35kV冷缩高压电缆头制作培训ppt课件.pptx

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1、高压电缆头自主制作培训2018年6月,01,02,电缆基础知识,电缆附件基础知识,03,冷缩电缆附件特点,04,冷缩电缆安装分解,05,安装错误原因及案例,06,正确安装案例,01PART,电缆基础知识,1、电力电缆本体（一般简称电缆）2、附件-中间接头（关键点在于恢复电缆结构 ） 终 端 头（户内式、户外式、插拔式）3、其他安装器材（桥架、穿管、防火材料等）电缆输电特点：高压输电导线通过固体绝缘体 隔离后被封闭在接地的金属屏 蔽内部。,01PART,电缆附件基础知识,火力发电厂,风力发电厂,太阳能发电厂,核电厂,水力发电厂,发电,升压站,降压站,采掘类企业,制造类企业,金属冶炼类企业,化工类

2、企业,楼盘小区用户,输电,用电,1kV-35kV,110kV-1000kV,0.4kV-35kV,电缆附件(有电缆的地方就需要电缆附件) 运用于电力系统各个领域,1.电缆基础知识,电力电缆分类,交联聚乙烯电缆结构图,了解电缆结构非常有助于电缆附件的正确安装,1.电缆基础知识,导体 导体是提供负荷电流的通路。其主要技术指标和要求： 1）导体截面和直流电阻： 按国家标准，电缆截面规格一般为：25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630mm2等。 2）导体结构：导体也是电缆工作时的高压电极，而且其表面电场强度最大，如果局部有毛刺则该处的电场强度会更大。

3、因此，设计和生产中以及使用部门在制作接头的导体连接时，要解决的主要技术问题之一就是力图使导体表面尽量做到光滑圆整无毛刺，以改善导体表面电场分布。,绝缘 绝缘是将高压电极与地电极可靠隔离的关键结构。承受工作电压及各种过电压长期作用，因此其耐电强度及长期稳定 性能是保证整个电缆完成输电任务的最重要部分。,半导电屏蔽层 半导电屏蔽层是中高压电缆采用的一项改善金属电极表面电场分布，同时提高绝缘表面耐电强度的重要技术措施。如下图所示可以看出正常电缆的电场只有从（铜）导线沿半径向外半导电层的电力线，没有芯线轴向的电场（电力线），电场分布是均匀的。图中闪烁的箭头表示电场的电力线。,半导电断口电应力控制方式上

4、，冷缩应力锥比热缩应力管更稳定，寿命更长。,热缩应力管（材料参数控制）,冷缩应力锥（几何形状控制）,无应力控制,电力电缆终端或接头中的应力结构主要有两种： （1）：几何法：应力锥（如冷缩附件、高压预制附件）； （2）：参数法：应力带或应控管（如热缩附件）。 应力锥主要由绝缘和半导电两部分组成，其中绝缘部分用以增强电缆绝缘，半导电部分与电缆外半导电屏蔽结合，改变接地极形状，立体空间改变电场曲线，以控制电缆绝缘内电场分布。 应控管是通过控制材料的特殊电气参数(对材料性能要求相当严格)，如高介电常数20，应控管安装在附件中，使电场中电力线在两种不同介电常数介质的界面上遵循一定的折射规律（如瑞典的FS

5、D应力控制片，是利用其电阻率与外施电场成非线性关系变化的特性，即当外施电场增加时，电阻率下降，将这种材料施加在电缆屏蔽切断处绝缘表面，从而降低该处电场强度）。,金属屏蔽 金属屏蔽的作用： 1）形成工作电场的低压电极，当局部有毛刺时也会形成电场强度很大的 情况，因此，也要力图使导体表面尽量做到光滑圆整无毛刺。 2）提供电容电流及故障电流的通路，因此也有一定的截面要求。,护层 护层是保护绝缘和整个电缆正常可靠工作的重要保证。 针对各种环境使用条件设计有相应的护层结构。主要是机械保护（纵向、 径向的外力作用），防水、防火、防腐蚀、防生物等。可以根据需要进 行各种组合。,了解电缆结构非常有助于电缆附件

