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超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性
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超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性

March 4, 2016 • Columns, Focus on Cable Accessories, 最近文章汇总

对于全球大多数现代的超高压电缆来说,它们在绝缘与导体的设计上差  别不大。   电缆导体通常采用铝或者铜制成,其中铜质导体能够承载更大的电流,  较高电流下主要采用铜。为了减少集肤效应的影响,电缆导体通常被制  造成横截面在1000-3200 mm²之间的分割导体(图一和图二)。此外,对  于交联聚乙烯电缆来说,其绝缘同样由三个基本部分组成(内导电层,绝  缘层与外导电层),基本上与所有聚合物超高压电缆的绝缘结构相似。   但是,对于不同供货商的电缆产品,其金属屏蔽与电缆保护(保护电缆免  受潮湿侵入与机械损害)设计可能千差万别。例如,市面上有些电缆产品  采用铜丝屏蔽,焊铝护套或者皱纹铝护套或者皱纹铜护套。而其它一些  制造商则倾向于采用非常厚的铅护套或者铜丝屏蔽与金属护套相结合的  设计。  
图一:铜丝屏蔽和铝护 套超高压电缆。 超高压电缆 超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性 Pic127

图一:铜丝屏蔽和铝护 套超高压电缆。

图二:铅护套超高压 电缆。 超高压电缆 超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性 Pic29

图二:铅护套超高压 电缆。

  金属屏蔽间的接头设计或者金属屏  蔽与终端处的接地连接设计也存在  同样的差异。对于采用铜丝屏蔽的电  缆,其接头以及终端处的连接相对来  说比较直接,出现严重问题的概率很  低。但是,对于其它电缆,其金属屏蔽  与一层或多层编包铜网之间则必须有  非常良好的连接,这可以利用恒压弹  簧(图三)来实现,亦或采用软管夹  或钎焊与焊接来实现。  

不同供货商的  高压电缆, 其  金属屏蔽设计  可能千差万别,  给电缆附件的  可靠性带来极  大的影响。

  较小的屏蔽电流仍然有可能很快地引  发接触区域的长期老化,依据电缆系  统的屏蔽接地而定。这可能会影响电  缆附件的可靠性。事实上,核心的问  题是屏蔽层疏导故障电流的能力。一  旦发生事故,不仅屏蔽与编包铜网之间接触良好很重要,而且屏蔽与附件  周围其它部分之间需存在高效的散热通道也很关键。  
图三:中压铅护套电 缆,出现14kA屏蔽 电流0.3秒之后。 超高压电缆 超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性 Pic39

图三:中压铅护套电 缆,出现14kA屏蔽 电流0.3秒之后。

图四:焊铝护套超高压 电缆。 超高压电缆 超高压电缆的 屏蔽设计直接 影响电缆附件 的可靠性 Pic48

图四:焊铝护套超高压 电缆。

  散热不好导致的结果如图三所示,一根中压铅护套电缆出现14kA的屏蔽  故障电流,仅在0.3秒的时间内,电缆的铅护套完全融化。就此例故障而  言,采用铝护套电缆或许是更加明智的选择(图四)。   综上所述,对于所有未采用铜丝屏蔽的电缆附件来说,保证屏蔽与铜编  包网之间的良好接触,以及整个附件区域屏蔽层的高效散热,两者同样  重要。   Klaus-Dieter Haim教授 University of Applied Sciences Zittau/Görlitz, Germany KDHaim@hs-zigr.d

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