冷缩电缆头与热缩电缆头区别之欧阳育创编.docx

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冷缩电缆头与热缩电缆头区别之欧阳育创编

冷缩电缆头与热缩电缆头区别

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育

   1交联电缆头的设计原理

   首先,所有交联电缆头的设计原理都应遵循恢复电缆本体结构为原则。

因此,就其接头的设计思想应符合中国的GB12706-4和IEC60502-4：

1997的电气标准，并且必须要满足其电气、物理及化学性能，以确保电缆头长时间的正常运行及电器设备的安全运作。

2冷缩电缆头与热缩电缆头的差别

2.1结构

交联电缆是由电缆的外护套、金属铠装、内护套、填充物、铜屏蔽层、外半导层、绝缘层、内半导层、导体、钱芯等组成。

因此,有什么样的电缆结构就需要有什么样的材料及其工艺的电缆附件和它一一对应与配套。

   2.2原理

   电缆头的设计原理应满足与达到的要求：

使电缆在任何自然环境下能够安全运行。

为了实现这一点,就需要重视四大关键因素,即：

（1）密封，

（2）绝缘，（3）电场，（4）工艺等要素,这也是解决电缆头的四大重要问题。

   2.3差别

   2.3.1密封

   1）由于大部分的电缆头都是安装在户外架空,直埋等环境里,因此防水及防潮气就成为确保电缆头安全运行的关键之一,也就要考虑其密封性能及方法。

目前密封的方法通常有两种：

一种是用沥青或环氧树脂灌封的方法,这种方法工艺复杂,不好控制,也不利于维护;另一种新的方法也是目前国内、国外专业厂家首选的方法,就是使用高弹性的密封胶,其工艺简单、性能可靠、维护安装方便,这些独特优点也使之成为使用的主流。

使用这种新方法,首先就是要考虑密封胶的性能。

因为密封胶的质量和性能直接影响到接头的密封性能,选择一种即能和电缆体的表面、还能与附件材料表面黏结都很牢固的胶,同时还能满足在不同的温度变化环境里都能使用的胶是十分重要的。

   2）由于全冷缩电力电缆附件实际上就是弹性电缆附件；也就是说利用液体硅橡胶本身的弹性在工厂预先扩张好放入塑料及支撑条。

到现场套到指定位置,抽掉支撑条使其自然收缩。

这种技术就是冷缩技术，这种附件就是冷缩的电缆附件,因此这种冷缩附件具有良好的“弹性”,可以避免由于大气环境、电缆运行中负载高低产生的电缆热胀冷缩。

即“电缆呼吸”所产生的绝缘之间的空隙,造成的击穿事故。

而热缩附件的最大缺点就是本身不具有弹性。

不能与电缆同呼吸。

故全冷缩的附件用于温差大、受气候环境影响大的地域使用是最佳的选择。

   2.3.2绝缘

   电缆头的绝缘要求是应满足相与相之间绝缘和相对地的两大绝缘。

   1）相对相的绝缘是硅橡胶式、热缩材料两种绝缘材料,通常绝缘性能还要根据材料的单位绝缘指标结合材料的厚度来满足要求。

全冷缩附件其性能指数为24kV/mm设计运行厚度在应满足12mm厚,可以经得起雷电冲击和过电压得考验。

热缩附件是多种复合材料混合而成，经辐照、加工具有热收缩功能。

其单位绝缘指数为1.8-2.0kV/mm，因此设计厚度要比硅橡胶材料相对厚3-4mm单位,即：

15-16mm厚才可以达到运行要求。

   2）相对地得绝缘是防止电荷由高电位往低电位爬得安全距离。

冷缩硅橡胶材料具有良好得弹性,只要设计合理,其强大的回弹性既有足够的抱紧力。

无论环境发生热胀或冷缩,冷缩附件都保证紧紧抱着电缆被抱的部位。

这样就防止水和潮气的吸入,安全的内爬电距离就得到很好的保证,同时全冷缩电缆头的内爬距离在理论上只要70mm就足够了,处于更安全的考虑,仍然设计运行距离为90mm。

