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电力电缆附件对硅橡胶材料的要求

时间:2018-09-28来源:宏图浏览次数:

   电力电缆附件是一个比较特殊的产品,该产品内部要承受电缆在运行过程中外屏蔽断口处产生的高电场、要承受电缆线芯通过大电流时产生的高温(一般正常运行温度90℃,短时短路温度250℃)。电力电缆终端一般安装在室外。安装以后产品就暴露在大气中,夏天要承受阳光、冬天要承受冰雪;产品要承受可能产生的雷电冲击高电压(110kV电缆终端要求承受550kV冲击电压);还要承受系统设备可能产生的操作过电压。


   电缆附件产品的预期使用寿命一般要求大于30年(也有要求40年)。目前我国电力电缆系统的故障率高出国外经济发达国家约10倍。电力电缆及附件在运行中期(5-25年)故障原因主要是电缆本体绝缘树枝状老化及电缆附件呼吸效应进潮发生沿面放电。运行后期(25年以后)主要是高压电缆本体绝缘树枝老化、电热老化,电缆附件主要是材料老化。硅橡胶材料用于电力电缆附件30年(40年)以后的性能是否稳定值得我们关注


   我国10-35kV电力电缆附件使用量很大,目前使用量最大的又是冷缩电缆附件,预制式产品由于安装不方便使用量很少。冷缩电缆附件对硅橡胶有一个重要的要求:扩张存放两年以后仍然可以复位,仍然可以收缩紧压在电缆绝缘上面,这个特殊要求是对我们研制硅橡胶技术人员的一个挑战。
在高电场作用下,硅橡胶绝缘体、应力控制体的相关电气性能变化还有待进行深入研究。近年我们看到了一个好的现象,国家电网武汉高压研究院、清华大学等科研机构加强了硅橡胶基本材料在各种条件下相关电性能的研究。

 
    如国家电网电力科学研究院陈铮铮等指出硅橡胶若存在气泡缺陷及气隙裂纹缺陷时,电树枝起始电压均有下降;清华大学电机系,电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验聂琼指出在50Hz~130kHz这一较宽频率范围的交流电压作用下随着频率的升高,起树枝电压呈现出明显的阶段性下降特点。硅橡胶电树枝起始后,经过一定时间的生长主要发展为3种形态:树枝状电树、松枝状电树和丛状电树;华北电力大学梁英等指出极化电压、极化温度和极化时间等均对硅橡胶的TSC特性有一定影响;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室贺 博等指出老化对于材料憎水性能的影响较明显,目照、雨淋、积污和冲刷等因素的差异形成的老化程度不同。


    总的来讲:我国关于硅橡胶应用于电缆电缆附件方面的理论研究比较少。硅橡胶材料应用于电力方面的研究主要集中在外绝缘方向,针对内绝缘应用的空间电荷特性已经得到了关注,但对于电树枝老化特性,现场虽已发现,但相关的国内外研究却鲜见报道,导致对硅橡胶的电树枝老化成因及电树枝老化破坏机理缺乏认识。


    我们期待有更多的科研机构来研究新型低粘度高强度液体高温硫化硅橡胶的电气性能变化规律。期待有更先进的硅橡胶材料的出现,以便于进一步提高我国高压电力电缆附件产品的质量。