乾貨說說10Kv電纜頭吧

配網應用冷縮頭有十多年了，產品和工藝比較成熟，但製作安裝質量卻還是不穩定。隨著近年配網建設投資的增大，工程中電纜頭質量問題時有發生。就我個人分析，主要原因是施工人員素質不高，在師帶徒的時候大部分是機械式的傳授，就連師傅也是知其然而不知其所以然，所以難以把電纜頭的製作水平提高。今天，我試試從電纜和電纜附件的設計原理來分析，希望對製作人員和監管人員有所啟發。

電纜附件，按使用功能分主要有電纜終端頭、中間頭，按材料分主要有熱縮、冷縮。目前在配網中應用較多的是冷縮頭，終端主要有T型頭，戶內和戶外冷縮終端頭，中間頭主要是冷縮中間頭，熱縮頭還沒退出歷史舞台，但越來越少了。

01、電纜簡介

電纜簡介

要說清楚電纜附件，需要先了解電纜的結構。10 kV電纜大部分是由三芯電纜構成。主要由導體、主絕緣、半導電層、金屬屏蔽層、內護層、鋼鎧或鉛包以及外護套組成。

1、導體：導體是提供負荷電流的通路。也是電纜工作時的高壓電極，而且其表面電場強度最大，如果局部有毛刺則該處的電場強度會更大。因此，設計和生產中以及使用部門在製作接頭的導體連接時，要解決的主要技術問題之一就是力圖使導體表面盡量做到光滑圓整無毛刺，以改善導體表面電場分布。

2、絕緣層：絕緣是將高壓電極與地電極可靠隔離的關鍵結構。承受工作電壓及各種過電壓長期作用，因此其耐電強度及長期穩定性能是保證整個電纜完成傳輸電能的最重要部分。

3、半導電屏蔽層是中高壓電纜採用的一項改善金屬電極表面電場分布，同時提高絕緣表面耐電強度的重要技術措施。如下圖所示可以看出正常電纜的電場只有從(銅)導線沿半徑向外半導電層的電力線，沒有芯線軸向的電場(電力線)，電場分布是均勻的。圖中的箭頭表示電場的電力線。

電纜截面

4、金屬屏蔽層：形成工作電場的低壓電極，當局部有毛刺時也會形成電場強度很大的情況，因此，也要力圖使導體表面盡量做到光滑圓整無毛刺。另外在短路或接地故障時金屬屏蔽層承受故障電流的通路，因此也有一定的截面要求。

5、護層：護層是保護絕緣和整個電纜正常可靠工作的重要保證。針對各種環境使用條件設計有相應的護層結構。通常由內護層、鋼鎧以及外護套組成，主要是機械保護(縱向、徑向的外力作用)，防水、防火、防腐蝕、防生物等。可以根據需要進行各種組合。

以上就是中壓電纜的結構，下面說說電纜附件，對照電纜的各個部分，有助於理解電纜附件的原理。

02、電纜附件概述

電纜附件是電纜線路必不可少的組成部分，沒有附件則電纜是無法工作的。完成輸電任務的是由電纜及附件組成的電纜線路整體。可以說電纜附件是電纜功能的一種延續。對於電纜本體的各項要求，如導體截面及表面特性、半導電層、金屬屏蔽層、絕緣層及護層等各部分的要求也適用於對電纜附件，尤其是中間接頭，即中間接頭的各個部分應對應於電纜所有的各個部分。終端也基本一樣，只是外絕緣有所特殊。除此之外，附件還有比電纜本體更多的要求，因為它的結構更複雜。主要性能有：

應力控制：解決電場集中問題;

絕緣恢復：恢複電纜絕緣，保證線路的安全運行;

密封防水：有效防止外界水分或有害物質侵入保證電纜的長期安全有效運行;