热缩电缆头的收缩温度为100℃-140℃，只有在安装时，温度才可以满足它的收缩条件。

当温度低时,由于电缆的热膨胀系数与热缩材料的膨胀系数不同,完全有可能在80℃以下的环境产生脱层,因此出现裂缝。

这样水和潮气就会在呼吸的作用下进入,从而破坏系统的绝缘。

但环境的条件发生变化时,由于没有硅橡胶那样的弹性,所以也会给安全带来影响,这就是热缩材料的缺点。

   2.3.3电场

   冷缩电缆头的电场处理时应用几何法,通过应力锥改变电场分布的,是用一定的几何形状和精确的R角度来解决的。

这种方法比较容易控制和检验。

在工厂就可以确保和实现。

而热缩电缆头的电场处理方法是用线性参数法改变电场的分布,必须依靠两个重要参数：

a体积电阻,108-11Ω；b介电常数为25；由于其生产工艺复杂,受环境因素变化大，所以难以控制参数的稳定,因此对产品的质量稳定就会产生影响。

   根据以上的分析,冷缩中间头和热缩电缆头具有本质的差别。

但只要在正常的条件运行都可符合安全的要求；但随着环境的变化,冷缩电缆头与热缩电缆头相比具有不可比拟的差别与优势；此外全冷缩电缆头是用特制模具制成，安装完成后的形状十分美观；安装施工速度迅速；节省时间；抗污染等优点。

   2.4全冷缩与热缩型电力电缆附件的综合性能对比表

热缩电力电缆附件

全冷缩电力电缆附件

材料

橡塑材料

硅橡胶

弹性 

差

好

结构

电应力控制管外绝缘保护管及伞裙等单独制作配套施工

应力锥、外绝缘保护管及伞裙为一体

地线连接

需焊接

采用恒力弹簧、无需焊接

收缩方法

用火加热

抽取芯线

电场控制

参数应力管

几何应力锥

局部放电

大

小

施工空间要求

空间要求大

空间要求低

施工速度

慢

快

外形

欠美观

美观

三、冷缩电缆终端安装的基本操作工艺

1）剥外护套：

可将恒力弹簧暂时绕在外护套切断处，以方便剥去外护套。

2）锯钢铠：

暂用恒力弹簧顺钢铠将钢铠扎住，然后顺钢铠包紧方向锯一环形深痕，（不要锯断第二层钢铠，防止伤到电缆），用一字螺丝刀撬起（钢铠边断开），再用钳子拉下并转松钢铠，脱出钢铠带，处理好锯断处的毛刺。

整个过程都要顺钢铠包紧方向，不能让电缆上的钢铠松脱。

  3）剥内护套：

关键点：

防止划伤铜屏蔽。

4） 安装接地线：

用恒力弹簧将两根接地线分别与电缆铜屏蔽层及铠装层连接。

一般情况下屏蔽层与钢铠的两根接地线要求绝缘隔开。

 5）安装冷缩3芯分支：

（按电缆附件说明书的要求进行）

 6） 套装冷缩护套管：

 （按电缆附件说明书的要求进行）

 7） 铜屏蔽层处理：

在电缆芯线分叉处做好色相标记，按电缆附件说明书，正确测量好铜屏蔽层切断处位置，（用PVC带包一下，防止铜屏蔽层松开），或在切断处内侧用铜丝扎紧，顺铜带扎紧方向沿铜丝用刀划一浅痕（注意不能划破半导体层！

