时还需要检查接口部分是否紧密牢靠。

2.尺寸检测：需要检查电缆的直径、厚度、长度等尺寸是否符合标准要求。

3.电学性能检测：需要测量电缆的绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗、电场强度、电容等电学性能指标。

4.物理性能检测：需要检查电缆的拉伸强度、屈服强度、弯曲强度、耐压强度等物理性能参数。

5.耐热性能检测：需要检查电缆的热稳定性、高温性能、低温性能等。

6.环保指标检测：主要检测电缆是否符合国家相关环保标准，包括材料是否含有有害物质等。

二、电缆质量鉴定标准针对不同类型的电缆产品，国内外都有相应的标准规定。

电缆质量鉴定需要遵循这些标准规定来评估电缆的性能。

国内主要依据以下标准进行评估：1.出厂标准：电缆生产企业根据国家有关标准要求和自身质量管理体制制定出厂标准，包括产品型号、规格、质量、技术条件和检验标准等。

2.国家标准：电缆的生产、检测、使用、维护等方面相关的标准。

3.行业标准：特定行业或领域内的电缆产品所应符合的标准，如电力电缆、通讯电缆等。

三、电缆质量鉴定过程电缆质量鉴定是一个复杂的过程，需要通过多个步骤来保证鉴定结果的准确性。

一般分以下几个步骤：1.选样：从所测试区域内随机选择样品进行测试，并记录相应的位置、时间、样品编号等信息。

2.采样：对所选的电缆样品进行采样，注意采样方法要准确无误，避免对样品造成损害。

3.试验：进行必要的试验，如外观检查、尺寸测量、电学性能、物理性能、耐热性能等试验。

高压、低压电缆的选择标准

高压、低压电缆的选择标准

高压、低压电缆的选择标准电缆作为电力传输和控制系统中非常重要的组成部分，其质量和性能的稳定性对于电力设备的运作具有至关重要的影响。

而高压、低压电缆则是电力系统中最为常用的电缆类型，本文将详细介绍高压、低压电缆的选择标准，帮助读者更好地选择合适的电缆。

1. 高压电缆的选择标准1.1 导体材质的选择高压电缆一般由铜或铝制成，铜的导电性能优于铝，因此在电气传输中常使用铜制导体作为高压电缆的导体材料。

但是铜材料相比铝材料价格更加昂贵，因此在电力传输中会根据实际需求对两种材料进行选择。

1.2 电缆结构的确定高压电缆的结构设计根据电力传输的需要而定，可有单芯、三芯、四芯等不同形式。

对于其他高压电缆结构特点，可根据实际需求进行选择，以满足不同的电力传输需求。

1.3 电缆屏蔽和绝缘材料的选择高压电缆的绝缘材料要求具有良好的电绝缘、机械强度、热稳定性、抗化学腐蚀性和耐水性等性能。

同时，为了保证传输质量，通常在高压电缆的绝缘层内和导体之间，设置金属屏蔽层、绝缘缘减层等。

根据实际需求，可选择聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯等材料作为绝缘材料。

1.4 外套材料的选择高压电缆的外套材料要求具有良好的耐磨损性、耐紫外线性、良好的绝缘性、耐臭氧性、耐酸碱性等优良特性。

一般常用的外套材料有聚氯乙烯、交联聚乙烯等。

2. 低压电缆的选择标准2.1 导体材质的选择低压电缆主要采用电解铜材料作为导体材料，因其具有良好的导电性和热稳定性，且比铝的电导率高，因此在低压电缆中使用较多。

2.2 规格选择不同的低压电缆具有不同的额定电压和电流，在选择时应根据实际需求来进行确定。

一般来说，低压电缆的额定电压为600V或750V，电流则根据电器负载的大小来确定。

2.3 绝缘材料的选择低压电缆的绝缘材料要求具有较好的电绝缘、机械强度、暴露时较好的耐磨损性等性能。

常见的绝缘材料有交联聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。

2.4 外套材料的选择低压电缆的外套材料要求具有较好的防水、耐酸碱、耐油、耐燃烧等性能。

高压电缆选型

高压电缆选型

高压电缆选型文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]按照以下情况而定：1根据电缆敷设的、使用地点及使用环境，选择电缆的绝缘方式（如、交链聚乙、橡胶绝缘烯等）；2根据电缆的敷设环境，选择电缆外壳保护方式（如、钢丝等）；3根据电缆使用的，选择电缆的；4根据电缆回路，选择电缆的截面。

5所谓10KV不考虑，是指该的热稳定值比较高，按此热稳定值选择的电缆最小截面已经很大（如180或240平方毫米截面），在此截面的范围内，无论的大小，都是按热稳定最小截面选择电缆。

但是如果负荷容量额定电流大于确定的最小电缆截面的额定，当然还是需要考虑载流量的。

10kv高压表如下：向左转|向右转导线截面积与的计算一、一般铜导线的安全是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。

一般铜导线的安全为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。

<关键点> 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。

如： mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2，计算出所选取铜导线截面积S的上下范围： S=< I /（5~8）>= I ~ I（mm2） S-----铜导线截面积（mm2） I-----（A）三、功率计算一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种式电，一种是电。

对于电的计算公式：P=UI 对于日光灯负载的计算公式：P=UIcosф，其中日光灯负载的功率因数cosф=。

不同电功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取。

也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦，则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220*=34(A) 但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数，公用系数一般。