聚合物高压电缆 的新型终端设计

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户外终端承担着将电缆连接至架空线路、开关和变压器的重要功能。在 此期间, 它们暴露于各种运行应力下, 从电气到机械, 从天气到偶尔与野 生动物接触。

用于交联聚乙烯和乙丙橡胶型电力电缆的第一代终端, 内部用流体填充 (主要用绝缘油) , 并在陶瓷外壳内部包含了硅橡胶或三元乙丙橡胶制的应 力锥。目前, 这种基本设计理念已被成功使用多年, 并证明具有抵御诸如漏 电起痕、紫外线辐射造成的老化以及鸟类啄伤等问题的优异性能。然而, 在灾难性击穿的情况下, 陶瓷的爆裂对公众安全构成了严重威胁。另外一 个问题是爆炸性故障导致连带破坏附近设备的高昂费用。

出于这些原因, 近年来已经开始加快将户外终端的陶瓷外壳替换成复合绝 缘子。这样的设计没有爆炸的危险, 同时也带来了更多的好处, 如优异的 防污性能, 重量更轻和抗震性能更好。尽管如此, 除了费用较高以外, 这一 修改后的设计理念遗留的其中一个问题是内部绝缘油的持续存在, 在故障 情况下可能发生泄漏并破坏环境。

最近已开发出了新一代终端, 应用于电压等级高至约150kV, 不但能有效 地克服这种对环境的危险, 而且也具备其他优点 (参见58页的文章) 。

110 kV交联聚乙烯电缆的滑套终端,带有支撑绝缘子的示例。

这类 ‘干式’ 终端基于或者预制硅橡胶滑套技术或者冷缩技术, 在2011 Jicable会议上首次展出, 并在温哥华举行的2013 INMR全球大会上再次 展出。这两种类型的优点包括安装更方便和内部无油。但因为这种类型的 终端不是自支撑式, 一些应用可能需要加装支撑绝缘子。将滑套式和冷缩 式电缆终端产品推广至超高压等级可能是困难的, 但肯定不是没有可能。

高压聚合物电缆终端的另 一个新颖设计是支撑式户 外终端, 也在2013 INMR 全球大会上展出。基本上, 它由应力控制锥和填充有 机硅凝胶的复合空心绝缘 子构成。这种凝胶化合物 的关键优点之一是更容易 安装, 不需要注入和去泡 沫的特殊设备。此外, 据 称该凝胶的电气性能与硅 油相当或更好 (即绝缘性能 更高, 体积电阻率更高和功 率因数更低) 。

事实上, 在138kV和230kV下按照IEC 60840和62067对这种终端进行了电 气性能试验和长期试验。在这两种电压下, 局放试验、交流耐压试验、冲 击试验和热循环试验的结果都良好。

用凝胶替代标准高压户外复合终端中的绝缘油, 确信是很好的解决方案, 以改善安装技术, 并使这些部件更加环保。或许, 决定凝胶应用于超高压 的未来如何, 以及是否有可能推广到电缆接头, 其中最重要的问题将是新 型凝胶的长期性能。

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