其它恢復：包括恢複電纜的電氣連接，及部分機械強度。

10kV冷縮終端頭結構

10kv冷縮終端頭結構

L3、L4可以根據現場施工環境適當調整，相應的調整冷縮絕緣管的長度即可。

10kV冷縮中間頭結構

10kv冷縮中間頭結構

03、電纜附件技術原理

在安裝電纜頭時，剝去了電纜屏蔽層，改變了電纜原有的電場分布，從而產生對絕緣極為不利的切向電場(沿導體線芯軸向的電力線)，電力線向屏蔽層斷口處集中，使屏蔽層斷口處成為電纜中最容易被擊穿的部位;另外，由於導體連接處為高電壓屏蔽，使電纜末端絕緣層斷口處也產生電場畸變。因此，需對屏蔽層和絕緣層的斷口處進行特殊處理，一般用附加結構來強制電纜中間接頭電場沿導體軸向均勻分布，具體方法是增加絕緣層厚度，外屏蔽層斷口處採用應力錐。應力錐的弧形設計使絕緣屏蔽層斷口處的電場分布得以改善，電場分布相對均勻，降低了電暈產生的可能性，減少了絕緣的破壞程度。

因此，在電纜附件中應力錐的作用是非常重要，不可或缺的。在冷縮電纜附件中，應力錐採用具有一定彈性的材料做預製件，並使預製件具有一定的內徑，經過預擴徑後套在電纜的絕緣層上，這樣，應力錐在電纜絕緣層上形成加強絕緣的結構，依靠橡膠自身收縮產生的壓力施加在界面上，保證電纜附件橡膠件與電纜原有絕緣層之間的內界面結合緊密、可靠，在運行的壽命期間內，不會因環境溫度或運行電流變化引起的熱脹冷縮而使電纜內界面分離，造成內爬電擊穿現象，有效地解決了電纜端部的應力集中問題。

電纜附件截面

04、製作安裝電纜附件要點和注意事項

了解電纜附件的技術原理，我們可以歸納以下幾點製作安裝要點：

1、硅橡膠預製件與電纜本體絕緣必須「過盈配合」。預製件的內徑要小於電纜本體絕緣外徑。因為預製式電纜附件中，增強絕緣與電纜本體絕緣相接觸的界面要維持一定的彈性壓緊力，才能確保其具有良好的界面特性。

「過盈配合」是預製式電纜附件的一個關鍵問題。如果「過盈量」太小，彈性壓緊力不夠，界面特性差，運行中有可能產生沿界面放電。如有縫隙，則可能導致水分浸入。但是「過盈」又不是越太越好，「過盈」太太了，雖然初始壓緊力大，界面特性好，但橡膠預製件彈性鬆弛將變快，壓緊力隨時間延續下降較快。界面特性也會變差。所以，對預製件要選擇適當的過盈量，並要求製造廠在材料性能上使預製件有較大的斷裂伸長率和較低的應力鬆弛。以滿足預製件安裝和長期安全運行的需要。

因此，電纜附件的規格型號要與電纜匹配很重要，不能跨級別使用，例如，70-120是一個級別，150-240是一個級別，300-500是一個級別。如果用錯就導致過盈配合出問題。

2、在預製式電纜附件的安裝過程中，剝切絕緣層、表面打磨和過渡面的處理等表面處理過程，都是為電纜與電纜附件的緊密接觸和電場平穩過渡打基礎的，因而在實際操作中，應嚴格把好表面處理這一關。首先，按程序嚴格地剝切絕緣層，按砂紙目數順序逐一進行打磨。在表面處理完成後，還要認真地進行硅脂塗抹，使絕緣層表面的硅脂分布均勻。這些措施的都是為了擠出空氣，使電纜附件能夠與電纜緊密接觸。絕緣層、半導電層、銅屏蔽都要盡量平滑過渡，不留尖角，盡量使電場平滑。

