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國內(nèi)新建設(shè)的高壓電纜工程，大多是采用預(yù)制型電纜附件。預(yù)制型電纜終端的種類很多，以下對(duì)國內(nèi)外流行的主要類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)析。傳統(tǒng)的預(yù)制型終端的內(nèi)絕緣采用預(yù)制應(yīng)力錐控制電場，外絕緣是瓷套管(或環(huán)氧樹脂套管)。套管與應(yīng)力錐之間一般都充以硅油或者聚丁烯、聚異丁烯之類的絕緣油。出廠時(shí)，制造廠提供的是橡膠預(yù)制應(yīng)力錐、瓷套、絕緣油等零部件，在現(xiàn)場安裝時(shí)再裝配成終端?，F(xiàn)代預(yù)制型終端有三種基本結(jié)構(gòu)。
(1)將橡膠預(yù)制應(yīng)力錐機(jī)械擴(kuò)張后套在電纜絕緣上：
這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是應(yīng)力錐直接套在電纜絕緣上，依靠應(yīng)力錐材料自身的彈性保持應(yīng)力錐與電纜絕緣之間界面上的應(yīng)力和電氣強(qiáng)度。
110kV交聯(lián)電纜預(yù)制型終端結(jié)構(gòu)示意圖
圖1所示的國產(chǎn)戶外終端產(chǎn)品是這種結(jié)構(gòu)的典型。它的外絕緣是瓷套(GIS終端一般用環(huán)氧樹脂套管)。內(nèi)絕緣是一個(gè)合成橡膠(硅橡膠或乙丙橡膠)預(yù)模制應(yīng)力錐，瓷套(或環(huán)氧樹脂套管)內(nèi)注入合成絕緣油。
顯然，這種結(jié)構(gòu)簡單。但是存在兩個(gè)令人關(guān)心的技術(shù)問題:1)合成橡膠應(yīng)力錐與浸漬油的相容性;2)在高電場和熱場作用下，預(yù)模制的橡膠應(yīng)力錐老化會(huì)引起界面壓的變化(松弛)，從而降低電氣強(qiáng)度。以上兩個(gè)問題實(shí)際上就是一個(gè)材料問題。合適的材料既可以使合成橡膠與浸漬油相容，又可以良好的老化性能。上述歐美國家的電纜制造廠商大量產(chǎn)品的長期安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以證明這一點(diǎn)。
(2)采用彈簧壓緊裝置：
這種結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在應(yīng)力錐上增加一套機(jī)械彈簧裝置以保持應(yīng)力錐與電纜之間界面上的應(yīng)力恒定(如圖2所示)，輔以對(duì)付在高電場和熱場作用下，橡膠應(yīng)力錐老化后可能會(huì)引起的界面壓力的變化(松弛)。這種結(jié)構(gòu)還有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，從圖2可以看到它的橡膠應(yīng)力錐與浸漬油基本隔離，從而消除了應(yīng)力錐材料溶漲的可能性。
110kV交聯(lián)電纜預(yù)制型戶外終端結(jié)構(gòu)示意圖
圖2所示的在應(yīng)力錐上增加彈簧裝置的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上似乎更周全些。但是，結(jié)構(gòu)復(fù)雜了，對(duì)制造和現(xiàn)場安裝的要求都提高了，現(xiàn)場安裝的時(shí)間也增加。
(3)采用一種非橡膠應(yīng)力錐，在設(shè)計(jì)上它既能提供可靠的應(yīng)力控制又能避開應(yīng)力錐與電纜絕緣直接接觸：
典型的結(jié)構(gòu)是美國G&W公司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，在我國已經(jīng)有不少用戶。
138kV交聯(lián)電纜戶外終端結(jié)構(gòu)示意圖