6、的正确安装,01PART,电缆基础知识,电缆敷设详见GB50168 电缆线路施工及验收规范,01PART,电缆基础知识,电缆进水,01PART,电缆基础知识,中广核大悟风电场电缆击穿（电缆弯曲半径过小）,02PART,电缆附件基础知识,概述 电缆附件是电缆线路必不可少的组成部分，没有附件则电缆是无法工作的。完成输电任务的是由电缆及附件组成的电缆线路整体。可以说电缆附件是电缆功能的一种延续。对于电缆本体的各项要求，如导体截面及表面特性、半导电层、金属屏蔽层、绝缘层及护层等各部分的要求也适用于对电缆附件，尤其是中间接头，即中间接头的各个部分应对应于电缆所有的各个部分。终端也基本一样，只是外绝缘有所

7、特殊。 除此之外，附件还有比电缆本体更多的要求，因为它的结构更复杂。主要性能有： 应力控制：解决电场集中问题； 绝缘恢复：恢复电缆绝缘，保证线路的安全运行； 密封防水：有效防止外界水分或有害物质侵入保证电缆的长期安全有效运行； 其它恢复：包括恢复电缆的电气连接，及部分机械强度。,02PART,电缆附件基础知识,电缆附件分类,02PART,电缆附件基础知识,电缆附件特点及适用范围,03PART,冷缩电缆附件特点,冷热缩电缆附件比较,本世纪初，随着交联聚乙烯绝缘电缆运用越来越广泛，冷缩电缆附件由于诸多优点，已有取代热缩电缆附件之趋势。,热缩终端,冷缩终端,03PART,冷缩电缆附件特点,冷热缩电缆

8、附件比较,一、半导电断口电应力控制方式上，冷缩应力锥比热缩应力管更稳定，寿命更长。,热缩应力管（材料参数控制）,冷缩应力锥（几何形状控制）,（无应力控制）,03PART,冷缩电缆附件特点,冷热缩电缆附件比较,二、冷缩弥补了热缩多层覆合的弊端，避免了层间间隙及杂质，减小了局放放电，延长了电缆附件寿命，也减小了施工环境影响因素。,热缩附件（多层覆合，存在层间间隙）,冷缩附件（多层复合为一体，没有层间间隙）,冷缩电缆附件产品简介,三、冷缩附件与电缆同“呼吸”，杜绝了沿界面击穿电缆附件随电缆本体的膨胀/收缩而膨胀/收缩，永久保持对电缆的径向压力，不会出现沿界面击穿现象。 热缩附件由于材料与电缆不同，膨

9、胀系数不同，自然环境下不能与电缆同步呼吸，长时间异步呼吸，会造成层间间隙出现，增加沿面爬电事故发生的几率。,热胀冷缩造成的裂缝,热胀冷缩原理示意,冷热缩电缆附件比较,冷缩电缆附件产品简介,冷缩附件产品都已在工厂内制造成型。无须特别培训，安装操作简单，且不用火，省时省力，大大减少了由于操作不当造成的质量事故，而且解决了预制电缆附件收缩不紧或安不进去的现象。,冷缩工厂预制成型，现场套装,热缩现场加热安装,冷热缩电缆附件比较,三、冷缩电缆附件产品简介,冷缩电缆附件概述,沃尔10kV冷缩终端结构,应力锥,三、冷缩电缆附件产品简介,冷缩电缆附件概述,沃尔10kV冷缩中间结构：,应力锥,屏蔽管,绝缘层,整

10、体预制，无层间间隙，最大限度减小局放。,应力控制与绝缘部位复合成为一体，消除了层间间隙，避免了间隙放电，极大提高产品寿命。,国内首家采用液态导电胶的厂家，彻底解决了冷缩型导电材料与绝缘材料的粘接问题，有效杜绝了层间隙的局部放电。这一技术迅速在业界得以应用，使得我们国内电缆附件的局放水平有了很大的提高。,线路故障现状,据有关部门统计，电力电缆线路投入运行初期（1-5年内）容易发生运行故障，主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问题；运行中期（5-25年内），电缆本体和附件基本进入稳定时期，线路运行故障率较低，故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应致使电缆受潮而发生沿面放电

