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有机硅为高品质电缆附件 提供了更好的解决方案

June 30, 2015 • Columns, Silicone Technology Review, 最近文章汇总

有机硅弹性体、有机硅凝胶、硅油及硅脂在绝缘子、避雷器 和涂层方面的应用越来越普及,INMR的读者也因此或许早 已对它们耳熟能详。但除此之外,这些聚合物在新一代先 进的中高压电缆附件中的应用也越来越多。 现代电力电缆远不只是在导体外面包覆绝缘层。因此,该 行业一直在寻找卓越的解决方案用于关健的电缆附件,如 终端、接头和插头。这正是有机硅弹性体优异的特性大展 身手之地,使其成为满足上述新要求的理想材料。 随着人们对安全和环境的关注程度越来越高,基于有机 硅弹性体的新型电缆附件具有两大优势:其分解产物无毒 性,且有机硅自身既无危害也几乎不可燃。从性能角度看, 这些材料具有诸如高弹性等理想的机械性能,使电缆附件 在应力应变关系方面具有优势,相当于有效降低了拉伸形 变率。以终端和接头为例,有机硅的主要物理性能体现在 其高弹性,使有机硅能够有效密封电缆与其附件之间的任 何界面。这不仅消除了局部放电的风险,同时还能确保短期 介电性能。此外,这些特性能够在很广的温度范围内几乎 保持不变。最后,有机硅凭借其众所周知的憎水性以及耐 电弧性、耐漏电起痕性和耐风化性,包括耐臭氧性和耐辐 射性,而成为户外应用的理想材料。
电缆接头在设计时采用被绝缘材料封装的一个中间电极和两 个电场应力控制电极。接头末端的控制电极由具有导电性或高 介电常数的有机硅弹性体制成。 有机硅为高品质电缆附件 提供了更好的解决方案 有机硅为高品质电缆附件 提供了更好的解决方案 Screenshot 2014 04 11 12

电缆接头在设计时采用被绝缘材料封装的一个中间电极和两
个电场应力控制电极。接头末端的控制电极由具有导电性或高
介电常数的有机硅弹性体制成。

                        一般而言,电缆接头的设计采用被绝缘材料封装的一个中 间电极和两个电场应力控制电极。接头末端的控制电极由 具有导电性或高介电常数的有机硅弹性体制成。然后,在 接头的有机硅绝缘体表面覆盖一层半导电材料,以便与电 缆的导电屏蔽层之间形成电接触。同样,电缆终端通常由 具有导电性或高介电常数的有机硅应力控制元件以及有机 硅绝缘体组成。 有机硅电缆接头和终端的现场安装主要采用两项成熟技 术:预制技术和冷缩技术。在预制技术中,借助于在电缆上 涂抹润滑剂,例如硅脂,将电缆附件安装到位。而冷缩技 术则采用不同的原理:电缆接头或终端在其原始尺寸的基 础上进行扩张,并用支撑芯进行支撑,直至安装准备就绪。 整个安装过程分为两步:首先将电缆终端移至电缆处,随 后抽出支撑芯即可轻松地完成安装。例如,可以轻松调节 扩张后的电缆终端,并将其移至理想的位置。这要求有机 硅的机械性能必须确保其能够承受电缆接头的任何后续扩 张或收缩。 由于终端或接头的安装会造成电缆与附件连接处的绝缘系 统发生变化,因此有必要采用一些电场控制元件。如果没 有这些元件,电场将在此处达到最大值,并超出周围绝缘 材料的允许极限。这可能会导致局部放电,并缩短电缆接 头的使用寿命。但是,通过采用合理的电场控制,局部放电 起始电压值可被提高10倍。 电容式或几何式电场控制是一种常用的控制方法,它将导 电元件与电缆外导电层直接连接起来。具有特殊形状的应 力锥通过扩大电力线范围以及有效控制切向电场强度形 成均匀电场。这不仅能减少绝缘材料的电应力,同时还能 提高终端或接头的长期性能。另一种方案是折射式电场控 制,它充分利用了具有高介电常数的有机硅弹性体薄层。由 于具有不同相对介电常数的材料会导致电力线发生偏移, 应力锥可防止电场集中。生产商可以利用具有高介电常数 的有机硅弹性体进行电场控制,设计出外形非常小巧的电 缆附件。 有机硅弹性体系列已经成功用于制造各种类型的电缆终端 和接头,包括采用电容式或折射式电场控制技术的冷缩式 和预制式附件。研发工作依然在持续进行,以顺应更高电 压应用和高压直流(HVDC)应用的发展趋势。因此,开发 具有高性价比的新型有机硅化合物和新型电缆附件已经步 入轨道,以满足电缆横跨面不断增大的要求。 总而言之,可以毫不夸张地说,基于有机硅弹性体的电缆 附件为当今中高压电缆应用提供了先进的解决方案。这类 应用得益于有机硅材料的绝缘和导电特性、卓越的机械性 能和户外耐风化的稳定性。 Georg Simson博士 Georg.Simson@wacker.com    

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