35kV交联电缆与油纸电缆中间过渡接头研究的技术报告 - 电缆情缘网.PPT

35kV交联绝缘电缆与油纸绝缘电缆中间过渡接头研制 一、课题的提出 1、天津35kV电缆的现状： 1998年天津市进行城网改造工程，其中涉及到35kV供电系统大量油纸电缆的切改问题，因为国内电缆制造厂已经基本不再生产油纸电缆，并且由于资金问题，不可能将现有35kV油纸电缆全部替换为交联电缆，因此必须考虑35kV油纸电缆与交联电缆的过渡问题。 一、课题的提出 2、国内过渡接头附件的情况： 1999年进行前期调研中发现，国内始终没有35kV油纸电缆与交联电缆中间过渡接头成熟的定型产品。 3、国外附件产品的局限性： ⑴、国外35kV交联电缆与油纸电缆中间过渡接头，由于绕包带存储有期限 （24个月），不能备品备件。一旦过渡接头出现故障，由国外进口附件，订货时间周期长，故障电缆不能及时修复，直接影响到电网的安全运行。 一、课题的提出 ⑵、使用国外产品费用相对较高。1998年，我们曾向国外电缆厂商咨询了价格，每组过渡中间接头10余万元，还不包括安装工艺及施工培训费。 ⑶、绕包式中间过渡接头工艺复杂，由于直接受到操作人员技术水平的影响，不能完全保证接头质量，且安装时间较长。 二、可行性研究 我们在1999年3月着手进行35kV交联电缆与油纸电缆中间接头的可行性研究及相关理论依据的探讨， 研究的方向主要针对如下三个方面： 中间接头的设计要求 过渡接头技术的探讨 过渡接头型式的确定 二、可行性研究 ⑴、中间接头的设计要求 导体连接良好。 绝缘可靠。 密封良好。 足够的机械强度。 便于施工。 ⑵、过渡接头技术的探讨 技术关键在于接头内部电场强度分布的研究和解决，交联聚乙烯和油浸纸两种不同绝缘材料都能适应的中间过渡材料，以及油浸纸绝缘电缆堵油、接头密封等问题。 二、可行性研究 ⑶、过渡接头型式的确定 浇铸式接头受材料配比、环境温度、材料贮存时间等因素限制，质量不易控制，绕包式接头安装工艺复杂、材料贮存时间短，热缩式接头工艺简单、质量容易保证，技术比较成熟。因此，选用热缩式过渡接头型式 三、结构设计 我们于2000年1月申请立项，2000年3月得到批准，随即开始进行技术攻关。首先对过渡接头的主绝缘材料的选择进行理论攻关，其技术关键在于： 绝缘设计 中间接头电场强度的控制和降低 堵油的实现 抗环境影响的电缆密封 三、结构设计---绝缘设计 ⑴、过渡接头主绝缘材料的确定 ： 分析不同绝缘介质在同轴圆柱电极间的电场。在交流电压下，同轴圆柱形双层电介质的电场分布如下图，内、外层介质的介电常数分别为?1、?2。介质中的电感强度都取半径方向，大小分别为D1和D2 （ 其中r为电场中某点离轴线的距离）。 三、结构设计---绝缘设计 两层介质上的电压分别为: 对双层电介质，分以下三种情况： Ⅰ.内、外层电介质的介电常数相同（? 1= ? 2），如图（b）所示，这时E1,max /E2,ma x = r2/ r1。 Ⅱ.内层介质的介电常数比外层小（? 1 ? 2）,如图（c）所示，这时E1,max E2,max 。 Ⅲ.内层介质的介电常数比外层大（? 1? 2）,如图（d）所示，这时E1,max和E2,max较为接近，比较合理。 三、结构设计---绝缘设计 在热缩型过渡接头中，油纸绝缘作为内层介质的介电常数?=3.5，交联聚乙烯热缩管作为外层介质的介电常数?=2.3，这样的绝缘介质搭配是比较合理的，因此，可以选用交联聚乙烯热缩管做过渡接头的附加主绝缘材料。 三、结构设计---绝缘设计 ⑵ 、 绝缘厚度的计算公式 三、结构设计---绝缘设计 ⑶、绝缘厚度的计算 r1取15.5mm; R取19.15mm; U取1.15 U0 =23.24kV; En取45%电缆本体最大工作场强（4kV/mm）= 1.8 kV/mm; 通过上式计算，绝缘厚度应为16.5mm,设计厚度取20mm。 三、结构设计---绝缘设计 ⑷、内绝缘距离的计算公式 三、结构设计---绝缘设计 ⑸、内绝缘距离的计算 取U=20.2千伏，gt=0.2千伏/毫米时，内绝缘最小距离Ls=101mm,实际设计内绝缘距离为235mm。能够满足内绝缘距离要求。 三、结构设计---接头场强的控制和降低 热缩电缆附件是用应力控制管改善屏蔽端部应力分布的，如下图所示： 三、结构设计---接头场强的控制和降低 在高压电缆中电场沿轴向均匀分布，径向电场随半径变化，按下式分布： Ex--x点处的电场强度 x--x点距电缆中心线的距离 U0--施加电压 R--电缆绝缘半径 r--