3、不同廠家不同型號的電纜附件都有不同的安裝尺寸要求，不能憑經驗剝切。每個電纜附件都要嚴格按照說明書和標尺安裝，才能滿足化解電場應力的要求。

同時，也總結了部分製作電纜附件常見的錯誤：

1、剝切內護套時。劃傷銅屏蔽層，造成斷口處電場強度增強，容易放電。

2、剝切銅屏蔽時，用力不當，劃傷半導體層，容易存在氣隙

3、剝切電纜半導體層時，用力不當，使主絕緣層表面有傷痕，容易存在氣隙。

4、銅屏蔽斷開處和半導體層斷開處有尖角毛刺未處理平整。

5、電纜半導體屏蔽層剝切後，沒有清除乾淨，其半導體殘留在主絕緣層上，或清擦時沒有遵循工藝要求，來回擦洗，或主絕緣及銅屏蔽斷口處未用硅脂填充，留下隱患，產生閃絡放電。

6、安裝附件時應力管與絕緣屏蔽搭接少於20 mm，交聯電纜因內應力處理不良時在運行中會發生較大收縮，容易產生氣隙。

7、電纜附件選型錯誤，歐式T型頭和美式T型頭尺寸不一樣，即使同一廠家的不同時期產品，例如前後插頭使用可觸摸型和不可觸摸型混合，引起局部放電。

8、不同型號的電纜附件配件混用，例如，A廠家的電纜頭用B廠家的線耳。因為每套電纜附件都是整體設計的，每個配件都要達到貼合無縫，每個廠家的設計尺寸不盡相同，混用容易產生氣隙。即使是與套管的連接螺栓，也是有要求的，不能以為擰得上去就行。

05、常用電纜附件簡介

隨著交聯聚乙烯絕緣電纜運用越來越廣泛，冷縮電纜附件由於諸多優點，已有取代熱縮電纜附件之趨勢。事實上，在南網基建工程標準設計中已取消熱縮電纜附件。

熱縮終端

熱縮終端

冷縮終端

冷縮終端

冷縮電纜附件的優點：

冷縮彌補了熱縮多層覆合的弊端，避免了層間間隙及雜質，減小了局放放電，延長了電纜附件壽命，也減小了施工環境影響因素。

冷縮附件與電纜同「呼吸」，杜絕了沿界面擊穿電纜附件隨電纜本體的膨脹(收縮)而膨脹(收縮)，永久保持對電纜的徑向壓力，不會出現沿界面擊穿現象。熱縮附件由於材料與電纜不同，膨脹係數不同，自然環境下不能與電纜同步呼吸，長時間非同步呼吸，會造成層間間隙出現，增加沿面爬電事故發生的幾率。

冷縮電纜附件

冷縮電纜中間頭常見誤區

有個現象，冷縮電纜中間頭故障率高於熱縮中間頭，特別是新製作的中間頭。既然從技術上優於熱縮電纜附件，為何實際卻相反呢?經過我的分析，初步發現常見的錯誤是：

1、施工人員沒有按冷縮中間頭說明書製作，製作人員特別是老師傅更容易犯錯，他們沿用熱縮中間頭的經驗，安裝尺寸還是用熱縮頭的。導致應力錐安裝位置錯位;

2、部分電纜附件廠家設計沒有考慮中間接管處填充密封膠，也沒有考慮在中間接頭主體兩側纏繞防水膠帶，據了解，在引進國外技術時就沒有考慮，猜測是因為國外大部分是單芯電纜，且對敷設要求較高，加強電纜外護層的防水就能密封。但我們南方地區地下水位高，施工條件差，電纜外護層在施工過程中破損時常發生，甚至內護層進水也時有發生，如果沒有中間接頭，水在電纜主絕緣外威脅並不大，但在中間頭處，如果僅僅密封內護套和外護套，水汽從電纜破損處進入內護層，沿電纜銅屏蔽滲透至中間頭內，在電場應力作用下破壞絕緣，造成電纜中間頭故障。目前已有一些廠家改進，中間接管處填充密封膠，在冷縮管兩側纏繞防水膠帶，能夠阻止水分進入接頭內。建議如果產品沒有提供，施工時可以自行加強密封。

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