CN103630805A - 10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于需要一种10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，将普通的XLPE电缆直接制作成导电及半导电杂质附着在主绝缘表面的模型，能真实反映出电缆中间接头在制造安装运行过程中暴露出来的问题。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：包括连接在一起的两根电缆，所述电缆逐层剥离屏蔽层、外导电层、主绝缘层、内导电层，露出铜芯；两根电缆的铜芯通过压接管相连，所述铜芯和压接管外侧包有半导电套层，所述电缆被剥开部分外侧套设有应力锥，主绝缘层表面分布有形状大小不规则的金属屑。与现有技术相比，本发明可以进行模拟试验，真实反映电力电缆线路在敷设安装运行过程中暴露出来的具有代表性的典型缺陷性质。

Description

10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型。

背景技术

XLPE电缆以其优异的性能被广泛用于输电线路，在制作电缆中间接头时需要剥去绝缘屏蔽及金属套，会引起电场集中，其绝缘的关键部位是预制式接头与XLPE电缆绝缘的界面。因为该界面的电气绝缘强度与XLPE电缆绝缘表面清洁程度、光滑程度、界面压力以及橡胶绝缘件套入采用的润滑剂等多种因素有关。如果施工时外半导电层有残留，或者有导电及半导电杂质附着在主绝缘表面，会产生悬浮电位，从而引发局部放电。

局部放电是XLPE电缆绝缘劣化的表征和主要原因。电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷。国内外对XLPE电缆内部绝缘缺陷局部放电机理检测方法等方面进行了大量研究，在典型放电模型的研究设计上也取得了很大的进展。但由于中高压电缆附件等部位绝缘结构复杂，影响放电的因素较多，各种绝缘缺陷类型尚无统一的物理模型。而如果直接将有故障的线路拿来作为实验模型，一则可能会有并发的故障影响实验效果；二则安全性得不到保障。现有技术中缺乏具有安全系数的实验模型。

发明内容

本发明的目的在于需要一种10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，将普通的XLPE电缆直接制作成导电及半导电杂质附着在主绝缘表面的模型，能真实反映出电缆中间接头在制造安装运行过程中暴露出来的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，包括连接在一起的两根电缆，所述电缆逐层剥离屏蔽层、外半导电层、主绝缘层、内半导电层，露出铜芯；两根电缆的铜芯通过压接管相连，所述铜芯和压接管外侧包有半导电套层，所述电缆被剥开部分外侧套设有应力锥，主绝缘层表面分布有形状大小不规则的金属屑，单个金属屑半径不超过2mm，金属屑涉及的总面积不小于400mm²。

优选的，所述半导电套层为半导电胶带。这样的结构有利于将铜芯和压接管等部件压紧，结构更为牢固。

优选的，所述半导电套层为半导电塑胶套。这样的结构固定更为方便，但是紧固效果不是很理想。

优选的，所述半导电胶带从一根电缆的屏蔽层包裹到另一根电缆的屏蔽层。这样的结构确保整个半导电胶带能够保护整个连接部分。

优选的，所述主绝缘层交界处以及主绝缘层表面还涂设有瓦克硅脂层。瓦克硅脂是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。因此作为内部粘合填充剂最为合适。

优选的，所述金属屑为铜屑。在实际应用过程中，研究发现线缆中最容易掺入的杂质是铜屏蔽带上掉落下的金属屑。因此采用铜屑最有代表意义。

优选的，所述金属屑为质量比3：1配比的铜屑和铁屑。铁屑为线芯中经过长期使用后磨损出来的。总量比铜屑要少。这样主要模拟较老的线缆的绝缘表面导电微粒局部放电模型。

优选的，所述屏蔽层、外半导电层、主绝缘层呈阶梯状分布。这样的结构方便连接时有足够的位置进行操作。

进一步的，所述屏蔽层、外半导电层、主绝缘层的露出部长度相同。

与现有技术相比，本发明10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型可以进行模拟试验，真实反映电力电缆线路在敷设安装运行过程中暴露出来的具有代表性的典型缺陷性质、特征和放电机理，实现典型缺陷局放特征量的有效提取，获得纯净局部放电信号谱图特征。便于研究人员安全重复试验，并且数据更为真实可靠。