），慢慢将铜屏蔽带撕下，最后顺铜带扎紧方向解掉铜丝。

8） 剥外半导电层：

在离铜带断口10-20mm处（以说明书规定尺寸为准）为外半导电层断口，断口内侧包一圈胶带作标记。

  ①可剥离型外半导电层处理方法在预定的半导电层剥切处（胶带外侧），用刀划一环痕，从环痕向未端划两条竖痕，间距约10mm。

然后将些条形半导电层从未端向环形痕方向撕下（注意，不能拉起环痕内侧的半导电层！

），用刀划痕时不应损伤绝缘层，半导电层断口应整齐。

检查主绝缘层表面有无刀痕和残留的半导电材料，如有应清理干净。

  （上海市供电局的方法值得推广，采用小园挫在预定的外半导电层切断处挫一个园周，这样一来可防止刀片切伤电缆绝缘、二来外半导电的断口为一个斜坡，平整光滑。

）②不可剥离型外半导电层处理方法从芯线未端开始用玻璃刮掉半导电层（也可用专用刀具），在断口处刮一斜坡，断口要整齐，主绝缘层表面不应留半导电材料，且表面应采用砂带打磨光滑。

（35kV电缆的外屏蔽多为不可剥离型）

9）  清洁主绝缘层表面：

用专用清洁剂擦净主绝缘表面的污物，清洁时注意应从绝缘端擦向外半导层端，一般不要反向擦，以免将半导电物质带到主绝缘层表面。

10）安装冷缩电缆终端管：

（内附应力控制管，应力控制管是控制电缆终端电场分布的重要部件，一定要注意应力控制管的安装位置，要严格按照说明书的规定进行）

11）安装接线端子和冷缩密封管：

测量好电缆固定位置和各相引线所需长度，锯掉多余的引线。

测量接线端子压接芯线的长度，按尺寸剥去主绝缘层，，压接线端子。

处理压接处的毛刺，接线端子与主绝缘层之间用用绝缘带包平（压接痕也要包平），套冷缩密封管。

1、 高压电缆头的基本要求

  电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件，电缆中间头是将两根电缆连接起来的部件，电缆终端头与中间头统称为电缆附件。

电缆附件应与电缆本体一样能长期安全运行，并具有与电缆相同的使用寿命。

良好的电缆附件应具有以下性能：

  线芯联接好:

主要是联接电阻小而且联接稳定，能经受起故障电流的冲击；长期运行后其接触电阻不应大于电缆线芯本体同长度电阻的1.2倍；应具有一定的机械强度、耐振动、耐腐蚀性能；此外还应体积小、成本低、便于现场安装。

   绝缘性能好:

电缆附件的绝缘性能应不低于电缆本体，所用绝缘材料的介质损耗要低，在结构上应对电缆附件中电场的突变能完善处理，有改变电场分布的措施。

2、电场分布原理

  高压电缆每一相线芯外均有一接地的（铜）屏蔽层，导电线芯与屏蔽层之间形成径向分布的电场。

也就是说，正常电缆的电场只有从（铜）导线沿半径向（铜）屏蔽层的电力线，没有芯线轴向的电场（电力线），电场分布是均匀的。

  在做电缆头时，剥去了屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布，将产生对绝缘极为不利的切向电场（沿导线轴向的电力线）。

在剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层断口处集中。

那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位。

   电缆最容易击穿的屏蔽层断口处，我们采取分散这集中的电力线（电应力），用介电常数为20~30，体积电阻率为108~1012Ω?

cm材料制作的电应力控制管（简称应力管），套在屏蔽层断口处，以分散断口处的电场应力（电力线），保证电缆能可靠运行。

要使电缆可靠运行，电缆头制作中应力管非常重要，而应力管是在不破坏主绝缘层的基础上，才能达到分散电应力的效果的。

在电缆本体中，芯线外表面不可能是标准圆，芯线对屏蔽层的距离会不相等，根据电场原理，电场强度也会有大小，这对电缆绝缘也是不利的。

为尽量使电缆内部电场均匀，芯线外有一外表面圆形的半导体层，使主绝缘层的厚度基本相等，达到电场均匀分布的目的。

  在主绝缘层外，铜屏蔽层内的外半导体层，同样也是消除铜屏蔽层不平，防止电场不均匀而设置的。

   为尽量使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散，应力管与铜屏蔽层的接触长度要求不小于20mm，短了会使应力管的接触面不足，应力管上的电力线会传导不足（因为应力管长度是一定的），长了会使电场分散区（段）减小，电场分散不足。