圖3示出這種結(jié)構(gòu)的138kV交聯(lián)電纜戶外終端和GIS終端的結(jié)構(gòu)示意。它在工廠內(nèi)已經(jīng)把主要的零部件:瓷套管、應(yīng)力錐(成型鋁合金噴鍍環(huán)氧樹脂)、頂蓋、底盤和油壓調(diào)整裝置等都裝配好，并且充滿絕緣油。安裝時(shí)，當(dāng)把電纜端部準(zhǔn)備好后，把預(yù)制終端套入電纜即可。從使用角度來看，這種結(jié)構(gòu)可以允許配套電纜有較大的直徑和偏心度的制造公差。
圖3 138kV交聯(lián)電纜戶外終端結(jié)構(gòu)示意(應(yīng)力錐民電纜絕緣不直接接觸)1—導(dǎo)體引出桿 2—屏蔽罩 3—密封環(huán) 4—絕緣油補(bǔ)償裝置 5—電纜絕緣 6—絕緣油 7—瓷套管 8—應(yīng)力錐 9—密封環(huán) 10—支持絕緣子 11—尾管 12—環(huán)氧樹脂套管 13—鋁外殼 14—閥門 15—接地環(huán)。
上述三種結(jié)構(gòu)各有所長，均達(dá)到了實(shí)用化水平，都已經(jīng)有比較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)：
1、GIS終端和變壓器終端的基本結(jié)構(gòu)與各公司的戶外終端相似。由于GIS是在全封閉環(huán)境下運(yùn)行，可以免受大氣條件和污穢的影響，加上SF6氣體的良好絕緣特性，所以GIS終端的外絕緣采用環(huán)氧樹脂套管，其尺寸比戶外終端瓷套小得多。它的內(nèi)絕緣用的應(yīng)力錐和絕緣油與戶外終端相似；
2、在圖1和圖3的GIS電纜終端的環(huán)氧樹脂套管內(nèi)充有絕緣油，稱為濕式(或充油式)GIS電纜終端。圖2的GIS終端內(nèi)，不灌注絕緣油，稱干式GIS電纜終端；
3、為了規(guī)范GIS電纜終端與GIS開關(guān)設(shè)備的具體配合尺寸和明確電纜制造廠與開關(guān)制造廠的各自供貨的范圍，電工委員會(huì)制定了IEC859標(biāo)準(zhǔn)。因此，按照IEC859標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的GIS電纜終端都可以安裝在任何廠商制造的標(biāo)準(zhǔn)型GIS設(shè)備上；
4、IEC859標(biāo)準(zhǔn)的早版本是1986年頒布的，當(dāng)時(shí)規(guī)定GIS電纜終端，不分濕式或干式，在電纜倉內(nèi)的高度Ls是相同的。例如，110kVGIS電纜終端的Ls=757±1mm。之后該標(biāo)準(zhǔn)又幾經(jīng)修改，1999年頒布的版本IEC60859-1999明確了GIS電纜終端分為濕式和干式兩種類型，110kV濕式GIS電纜終端的Ls仍為757±1mm。而110kV干式GIS電纜終端的Ls為470±1mm；
5、變壓器終端的基本結(jié)構(gòu)與GIS終端的基本結(jié)構(gòu)十分相似，但是變壓器油與SF6氣體的電容率(介電常數(shù))不同，因而整個(gè)終端的電場分布也不相同。另外，變壓器油的擊穿強(qiáng)度也較SF6氣體低。事實(shí)上，大多數(shù)制造廠采用的是改變變壓器終端套管高壓屏蔽罩的形狀調(diào)整電場分布，達(dá)到盡可能使變壓器終端與GIS終端相同的結(jié)構(gòu)；
6、隨著硅橡膠在電氣絕緣領(lǐng)域成功的使用，人們開始把硅橡膠的應(yīng)用拓展到電纜終端的外絕緣領(lǐng)域。首先人們采用硅橡膠復(fù)合套管代替瓷套作為戶外終端的外絕緣。復(fù)合套管重量輕，有優(yōu)良的防爆性，保證了周圍的人員和設(shè)備的安全。因此，它的出現(xiàn)受到普遍地關(guān)注，特別是使用在人口或設(shè)備密集地點(diǎn)；
上世紀(jì)90年代末，一種的全預(yù)制干式合成絕緣戶外電纜終端問世。的戶外終端是集應(yīng)力錐、傘裙和絕緣層于一體，成為一個(gè)整體預(yù)制件。這種結(jié)構(gòu)地簡化了終端的安裝工序，即在通常處理完電纜并壓接好接線桿后，將整個(gè)終端預(yù)制件套入電纜的絕緣上即成。
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