附图说明

图1为本发明10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型的整体结构示意图。

图2为本发明10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型的线缆结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，包括连接在一起的两根电缆1，所述电缆1逐层剥离屏蔽层11、外半导电层12、主绝缘层13、内半导电层14，露出铜芯2；两根电缆1的铜芯2通过压接管3相连，所述铜芯2和压接管3外侧包有半导电套层4，所述电缆1被剥开部分外侧套设有应力锥5，主绝缘层13表面分布有形状大小不规则的金属屑6，单个金属屑6半径不超过2mm，金属屑6涉及的总面积不小于400mm²。所述半导电套层4为半导电胶带。或所述半导电套层4为半导电塑胶套。为了确保紧固的效果，通常采用半导电胶带，所述半导电胶带从一根电缆1的屏蔽层11包裹到另一根电缆1的屏蔽层11。

为了提高整体内部的粘合和连接，所述主绝缘层13交界处以及主绝缘层13表面还涂设有瓦克硅脂层。

所述屏蔽层11、外半导电层12、主绝缘层13呈阶梯状分布。且所述屏蔽层11、外半导电层12、主绝缘层13的露出部长度相同。

根据使用的期限不同，当模拟使用程度较新的电缆时，所述放置的金属屑6为铜屑。而模拟使用年限较长的模型时，采用比例3：1配置的铜屑和铁屑。

这里其实破解了一个技术偏见。通常电缆中间接头绝缘表面含有导电微粒时，技术人员第一时间想到的就是从铜屏蔽层上摩擦掉落的铜屑。但是经过长时间研究和分析表明，当使用年限到了一定程度后，线芯中的铁屑也有可能磨穿内屏蔽层，附着在绝缘表面上。而这两种情况导致的情况是不一样的。

在正常使用的情况下，电缆1中间接头绝缘表面含有导电微粒等杂质时，靠近中间压接管3的杂质电场畸变最剧烈，容易发生局部放电。由于靠近中间的压接管3，两者的绝缘距离较其他杂质与压接管3的绝缘距离要小，当电场畸变，场强超过绝缘介质的击穿强度时，则会造成绝缘击穿。绝缘层某处发生击穿时，其他良好的绝缘会承受更大的电压，所受电场会进一步加大。因此击穿会从压接管3到靠近它的杂质开始，沿着绝缘薄弱的位置延伸，使局部放电进一步增强，并向应力锥方向发展最终形成一个弧形放电通道。而现有技术中就缺乏这样的研究模型。如果拿带有故障的线缆又无法保证使用过程中的安全，也不能排除具有其他的隐患。

而通过本发明，研究人员可以安全地重复试验。整个过程安全，而且可以通过不同的金属屑6来模拟不同的情况。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，包括连接在一起的两根电缆（1），所述电缆（1）逐层剥离屏蔽层（11）、外半导电层（12）、主绝缘层（13）、内半导电层（14），露出铜芯（2）；两根电缆（1）的铜芯（2）通过压接管（3）相连，所述铜芯（2）和压接管（3）外侧包有半导电套层（4），所述电缆（1）被剥开部分外侧套设有应力锥（5），主绝缘层（13）表面分布有形状大小不规则的金属屑（6），单个金属屑（6）半径不超过2mm，金属屑（6）涉及的总面积不小于400mm²。

2.根据权利要求1所10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述半导电套层（4）为半导电胶带。

3.根据权利要求1所10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述半导电套层（4）为半导电塑胶套。

4.根据权利要求2所10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述半导电胶带从一根电缆（1）的屏蔽层（11）包裹到另一根电缆（1）的屏蔽层（11）。

5.根据权利要求1所述10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述主绝缘层（13）交界处以及主绝缘层（13）表面还涂设有瓦克硅脂层。

6.根据权利要求1所述10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述金属屑（6）为铜屑。

7.根据权利要求1所述10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述金属屑（6）为质量比3：1配比的铜屑和铁屑。

8.根据权利要求1-7所述10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述屏蔽层（11）、外半导电层（12）、主绝缘层（13）呈阶梯状分布。

9.根据权利要求8所述10kV电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型，其特征在于，所述屏蔽层（11）、外半导电层（12）、主绝缘层（13）的露出部长度相同。

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