3.2 參數(shù)控制法

采用高介電常數(shù)材料緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中 高介電常數(shù)材料：采用應(yīng)力控制層---上世紀(jì)末國(guó)外開(kāi)發(fā)了適用于中壓電纜附件的所謂應(yīng)力控制層。其原理是采用合適的電氣參數(shù)的材料復(fù)合在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上，以改變絕緣表面的電位分布，從而達(dá)到改善電場(chǎng)的目的。另一方法是增大屏蔽末端絕緣表面電容(Cs)，從而降低這部分的容抗，也能使電位降下來(lái)，容抗減小會(huì)使表面電容電流增加，但不會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，由于電容正比于材料的介電常數(shù)，也就是說(shuō)要想增大表面電容，可以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一層高介電常數(shù)的材料。

目前應(yīng)力控制材料的產(chǎn)品已有熱縮應(yīng)力管、冷縮應(yīng)力管、應(yīng)力控制帶等等，一般這些應(yīng)力控制材料的介電常數(shù)都大于20，體積電阻率為108-1012Ω.cm。應(yīng)力控制材料的應(yīng)用，要兼顧應(yīng)力控制和體積電阻兩項(xiàng)技術(shù)要求。

雖然在理論上介電常數(shù)是越高越好，但是介電常數(shù)過(guò)大引起的電容電流也會(huì)產(chǎn)生熱量，促使應(yīng)力控制材料老化。同時(shí)應(yīng)力控制材料作為一種高分子多相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，在材料本身配合上，介電常數(shù)與體積電阻率是一對(duì)矛盾，介電常數(shù)做得越高，體積電阻率相應(yīng)就會(huì)降低，并且材料電氣參數(shù)的穩(wěn)定性也常常受到各種因素的影響，在長(zhǎng)時(shí)間電場(chǎng)中運(yùn)行，溫度、外部環(huán)境變化都將使應(yīng)力控制材料老化，老化后的應(yīng)力控制材料的體積電阻率會(huì)發(fā)生很大的變化，體積電阻率變大，應(yīng)力控制材料成了絕緣材料，起不到改善電場(chǎng)的作用，體積電阻率變小，應(yīng)力控制材料成了導(dǎo)電材料，使電纜出現(xiàn)故障。這就是應(yīng)用應(yīng)力控制材料改善電場(chǎng)的熱縮式電纜附件為什么只能用于中壓電力電纜線路和熱縮式電纜附件經(jīng)常出現(xiàn)故障的原因所在，來(lái)源，168檢測(cè)技術(shù)網(wǎng)，同樣采用冷縮應(yīng)力管和應(yīng)力控制帶的電纜附件也有類(lèi)似問(wèn)題。

為什么高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)聚乙烯絕緣電力電纜要采用特殊的接地方式？

電力安全規(guī)程規(guī)定：35kV及以下電壓等級(jí)的電纜都采用兩端接地方式，這是因?yàn)檫@些電纜大多數(shù)是三芯電纜，在正常運(yùn)行中，流過(guò)三個(gè)線芯的電流總和為零，在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒(méi)有磁鏈，這樣，在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒(méi)有感應(yīng)電壓，所以?xún)啥私拥睾蟛粫?huì)有感應(yīng)電流流過(guò)鋁包或金屬屏蔽層。但是當(dāng)電壓超過(guò)35kV時(shí)，大多數(shù)采用單芯電纜，單芯電纜的線芯與金屬屏蔽的關(guān)系，可看作一個(gè)變壓器的初級(jí)繞組。當(dāng)單芯電纜線芯通過(guò)電流時(shí)就會(huì)有磁力線交鏈鋁包或金屬屏蔽層，使它的兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓。

感應(yīng)電壓的大小與電纜線路的長(zhǎng)度和流過(guò)導(dǎo)體的電流成正比，電纜很長(zhǎng)時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)電壓疊加起來(lái)可達(dá)到危及人身安全的程度，在線路發(fā)生短路故障、遭受操作過(guò)電壓或雷電沖擊時(shí)，屏蔽上會(huì)形成很高的感應(yīng)電壓，甚至可能擊穿護(hù)套絕緣。

此時(shí)，如果仍將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地，則鋁包或金屬屏蔽層將會(huì)出現(xiàn)很大的環(huán)流，其值可達(dá)線芯電流的50%--95%，形成損耗，使鋁包或金屬屏蔽層發(fā)熱，這不僅浪費(fèi)了大量電能，而且降低了電纜的載流量，并加速了電纜絕緣老化，因此單芯電纜不應(yīng)兩端接地。[個(gè)別情況(如短電纜或輕載運(yùn)行時(shí))方可將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地。]

然而，當(dāng)鋁包或金屬屏蔽層有一端不接地后，接著帶來(lái)了下列問(wèn)題：當(dāng)雷電流或過(guò)電壓波沿線芯流動(dòng)時(shí)，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端會(huì)出現(xiàn)很高的沖擊電壓；在系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流流經(jīng)線芯時(shí)，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端也會(huì)出現(xiàn)較高的工頻感應(yīng)電壓，在電纜外護(hù)層絕緣不能承受這種過(guò)電壓的作用而損壞時(shí)，將導(dǎo)致出現(xiàn)多點(diǎn)接地，形成環(huán)流。因此，在采用一端互聯(lián)接地時(shí)，必須采取措施限制護(hù)層上的過(guò)電壓，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)線路的不同情況，按照經(jīng)濟(jì)合理的原則在鋁包或金屬屏蔽層的一定位置采用特殊的連接和接地方式，并同時(shí)裝設(shè)護(hù)層保護(hù)器，以防止電纜護(hù)層絕緣被擊穿。

據(jù)此，高壓電纜線路安裝時(shí)，應(yīng)該按照GB50217-1994《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求，單芯電纜線路的金屬護(hù)套只有一點(diǎn)接地時(shí)，金屬護(hù)套任一點(diǎn)的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)50-100V(未采取不能任意接觸金屬護(hù)套的安全措施時(shí)不大于50V；如采取了有效措施時(shí)，不得大于100V),并應(yīng)對(duì)地絕緣。如果大于此規(guī)定電壓時(shí)，應(yīng)采取金屬護(hù)套分段絕緣或絕緣后連接成交叉互聯(lián)的接線。為了減小單芯電纜線路對(duì)鄰近輔助電纜及通信電纜的感應(yīng)電壓，應(yīng)盡量采用交叉互聯(lián)接線。對(duì)于電纜長(zhǎng)度不長(zhǎng)的情況下，可采用單點(diǎn)接地的方式。為保護(hù)電纜護(hù)層絕緣，在不接地的一端應(yīng)加裝護(hù)層保護(hù)器

2．4XLPE電纜致命的一個(gè)弱點(diǎn)是絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹(shù)枝，一旦產(chǎn)生水樹(shù)枝，在直流電壓下會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?shù)枝，并形成放電，加速了絕緣劣化，以致于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹(shù)枝在交流工作電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐?，并能保持一段時(shí)間。