11、；运行后期（25年后），电缆本体绝缘树枝老化、电-热老化以及附件材料老化加剧，电力电缆运行故障大幅上升。其电力电缆运行故障原因统计如下图所示：,四、冷缩电缆附件安装,四、冷缩电缆附件安装,安装注意事项：,1.安装前测试电缆是否正常。2.确保电缆附件与电缆规格符合。3.安装必须使用附件本身所带的工艺，并仔细阅读工艺各条款，严格按照工艺所标尺寸安装。 4.保证电缆绝缘无损伤（无刀痕），尤其是半导断口处不可出现凹坑等，绝缘必须清除干净半导颗粒及其它杂质，保证干净无污。5.半导断口应倒角与主绝缘过渡，不可出现锯齿状，避免尖端出现。6.严格按照限位线位置收缩附件。7.防止安装中附件及电缆受潮。,35kV

12、冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,同步呼吸，杜绝界面爬电、内闪。,冷缩电缆附件随电缆本体的膨胀/收缩而膨胀/收缩，永久保持对电缆的径向压力，最大限度的杜绝沿界面击穿现象。,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩户内三芯终端,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,3

13、5kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,35kV冷缩三芯中间安装,电缆附件安装过程现有情况基本上为：裁纸刀、一字螺丝刀、老虎钳、手工锯、玻璃片（不可剥离电缆用）、PVC管刀、液压钳等。,电缆附件安装完毕后的竣工试验参考GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准,半导电层断口附近绝缘击穿,(1)应力管运行时由于高温及老化引起材料参数改变，失去作用造成的电缆击穿。(2)应力锥由于安装尺寸错误，未起作用造成的电缆击穿。,五、冷缩电缆附件安装错误原因及案例,冷缩电缆附件本身为免维护产品，但先绝条件就是需安装正确，核心细节处理良好！,绝缘表面沿面爬电击穿,(1)剥切电缆半导体屏蔽层

14、时，刀痕过深，使主绝缘层表面有伤痕，容易存在气隙。(2)电缆半导体屏蔽层剥切后，没有清除干净，其半导体残留在主绝缘层上，或清擦时没有遵循工艺要求，来回擦洗，留下隐患，产生闪络放电。(3)收缩不紧密而不能保证界面压强，导致杂质侵入气隙或受潮,产生闪络放电。,未压紧发热击穿,电缆线芯压接后，连接管压坑变形有限，造成通电运行后，连接部位由于接触电阻太大引起电缆发热，温度过高电缆击穿。,电缆附件事故的发生一般是瞬间发生，发生之前相当一段时间通过肉眼表面是看不出什么异常的，但实际上事故点内部的局部区域一直在持续放电以至持续发热，积累到一定阶段，绝缘在极端的时间内劣化以至承受不住电压直接击穿。 如果要防范

15、事故发生，最好能提前发现。虽然通过肉眼不能看出异常，但可以借助专用设备发现异常。有问题的电缆头有一个共同点，就是会放电发热，事故点局部区域温度要高于周围区域，这一点可以借助“红外线热成像仪”发现，这样可以提早发现隐患，及时处理。,风电场常见电缆附件相关故障分类,2.1.电缆质量原因；2.1.1.电缆导体不符标准；2.1.2.电缆绝缘缺陷；2.1.3.电缆进水；2.1.4.电缆敷设不规范；2.2.电缆附件质量原因；2.2.1.附件主材料质量不过关；2.2.2.附件设计不够完善；2.3.安装不规范或错误原因；2.3.1.安装尺寸错误；2.3.2.安装中剥切电缆不规范；2.3.3.安装过程步骤未严格

