中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头，包括分支套，密封管，导电线芯，内屏蔽层，主绝缘层，半导电层，铜带屏蔽层，橡胶半导电层，其特征在于：半导电层切剖口前面至半导电层截止端后面之间包缠有聚氯乙烯塑料带，包缠的聚氯乙烯塑料带构成绝缘应力锥，与半导电层切剖口对应的位置的绝缘应力锥外形尺寸最大，绝缘应力锥外形尺寸最大处向电缆根部绕包有橡胶半导电带，绝缘应力锥与橡胶半导电带组成绝缘应力锥体。绝缘应力锥体外面套装绝缘护套管。本实用新型专利技术能有效提高电缆终端头的“起晕电压”值，消除电缆终端头运行中的内部“电晕”，降低中压交联聚乙烯电缆事故率，提高电缆的安全性和可靠性。本实用新型专利技术同样可以用于电缆中间接头。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电缆
，特别是涉及一种中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头。
技术介绍
电力系统将6 35kV电压等级称为“中压”。“中压电网”指电压等级为6 35kV的电网或电力系统。无论国内外，中压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆被广泛用于传送电能。应用交联聚乙烯电缆时，电缆的两端必须要制作电缆终端头；采用电缆长距离传送电能时，需要将2根或多根电缆连接起来，而将相邻的两根电缆连接，需要制作电缆中 间接头。交联聚乙烯电缆和橡胶电缆是目前电力系统使用量最大的电力电缆，特别是以交联聚乙烯塑料为代表的新型绝缘电力电缆，具有生产制造、安装敷设简易方便，受环境落差的影响小，介电系数高，运行可靠，介质损耗最小，工作温度高，载流量大，交联聚乙烯电缆线路占地面积小，可以采用直埋地下或穿管等敷设方式，与架空线路相比，对行人、建筑物和通讯设施干扰微小，维护简单，运行可靠性高等优点。交联聚乙烯电缆和橡胶电缆与充油纸绝缘电缆相比最大的优势为因为无油，其运行中没有油压的低充或高放工作，也不需要对油压进行不间断的监视；因为无油，且电缆绝缘材料强度高，敷设施工性好，环境适应范围广，最适用于高落差场所；因为无油，电缆对密封的要求较低，电缆主绝缘受潮危险低。电力电缆包括交联聚乙烯电缆，是较安全的电能输送装备。大多数电缆本体事故是外力破坏或环境灾害而导致意外发生事故，正常情况下，中压电缆由于本体质量问题而发生故障的概率极低。但是近几年中压交联聚乙烯电缆事故频发，事故大多数发生在电缆终端头或者电缆中间接头上，事故造成电缆烧损，导致电缆变短而报废。有些电缆事故不仅造成电缆本身烧损，电缆短路引发的电弧还会波及到与电缆连接的变压器、开关柜等电气设备。电缆烧损造成电力企业对用户停电、限电事故；严重的影响了电力用户的生产、工作和生活秩序。造成交联聚乙烯电缆终端头或者电缆中间接头事故的因素很多，其中电缆终端头或电缆中间接头的制作工艺不良、电缆敷设安装方法不当只是其中的原因之一。中压交联聚乙烯电缆制造厂商或者电缆附件制造厂商，提供的电缆、电缆附件及配套材料有缺陷，或者附件制造厂配套提供的电缆头制作工艺规范存在缺陷，造成电缆头的绝缘结构不合理，不能满足额定电压下的正常运行，电缆头在运行中发生绝缘事故即电缆单相接地的几率，就会大大增加。专利技术人认为交联聚乙烯电缆头在运行中，电缆主绝缘在半导电层切剖口处高强度电场力作用下产生电晕、电晕放电火花造成主绝缘层绝缘强度降低继而绝缘击穿放电是电缆事故频发的直接原因。电缆头事故的起因和事故成形的基本原理和形成过程分析如下现行的交联聚乙烯电缆终端头有两种制作工艺方法一种是电缆终端头热缩制作工艺规范；一种是电缆终端头冷缩制作工艺规范；目前这两种电缆终端头制作工艺方法类似，均存在着绝缘结构缺陷。电缆头制作时必须按照各规定尺寸“剖剥”，电缆“剖封”半导电层切剖口与绝缘层结合部在运行中电场畸变，产生危险的电场切向分量和轴向分量，造成电缆主绝缘承受的电场强度提高10 20倍，电缆切剖口处的游离电压降低，导致电缆切剖口处产生电晕。电晕长期在电缆绝缘层和切剖口处产生的微弱电火花并在电缆头运行温度上叠加数十度。电缆头长期在电晕火花和电晕高温(指电晕温度高于绝缘层其他部位温度)的作用下，绝缘层交联聚乙烯塑料材质逐渐劣化；介质损耗增大，泄漏电流增加，最终导致电缆头绝缘强度降低，在运行电压下半导电层切剖口处主绝缘发生绝缘击穿，引发电缆芯线导体对半导电层(接地部分)发生电弧放电，造成交联聚乙烯电缆发生单相接地事故。若继电保护装置不能及早切除故障点，发生事故的电缆头在单相接地电弧以及电网故障电流、电压的作用下会发展扩大为多相短路事故。电缆热缩中间接头的制作方法与电缆热缩终端头相似。以电缆热缩终端头为例， 介绍电缆头事故原因以及修复方法。