CN108879496A - 一种提高电缆附件界面击穿强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电缆领域，具体公开了一种提高电缆附件界面击穿强度的方法，包括：1)将硅氧烷修复液、催化剂、电压稳定剂加入搅拌混合器中，并往所述搅拌混合器内通入惰性气体，于室温中搅拌混合至少10min以获得修复液；2)往电缆的绝缘界面均匀涂抹一层所述修复液，将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了所述修复液的所述电缆的绝缘界面处。其中，修复液填充界面气隙微孔，并能够与绝缘界面的水分反应，消除电缆附件的绝缘界面内的水分，并生成电介质液体，电介质液体减弱电缆附件局部放电水平，减缓附件老化，能改善绝缘界面运行环境，提高击穿强度，提高附件的绝缘性能。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆工程领域，特别涉及一种提高电缆附件界面击穿强度的方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)电力电缆因其可靠的电气及机械性能，目前在我国电力工业中得到了广泛的应用。我国在90年代初，开展了大量的城网改造工作，大量的电力电缆及电缆附件开始应用到城市电网。电缆附件由于其多层固体复合绝缘结构，且需要在现场条件下安装成型，影响其绝缘性能的因素较多，使得电缆附件成为地下电缆系统的薄弱点。电力电缆在线运行的实际经验表明，电缆的绝缘层与电缆附件的绝缘层之间的交界面最容易发生击穿放电现象。
在电缆附件应力锥处常存在组合固体绝缘结构，在交联聚乙烯电缆附件中，常由电缆主绝缘交联聚乙烯和硅橡胶应力锥(应力控制管)形成绝缘界面。在交联聚乙烯和硅橡胶界面存在有气隙微孔，并且在应力锥附近有较大的切向电场，这通常会使交联聚乙烯/硅橡胶界面的击穿强度低于单独的绝缘材料本身。
击穿强度是表示电力设备绝缘性能的一个重要参数，电缆附件的绝缘界面运行环境对其击穿强度有较大影响。由于电缆埋在地下且大部分都处于潮湿的环境中，随着电缆运行时间增长，阻水带逐渐松弛防水性能下降，水分不断进入附件绝缘界面，导致电缆附件击穿强度下降，最终导致沿面击穿事故的发生，造成停电事故。
电缆附件的故障定位、维护更换较为复杂工作量大，导致大量的人力、财力浪费。此外，由于电缆附件常集中在中心城区，更换电缆附件也是一个困难的工作。从节约成本的角度，如果能消除界面水分并提高击穿强度，则可节约大量人力、财力。提高电缆附件的绝缘性能，可是实现较好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高电缆附件界面击穿强度的方法，从而克服电缆的绝缘层与电缆附件的绝缘层之间的交界面容易发生击穿放电的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高电缆附件界面击穿强度的方法，包括：
1)将硅氧烷修复液、催化剂、电压稳定剂加入搅拌混合器中，并往所述搅拌混合器内通入惰性气体，于室温中搅拌混合至少10min以获得修复液；
2)往电缆的绝缘界面均匀涂抹一层所述修复液，将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了所述修复液的所述电缆的绝缘界面处。
优选的，上述技术方案中，所述室温为10-30℃。
优选的，上述技术方案中，所述搅拌混合器搅拌混合10-20min。
优选的，上述技术方案中，所述惰性气体为氩气或氮气。
优选的，上述技术方案中，所述电缆的绝缘界面为交联聚乙烯绝缘表面。
优选的，上述技术方案中，所述电缆附件的绝缘界面为交联聚乙烯界面或硅橡胶界面。
优选的，上述技术方案中，所述电缆附件包括电缆中间接头和终端头。
优选的，上述技术方案中，涂抹所述修复液前，需采用电缆清洁纸结合清洁剂擦洗电缆的交联聚乙烯绝缘表面，待清洗部位表面的残留清洁剂彻底挥发后涂抹修复液。
优选的，上述技术方案中，于无尘的环境下将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了所述修复液的所述电缆的绝缘界面处。
优选的，上述技术方案中，催化剂为钛酸酯催化剂，电压稳定剂为苯酚类电压稳定剂。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的提高电缆附件界面击穿强度的方法，修复液填充界面气隙微孔，并能够与绝缘界面的水分反应，消除电缆附件的绝缘界面内的水分，并生成电介质液体，电介质液体减弱电缆附件局部放电水平，减缓附件老化，能改善绝缘界面运行环境，提高击穿强度，提高附件的绝缘性能。
2.电介质液体的介电常数与交联聚乙烯或硅橡胶的介电常数接近，有效提高了界面的击穿电压，提高了电缆附件的绝缘性能。
附图说明
图1是根据本发明的实验界面样本及装置的结构图。
图2是根据本发明的实验电路的结构图。
图3是根据本发明的实验结果图。
主要附图标记说明：
1-交联聚乙烯薄片，2-硅橡胶薄片，3-圆形铜片电极，4-界面击穿电压测试装置，5-油缸，6-调压器，7-试验变压器，8-水阻。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1显示了根据本发明优选实施方式的提高电缆附件界面击穿强度的方法的结构图。
