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電力電纜附件對(duì)硅橡膠材料的要求

時(shí)間:2018-09-28來(lái)源:宏圖瀏覽次數(shù):

   電力電纜附件是一個(gè)比較特殊的產(chǎn)品,該產(chǎn)品內(nèi)部要承受電纜在運(yùn)行過(guò)程中外屏蔽斷口處產(chǎn)生的高電場(chǎng)、要承受電纜線芯通過(guò)大電流時(shí)產(chǎn)生的高溫(一般正常運(yùn)行溫度90℃,短時(shí)短路溫度250℃)。電力電纜終端一般安裝在室外。安裝以后產(chǎn)品就暴露在大氣中,夏天要承受陽(yáng)光、冬天要承受冰雪;產(chǎn)品要承受可能產(chǎn)生的雷電沖擊高電壓(110kV電纜終端要求承受550kV沖擊電壓);還要承受系統(tǒng)設(shè)備可能產(chǎn)生的操作過(guò)電壓。


   電纜附件產(chǎn)品的預(yù)期使用壽命一般要求大于30年(也有要求40年)。目前我國(guó)電力電纜系統(tǒng)的故障率高出國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家約10倍。電力電纜及附件在運(yùn)行中期(5-25年)故障原因主要是電纜本體絕緣樹(shù)枝狀老化及電纜附件呼吸效應(yīng)進(jìn)潮發(fā)生沿面放電。運(yùn)行后期(25年以后)主要是高壓電纜本體絕緣樹(shù)枝老化、電熱老化,電纜附件主要是材料老化。硅橡膠材料用于電力電纜附件30年(40年)以后的性能是否穩(wěn)定值得我們關(guān)注。


   我國(guó)10-35kV電力電纜附件使用量很大,目前使用量最大的又是冷縮電纜附件,預(yù)制式產(chǎn)品由于安裝不方便使用量很少。冷縮電纜附件對(duì)硅橡膠有一個(gè)重要的要求:擴(kuò)張存放兩年以后仍然可以復(fù)位,仍然可以收縮緊壓在電纜絕緣上面,這個(gè)特殊要求是對(duì)我們研制硅橡膠技術(shù)人員的一個(gè)挑戰(zhàn)。
在高電場(chǎng)作用下,硅橡膠絕緣體、應(yīng)力控制體的相關(guān)電氣性能變化還有待進(jìn)行深入研究。近年我們看到了一個(gè)好的現(xiàn)象,國(guó)家電網(wǎng)武漢高壓研究院、清華大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)加強(qiáng)了硅橡膠基本材料在各種條件下相關(guān)電性能的研究。

 
    如國(guó)家電網(wǎng)電力科學(xué)研究院陳錚錚等指出硅橡膠若存在氣泡缺陷及氣隙裂紋缺陷時(shí),電樹(shù)枝起始電壓均有下降;清華大學(xué)電機(jī)系,電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)聶瓊指出在50Hz~130kHz這一較寬頻率范圍的交流電壓作用下隨著頻率的升高,起樹(shù)枝電壓呈現(xiàn)出明顯的階段性下降特點(diǎn)。硅橡膠電樹(shù)枝起始后,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的生長(zhǎng)主要發(fā)展為3種形態(tài):樹(shù)枝狀電樹(shù)、松枝狀電樹(shù)和叢狀電樹(shù);華北電力大學(xué)梁英等指出極化電壓、極化溫度和極化時(shí)間等均對(duì)硅橡膠的TSC特性有一定影響;西安交通大學(xué)電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室賀 博等指出老化對(duì)于材料憎水性能的影響較明顯,目照、雨淋、積污和沖刷等因素的差異形成的老化程度不同。


    總的來(lái)講:我國(guó)關(guān)于硅橡膠應(yīng)用于電纜電纜附件方面的理論研究比較少。硅橡膠材料應(yīng)用于電力方面的研究主要集中在外絕緣方向,針對(duì)內(nèi)絕緣應(yīng)用的空間電荷特性已經(jīng)得到了關(guān)注,但對(duì)于電樹(shù)枝老化特性,現(xiàn)場(chǎng)雖已發(fā)現(xiàn),但相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道,導(dǎo)致對(duì)硅橡膠的電樹(shù)枝老化成因及電樹(shù)枝老化破壞機(jī)理缺乏認(rèn)識(shí)。


    我們期待有更多的科研機(jī)構(gòu)來(lái)研究新型低粘度高強(qiáng)度液體高溫硫化硅橡膠的電氣性能變化規(guī)律。期待有更先進(jìn)的硅橡膠材料的出現(xiàn),以便于進(jìn)一步提高我國(guó)高壓電力電纜附件產(chǎn)品的質(zhì)量。



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