一般在20~25mm左右。

在做中间接头时，必须把主绝缘层也剥去一部分，芯线用铜接管压接后，用填料包平（圆）。

有二种制作方法：

  热缩套管:

用热缩材料制作的主绝缘套管缩住，主绝缘套管外缩半导体管，再包金属屏蔽层，最后外护套管。

  预制式附件:

所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。

为中空的圆柱体，内孔壁是半导体层，半导体层外是主绝缘材料。

  预制式安装要求比热缩的高，难度大。

管式预制件的孔径比电缆主绝缘层外径小2~5mm。

中间接头预制管要两头都套在电缆的主绝缘层外，各与主绝缘层连接长度不小于10mm。

电缆主绝缘头上不必削铅笔头（在电缆芯线上尽量留半导体层）。

铜接管表面要处理光滑，包适量填料。

  关键技术问题：

附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。

另外也需采用硅脂润滑界面，以便于安装,同时填充界面的气隙，消除电晕。

预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。

预制管外面同热缩的一样，半导体层和铜屏蔽层，最外面是外护层。

目前35KV以上电压的基本上都用预制式电缆附件。

3、电缆附件适用标准电缆附件的标准主要有三个层次。

第一层次：

IEC标准：

IEC62067《额定电压150kV（Um=170kV）以上至500kV（Um=550kV）挤出绝缘电力电缆及其附件的电力电缆系统----试验方法和要求》；

IEC60840《额定电压30kV（Um=36kV）以上至150kV（Um=170kV）挤出绝缘电力电缆及其附件试验方法和要求》；

IEC60859《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关的电缆联接装置》；

IEC60502《额定电压1kV（Um=1.2kV）以上至30kV（Um=36kV）挤出绝缘电力电缆及其附件》；

IEC60055《额定电压18/30kV及以下纸绝缘金属护套（带有铜或铝导体，但不包括压气和充油电缆）》第1部分"电缆及附件试验"中第七章：

附件的型式试验；

IEC61442《额定电压6kV（Um=7.2kV）到30kV（Um=36kV）电力电缆附件试验方法》。

第二层次：

国家标准（GB标准）：

GB/Z18890《额定电压220kV（Um=250kV）交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》；

GB/T11017《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》；

GB5589《电缆附件试验方法》；

GB9327《电缆导体压缩和机械连接接头试验方法》；

GB14315《电线电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》；

GB11033《额定电压26/35kV及以下电力电缆附件基本技术要求》已下放为JB/T8144

行业标准：

JB标准（机械行业协会标准）；

JB/T8144《额定电压26/35kV及以下电力电缆附件基本技术要求》原GB11033；

JB6464《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型绕包式接头》；

JB6465《额定电压26/35kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》；

JB6466《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》；

JB6468《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型绕包式终端》；

JB7829《额定电压26/35kV及以下电力电缆户内型、户外型热收缩式终端》；

JB7830《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型热收缩式接头》；

JB7831《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型浇注式终端》；

JB7832《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆直通型浇注式接头》；

JB/T8501.1《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆户内型、户外型预制装配式终端》；

JB/T8503.2《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆户内型、户外型预制装配式接头》；