如图1所示，该实施例中提高电缆附件界面击穿强度的方法，包括以下步骤：
步骤1，配制修复液：将硅氧烷修复液、催化剂、电压稳定剂加入搅拌混合器中，并往搅拌混合器内通入惰性气体，惰性气体优选为氩气或氮气，催化剂为钛酸酯催化剂，电压稳定剂为苯酚类电压稳定剂；于室温为10-30℃的环境中搅拌混合至少10min以获得修复液，如搅拌10min或20min或10-20min均可。
步骤2，涂抹修复液：往电缆的绝缘界面均匀涂抹一层所述修复液，将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了修复液的电缆的绝缘界面处，电缆附件优选于在绝对无尘的环境下进行装配；其中，涂抹修复液前，需采用电缆清洁纸结合清洁剂擦洗电缆的交联聚乙烯绝缘表面，待清洗部位表面的残留清洁剂彻底挥发后才能涂抹修复液。
该实施例中优选的，电缆的绝缘界面为交联聚乙烯绝缘表面，电缆附件的绝缘界面为交联聚乙烯界面或硅橡胶界面，电缆附件包括电缆中间接头和终端头。
在电缆的绝缘界面涂抹修复液，使修复液填充电缆与电缆附件之间的绝缘界面的微孔，且修复液中的硅氧烷与界面的水分发生缩合反应生成电介质液体，不仅消除电缆附件内的水分，而且能进一步填充界面气隙微孔，且电介质液体的介电常数与电缆附件的主绝缘材料硅橡胶或交联聚乙烯的介电常数相似，电介质液体与硅橡胶或交联聚乙烯之间可生成新的化学键，减弱电缆附件的局部放电水平，减缓附件老化，能改善绝缘界面运行环境，从而提高界面击穿电压及强度，进而提高电缆附件绝缘性能。
下面，介绍提高电缆附件界面击穿强度的的样品制作及击穿实验案例，以证明涂抹了修复液后电缆附件的击穿强度得到提高，如图1和图2所示，具体包括：
(1)制作界面样本
样本选用边长为40mm*40mm*3mm的交联聚乙烯薄片1和边长为40mm*40mm*3mm的硅橡胶薄片2，使两块样本正方形表面对齐并贴合在一起，在样本中心位置放置两个距离为2mm、半径为6mm的圆形铜片电极3分别作为高压电极和地电极。准备界面涂抹水、界面涂抹修复液、界面无填充三组样本，每组分别制作5个样本。
(2)装置准备
将上述界面样本放置于界面击穿电压测试装置4内，使上下两块玻璃板压紧界面样本，调节弹簧长度，使玻璃板向界面样本施加80N的压力，使样本界面压强保持在50kPa，并将测试装置放置于油缸5内，防止发生表面滑闪。实验界面样本及装置如图1所示
(3)连接实验电路
实验电路由调压器6、试验变压器7、水阻8及上述放置于油缸内的界面样本串接而成，实验电路图如图2所示。
(4)击穿实验
打开调压器电源，每隔一分钟升高1kV电压直至样本击穿，调压器保护跳闸，记录击穿电压，每次升高电压时尽量保持电压匀速缓慢增长。重复上述实验过程，直至上述三组共15个样本全部击穿，取每组5个样本击穿电压平均值作为该组样本的击穿电压。
本实施例得到的交联聚乙烯/硅橡胶界面样本击穿电压如图3所示，从图中可以看出界面涂抹修复液组的界面击穿电压远高于界面涂抹水和界面无填充组的击穿电压，说明在界面涂抹修复液能大幅提高界面击穿强度，有效提升界面绝缘性能。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，包括：
1)将硅氧烷修复液、催化剂、电压稳定剂加入搅拌混合器中，并往所述搅拌混合器内通入惰性气体，于室温中搅拌混合至少10min以获得修复液；
2)往电缆的绝缘界面均匀涂抹一层所述修复液，将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了所述修复液的所述电缆的绝缘界面处。
2.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述室温为10-30℃。
3.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述搅拌混合器搅拌混合10-20min。
4.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氮气。
5.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述电缆的绝缘界面为交联聚乙烯绝缘表面。
6.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述电缆附件的绝缘界面为交联聚乙烯界面或硅橡胶界面。
7.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述电缆附件包括电缆中间接头和终端头。
8.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，涂抹所述修复液前，需采用电缆清洁纸结合清洁剂擦洗电缆的交联聚乙烯绝缘表面，待清洗部位表面的残留清洁剂彻底挥发后涂抹修复液。
9.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，于无尘的环境下将电缆附件的安装绝缘界面装配于涂抹了所述修复液的所述电缆的绝缘界面处。
10.根据权利要求1所述的提高电缆附件界面击穿强度的方法，其特征在于，所述催化剂为钛酸酯催化剂，所述电压稳定剂为苯酚类电压稳定剂。
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