采用的“参数型绝缘结构”是交联聚乙烯电缆目前普遍采用消弱高强度电场的方法。即市场采购成套电缆头热缩附件，按照附件制造厂商配套提供的工艺规范切剥电缆护套、铠装、屏蔽层及主绝缘等，然后将相应规格的应力控制管、绝缘管、分支套等，套装在铜屏蔽的末端处，热缩成形等。目前电缆头消弱高强度电场采用的主要部件是应力控制管(简称应力管)，应力管有两种类型。一种是非线性电阻材料塑料管(俗称半导体应力管)，一种是高介电常数材料塑料管(俗称绝缘应力管)。两种应力管安装部位相同，均在切剖口处。应力管厚度很小，为Imm左右。大量电缆切剖口电晕斑痕的事实表明，使用成套“热缩电缆附件”及其工艺规范，控制不住电缆头及中间接头处高于正常场强10 20倍的“畸变场强”，造成了此处绝缘结构的不合理，消弱了其内部绝缘强度，给电缆运行留下隐患。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于提供一种绝缘性能好、电缆安全性能好的中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头。本技术的技术方案是一种中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头，包括分支套，密封管，导电线芯，内屏蔽层，主绝缘层，半导电层，铜带屏蔽层，橡胶半导电层，其特征在于半导电层切剖口前面(前面是指远于分支套的方向)至半导电层截止端后面(后面是指近于分支套的方向)之间包缠有聚氯乙烯塑料带，包缠的聚氯乙烯塑料带构成绝缘应力锥，与半导电层切剖口对应的位置的绝缘应力锥外形尺寸最大，绝缘应力锥外形尺寸最大处向电缆根部绕包有橡胶半导电带，绝缘应力锥与橡胶半导电带组成绝缘应力锥体。绝缘应力锥体外面套装绝缘护套管。包缠的聚氯乙烯塑料带是从半导电层切剖口起始向电缆端子方向半叠绕，半叠绕是指第二圈聚氯乙烯塑料带将第一圈聚氯乙烯塑料带一半宽度重叠包缠，第三圈聚氯乙烯塑料带将第二圈聚氯乙烯塑料带一半宽度重叠包缠，以此类推。绝缘应力锥外形尺寸最大处向电缆根部半重叠绕包有两层橡胶半导电带，绝缘应力锥外形尺寸最大处向电缆根部包绕的橡胶半导电带是半叠绕。绝缘应力锥的外形相似萝卜头，电缆根部端相当于萝卜头的根尾，电缆端子端相当于萝卜头的头，就是长叶子的部位。聚氯乙烯塑料带最好是无色透明聚氯乙烯塑料带；橡胶半导电带是乙丙橡胶半导电带。制作时，橡胶半导电带须将电缆切剖口处的半导电层及铜带屏蔽层覆盖并与其可靠连接，使绝缘应力锥外形满足电缆切剖口处电磁应力场形状的要求；绝缘应力锥增加了电缆电场应力最强处主绝缘的厚度，使绝缘应力锥外形及尺寸均满足电缆运行电场强度的要求。本技术能有效提高电缆终端头的“起晕电压”值，消除电缆终端头运行中的内部“电晕”，降低中压交联聚乙烯电缆事故率，提高电缆的安全性和可靠性。本技术同样可以用于电缆中间接头；本技术与现有技术的区别在于用本技术的绝缘应力锥电缆头代替现有技术的应力管。 通过将本技术的中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头与现有技术应力管的中压交联聚乙烯电缆终端头进行了对比实验，结果表明，在相同试验电压21. 75kV/5分钟试验标准下，绕包应力锥即本技术的中压交联聚乙烯电缆终端头的电晕强度明显低于套装应力管电缆头的电晕强度；同等试验条件下，中压交联聚乙烯电缆终端头的电缆起晕电压值为16KV，套装应力管电缆头的电缆起晕电压值为9KV。所以现阶段中压交联聚乙烯电缆终端头若改加应力锥，不失为避免电缆头事故的有效措施。附图说明图I本技术中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头的示意图，图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中压交联聚乙烯绝缘应力锥电缆终端头，包括分支套，密封管，导电线芯，内屏蔽层，主绝缘层，半导电层，铜带屏蔽层，橡胶半导电层，其特征在于：半导电层切剖口（12）前面至半导电层截止端（13）后面之间包缠有聚氯乙烯塑料带，包缠的聚氯乙烯塑料带构成绝缘应力锥（1），与半导电层切剖口（13）对应的位置的绝缘应力锥（1）外形尺寸最大，绝缘应力锥（1）外形尺寸最大处向电缆根部绕包有橡胶半导电带（7），绝缘应力锥（1）与橡胶半导电带（7）组成绝缘应力锥体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩选，段忠义，沈利平，付廷勤，曾需要，刘发展，朱国海，杨文军，马春泉，张建伟，陈斌，
申请(专利权)人：甘肃省电力公司刘家峡水电厂，
类型：实用新型
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