●冷缩式单芯橡胶绝缘电缆终端选型表

电压等级

户内

户外

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

15KV

5623K

25-70

14.2-22.1

5633K

35-70

16.3-22.9

5624K

95-240

19.8-33.0

5635K

95-240

21.3-33.8

5625K

300-630

27.7-45.7

5636K

300-500

27.9-41.9

●冷缩式三芯橡胶绝缘电缆终端选型表

电压等级

户内

户外

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

15KV

5623PST-G1

25-50

14.2-22.1

5601PST-G1

35-70

16.3-22.9

5623PST-G

25-70

14.2-22.1

5601PST-G

35-70

16.3-22.9

5624PST-G1

95-150

19.8-33.0

5602PST-G1

95-150

21.3-33.8

5624PST-G2

185-300

19.8-33.0

5602PST-G2

185-240

21.3-33.8

5625PST-G

300-500

27.7-45.7

5603PST-G

300-500

27.9-41.9

注：

G1，G2仅为三叉手套的规格不同

注：

电缆绝缘外径为选型的最终决定因素，导体截面仅作参考。

电压等级

户内/户外

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

26/35KV

7685K

1*50—1*85

26.7-45.7

7686K

1*240—1*630

38.9-58.9

●冷缩三芯橡胶绝缘电力电缆终端选型表

电压等级

户内

户外

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

型号

导体截面（MM2）

主绝缘外径（MM）

26/35KV

7685PST-G-I

3*50—3*185

27-46

7685PST-G-O

3*50—3*185

27-46

7686PST-G-I

3*240—3*400

33-53

7686PST-G-O

3*240—3*400

33-53

注：

电缆绝缘外径为选型的最终决定因素，导体截面仅作参

序号

品名

规格型号

适合电缆截面积（平方毫米）

1

10KV全冷缩 

三芯 

户内终端

HS—LS10kVN—3.1

25-50

HS—LS10kVN—3.2

70-120

HS—LS10kVN—3.3

150-240

HS—LS10kVN—3.4

300-400

2

10KV全冷缩 

三芯 

户外终端

HS—LS10kVW—3.1

25-50

HS—LS10kVW—3.2

70-120

HS—LS10kVW—3.3

150-240

HS—LS10kVW—3.4

300-400

3

10KV全冷缩 

三芯 

中间连接

HS—LS10kVJ—3.1

25-50

HS—LS10kVJ—3.2

70-120

HS—LS10kVJ—3.3

150-240

HS—LS10kVJ—3.4

300-400

4

20KV全冷缩 

三芯 

户内终端

HS—LS20kVN—3.1

35-70

HS—LS20kVN—3.2

95-185

HS—LS20kVN—3.3

240-400

HS—LS20kVN—3.4

500-800

5

20KV全冷缩 

三芯 

户外终端

HS—LS20kVW—3.1

35-70

HS—LS20kVW—3.2

95-185

HS—LS20kVW—3.3

240-400

HS—LS20kVW—3.4

500-800

6

20KV全冷缩 

三芯 

中间连接

HS—LS20kVJ—3.1

35-70

HS—LS20kVJ—3.2

95-185

HS—LS20kVJ—3.3

240-400

HS—LS20kVJ—3.4

500-800

序号

品名

规格型号

适合电缆截面积（平方毫米）

7

35KV全冷缩 

三芯 

户内终端

HS—LS35kVN—3.1

35-70

HS—LS35kVN—3.2

95-185

HS—LS35kVN—3.3

240-400

HS—LS35kVN—3.4

500-800

8

35KV全冷缩 

三芯 

户外终端

HS—LS35kVW—3.1

35-70

HS—LS35kVW—3.2

95-185

HS—LS35kVW—3.3

240-400

HS—LS35kVW—3.4

500-800

9

35KV全冷缩 

三芯 

中间连接

HS—LS35kVJ—3.1

35-70

HS—LS35kVJ—3.2

95-185

HS—LS35kVJ—3.3

240-400

HS—LS35kVJ—3.4

500-800

10

35KV全冷缩 

单芯 

户内终端

HS—LS35kVN—1.1

35-70

HS—LS35kVN—1.2

95-185

HS—LS35kVN—1.3

240-400

HS—LS35kVN—1.4

500-800

11

35KV全冷缩 

单芯 

户外终端

HS—LS35kVW—1.1

35-70

HS—LS35kVW—1.2

95-185

HS—LS35kVW—1.3

240-400

HS—LS35kVW—1.4

500-800

12

35KV全冷缩 

单芯 

中间连接

HS—LS35kVJ—1.1

35-70

HS—LS35kVJ—1.2

95-185

HS—LS35kVJ—1.3

240-400

HS—LS35kVJ—1.4

500-800

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育