一、加熱校直的基礎概念
圖1 輸電電纜附件設備工藝流程
由圖1可知,電纜加熱校直處置是輸電交聯聚乙烯電纜附件設備的關鍵工藝環節。定義:加熱校直是一種在電纜附件施工時,將電纜端部必定區域繞包加熱帶并按照規矩的時間和溫度加熱后,固定在一平直的物體上自然冷卻至環境溫度,使電纜端部成為直線的工藝。目的:在于消弭電纜出產和敷設進程中產生的機械應力,保證電纜和附件界面良好協作,也可減少電纜投運后因絕緣受熱而招致的回縮。
那么什么是機械應力和絕緣回縮呢?
二、機械應力和絕緣回縮
1.機械應力機械應力(mechanical stress)是指物體由于外因(受力、濕度改動等)而變形時,在物體內各局部之間產生彼此作用的內力,以抵擋這種外因的作用,并力圖使物體從變形后的方位回復到變形前的方位。那么在電纜附件設備前的電纜上或許存在的機械應力主要包括兩局部:一局部是電纜制造產生的機械力,一局部是電纜敷設進程產生的機械力。下面引見兩局部的構成。
(1)制造產生
在電纜制造進程中產生的機械力。
1.導體。在制造構造上,電纜導體多股分為若干層絞制,絞制方向相反,各層的退扭力矩得到局部抵消,但還潛存著必定的扭距應力。可拜見《10千伏電力電纜導體基礎學問》。
2.絕緣。如今普遍運用的交聯聚乙烯絕緣電纜,雖然悉數選用固體材料制造,但絕緣材料收縮系數較之導體相差10-30倍,聚乙烯絕緣較簡單回縮。
3.鎧裝。鋼帶或鋼絲作為電纜維護層中的鎧裝層,在電纜出產制造進程中會產生旋轉機械力。鋼帶鎧裝普通選用雙層,在制造中其絞制方向相同,潛存著扭距應力。當敷設展放選用網套牽引電纜時,潛在著的扭距應力會釋放,即電纜牽引時產生的退扭現象。鋼絲鎧裝選用單層或雙層,單層鋼絲不論絞制順逆方向,都潛在必定的扭距應力。兩層鋼絲為了均衡改動力矩,內層鋼絲比外層鋼絲直徑小,制造中兩層鋼絲絞制方向相反,兩層的退扭力矩得到局部抵消,但仍是潛存著扭距應力。所以鋼絲鎧裝依據鋼絲的不同標準,其絞制節距普通為電纜鎧裝直徑8-12倍。
(2)敷設產生的機械力在敷設設備施工時,作用在電纜上的機械力有三種:牽引力、側壓力和扭力。
2.絕緣回縮
定義:交聯電纜在出產進程中內部存在熱應力,當切除恰當長一段電纜后,絕緣內部的熱應力釋放,招致電纜絕緣在電纜端部相對導體產生軸向的位移。這種現象稱為“絕緣回縮”,這種現象普遍存在。危害:由于材料和出產工藝的差別,“絕緣回縮”的水平不同。“絕緣回縮”的危害主要有以下兩個方面:(1)電纜作業一段時間后,電纜絕緣假定產生“絕緣回縮”,會構成終端和接頭處產憤慨隙,然后惹起局部放電,直至招致絕緣擊穿。(2)如電纜“絕緣回縮”現象嚴峻,則標明電纜本體存在較大的內應力,比擬簡單惹起電樹枝狀放電。產生主要緣由:交聯電纜產生“絕緣回縮”的主要緣由在于交聯出產進程中的熱應力。電纜在出產進程中,交聯電纜溫度逾越結晶消融溫度,使得其緊縮彈性模數大幅度降落。但是電纜出產線冷卻進程較為活絡,使得電纜熱應力沒有釋放,究竟在電纜本體中構成熱應力。其次,交聯電纜絕緣和導體的熱收縮系數不同,相差0~30倍。交聯聚乙烯相對金屬導體而言,較簡單回縮。關于35kV及以下附件,終端的回縮有限,普通不作思索,但在接頭中應選用法拉第籠或其他辦法打敗回縮現象。例如,在預制接頭中,聯接納處的半導電體可選得較長,使它的長度兩頭分別和絕緣搭接10~15mm(見圖2),起到屏蔽作用,即使絕緣回縮,普通也只要10mm以下,屏蔽作用仍然存在。
圖2 聯接處的半導體屏蔽構造
關于高壓XLPE絕緣電纜的附件設備,亦有必要認真思索回縮問題,普通在加熱校直的一同消弭XLPE內的應力,由于高壓纜接頭中不可能制造出屏蔽構造,接頭中任何一點的XLPE回縮都會給接頭帶來喪命的缺陷,即氣隙(見圖3),該氣隙內產生局部放電,將會招致接頭擊穿。
圖3 高壓電纜接頭中的回縮
消弭辦法消弭電纜“絕緣回縮”有必要釋放電纜內部的熱應力。在電纜出產廠商經過多次加熱一冷卻進程釋放了大局部的熱應力,但是電纜仍然存在局部熱應力,只是水平有所降落算了。為了保證交聯電纜附件的正常作業,有必要在附件施工進程中對電纜采用必要的辦法,消弭“絕緣回縮”的影響。
1.加熱校直:加熱矯直一方面是為了保證終端和接頭方位電纜平直度,保證電纜沒有迂回,然后保證了預制式和預制裝置型附件的可靠設備。另一方面,加熱矯直的進程也是一種對電纜內部應力的消弭進程。經過加熱和冷卻,將電纜制造進程中留下的熱應力消弭一局部,減少了電纜絕緣的回縮量。
2.固定規劃:為了避免電纜絕緣回縮,在交聯電纜附件規劃當選用電纜終端固定設備和接頭固定設備的電纜絕緣固定規劃。1)終端固定設備,是為避免電纜絕緣回縮,對終端特別規劃電纜固定設備。圖6-1是一種典型的規劃,采圖6-1終端固定設備8個螺絲將金屬筒固定在電纜終了。
3.接頭固定設備。交聯電纜預制式接頭,設備標準請求嚴厲,幾毫米的電纜絕緣回縮常常會構成電纜接頭的擊穿。預制式接頭普通可選用屏蔽罩規劃,一方面平均了電纜導體聯接部位的電場,另一方面屏蔽罩經過電纜絕緣上的兩頭槽卡住電纜絕緣層,避免電纜絕緣層的回縮。4.堵截電纜后,留一段時間等電纜絕緣遲緩回縮。這種辦法是一種消沉辦法,只能在無法選用以上兩種辦法的時分運用,其作用比以上兩種辦法差。各種電纜的消費進程和消費條件存在差別,絕緣回縮的水平各有不同,普通等候時間應為24h以上。
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