[发明专利]中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头以及修复方法

说明书

技术领域

本发明属于电缆技术领域，特别是涉及一种中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头，还涉及对现有的中压交联聚乙烯电缆终端头修复方法。

背景技术

电力系统将6～35kV电压等级称为“中压”。“中压电网”指电压等级为6～35kV的电网或电力系统。无论国内外，中压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆被广泛用于传送电能。应用交联聚乙烯电缆时，电缆的两端必须要制作电缆终端头；采用电缆长距离传送电能时，需要将2根或多根电缆连接起来，而将相邻的两根电缆连接，需要制作电缆中间接头。

交联聚乙烯电缆和橡胶电缆是目前电力系统使用量最大的电力电缆，特别是以交联聚乙烯塑料为代表的新型绝缘电力电缆，具有生产制造、安装敷设简易方便，受环境落差的影响小，介电系数高，运行可靠，介质损耗最小，工作温度高，载流量大，交联聚乙烯电缆线路占地面积小，可以采用直埋地下或穿管等敷设方式，与架空线路相比，对行人、建筑物和通讯设施干扰微小，维护简单，运行可靠性高等优点。交联聚乙烯电缆和橡胶电缆与充油纸绝缘电缆相比最大的优势为：因为无油，其运行中没有油压的低充或高放工作，也不需要对油压进行不间断的监视；因为无油，且电缆绝缘材料强度高，敷设施工性好，环境适应范围广，最适用于高落差场所；因为无油，电缆对密封的要求较低，电缆主绝缘受潮危险低。

电力电缆包括交联聚乙烯电缆，是较安全的电能输送装备。大多数电缆本体事故是外力破坏或环境灾害而导致意外发生事故，正常情况下，中压电缆由于本体质量问题而发生故障的概率极低。但是近几年中压交联聚乙烯电缆事故频发，事故大多数发生在电缆终端头或者电缆中间接头上，事故造成电缆烧损，导致电缆变短而报废。有些电缆事故不仅造成电缆本身烧损，电缆短路引发的电弧还会波及到与电缆连接的变压器、开关柜等电气设备。电缆烧损造成电力企业对用户停电、限电事故；严重的影响了电力用户的生产、工作和生活秩序。

造成交联聚乙烯电缆终端头或者电缆中间接头事故的因素很多，其中电缆终端头或电缆中间接头的制作工艺不良、电缆敷设安装方法不当只是其中的原因之一。中压交联聚乙烯电缆制造厂商或者电缆附件制造厂商，提供的电缆、电缆附件及配套材料有缺陷，或者附件制造厂配套提供的电缆头制作工艺规范存在缺陷，造成电缆头的绝缘结构不合理，不能满足额定电压下的正常运行，电缆头在运行中发生绝缘事故即电缆单相接地的几率，就会大大增加。

发明人认为：交联聚乙烯电缆头在运行中，电缆主绝缘在半导电层切剖口处高强度电场力作用下产生电晕、电晕放电火花造成主绝缘层绝缘强度降低继而绝缘击穿放电是电缆事故频发的直接原因。电缆头事故的起因和事故成形的基本原理和形成过程分析如下：

现行的交联聚乙烯电缆终端头有两种制作工艺方法：一种是电缆终端头热缩制作工艺规范；一种是电缆终端头冷缩制作工艺规范；目前这两种电缆终端头制作工艺方法类似，均存在着绝缘结构缺陷。

电缆头制作时必须按照各规定尺寸“剖剥”，电缆“剖封”半导电层切剖口与绝缘层结合部在运行中电场畸变，产生危险的电场切向分量和轴向分量，造成电缆主绝缘承受的电场强度提高10～20倍，电缆切剖口处的游离电压降低，导致电缆切剖口处产生电晕。电晕长期在电缆绝缘层和切剖口处产生的微弱电火花并在电缆头运行温度上叠加数十度。电缆头长期在电晕火花和电晕高温（指电晕温度高于绝缘层其他部位温度）的作用下，绝缘层交联聚乙烯塑料材质逐渐劣化；介质损耗增大，泄漏电流增加，最终导致电缆头绝缘强度降低，在运行电压下半导电层切剖口处主绝缘发生绝缘击穿，引发电缆芯线导体对半导电层（接地部分）发生电弧放电，造成交联聚乙烯电缆发生单相接地事故。若继电保护装置不能及早切除故障点，发生事故的电缆头在单相接地电弧以及电网故障电流、电压的作用下会发展扩大为多相短路事故。

电缆热缩中间接头的制作方法与电缆热缩终端头相似。以电缆热缩终端头为例，介绍电缆头事故原因以及修复方法。采用的“参数型绝缘结构”是交联聚乙烯电缆目前普遍采用消弱高强度电场的方法。即市场采购成套电缆头热缩附件，按照附件制造厂商配套提供的工艺规范切剥电缆护套、铠装、屏蔽层及主绝缘等，然后将相应规格的应力控制管、绝缘管、分支套等，套装在铜屏蔽的末端处，热缩成形等。