16、按照货物本身安装工艺；2.4.与附件相关配合方面不恰当；2.4.1.连接金具不配套；2.4.2.间距过近；2.4.3.附件和电缆过盈不配合；2.4.4.其它。,2.1.1.电缆导体不符标准,电缆线芯导体完全散乱，不能成圆，内半导电层没有包裹导体线芯。这样可以确定事故原因是由于此电缆质量缺陷造成的。,2.1.2.电缆绝缘缺陷,电缆外半导电层剥掉后明显看出绝缘层上有密密麻麻的黑点，会造成沿绝缘层表面沿面爬电事故。,2.1.2.电缆绝缘缺陷,电缆绝缘有非常明显的纵向凹槽。,2.1.3.电缆进水,一旦电缆进水就是灾难性的，特别是线芯进水，电缆是发热运行的，水受热会膨胀化为蒸汽，极易侵入中间接头绝缘层，

17、造成爬电事故。,2.2.1.附件主材料质量不过关,冷缩电缆附件主要原材料为硅橡胶。,2.2.2.附件设计不够完善,此电缆头应力控制为材料参数控制法，在实际运行中，由于高电场、热能的存在，使材料老化，失去了本身的特性。加上胶泥安装时无法保证均匀，造成固有缺陷。,2.2.2.附件设计不够完善,电力电缆终端或接头中的应力结构主要有两种： （1）：几何法：应力锥（如冷缩附件、高压预制附件）； （2）：参数法：应力带或应控管（如热缩附件）。 应力锥主要由绝缘和半导电两部分组成，其中绝缘部分用以增强电缆绝缘，半导电部分与电缆外半导电屏蔽结合，改变接地极形状，立体空间改变电场曲线，以控制电缆绝缘内电场分布。

18、 应力管是通过控制材料的特殊电气参数(对材料性能要求相当严格)，如高介电常数20，应力管安装在附件中，使电场中电力线在两种不同介电常数介质的界面上遵循一定的折射规律（如瑞典的FSD应力控制片，是利用其电阻率与外施电场成非线性关系变化的特性，即当外施电场增加时，电阻率下降，将这种材料施加在电缆屏蔽切断处绝缘表面，从而降低该处电场强度）。,电缆内部电场结构,热缩应力管（材料参数控制）,冷缩应力锥（几何形状控制）,（无应力控制）,2.3.1.安装尺寸错误,事故原因为：安装尺寸完全未按照安装工艺要求开剥，冷缩终端主体内部应力锥完全没有搭接到外半导电层，致使冷缩终端主体完全失效，外半导电层断口处电场畸变

19、造成电缆绝缘击穿。,正确安装后的剖面图如下图所示,2.3.1.安装尺寸错误,事故原因为：安装尺寸完全未按照安装工艺要求开剥，冷缩终端主体内部应力锥完全没有搭接到外半导电层，致使冷缩终端主体完全失效，外半导电层断口处电场畸变造成电缆绝缘击穿。,2.3.1.安装尺寸错误,其安装尺寸有误表现如下图所示。安装尺寸有误致使通电后中间头屏蔽管高电位对超出应力锥的外半导电层断口低电位放电，最后因为沿面放电导致中间头径向击穿。,2.3.2.安装中剥切电缆不规范,第一、从未击穿相电缆可以看到，外半导电断口环切较深，已经损伤电缆绝缘。由此确定击穿相环切刀口更严重，从而损伤电缆绝缘，造成绝缘击穿。 第二、电缆绝缘层

20、上有明显刀痕。刀痕过深，一则损伤电缆绝缘，二则使中间接头绝缘和电缆绝缘之间留下间隙，从而造成内部爬电，电缆击穿，烧毁电缆。,2.3.3.安装过程步骤未严格按照货物本身安装工艺,第一、填充胶及密封胶主要作用是填充及密封作用，有一定绝缘作用，但此次用在半导电断口是完全错误的； 第二、缠绕的半导电带超过外半导电层断口5mm以上，使此处存在空气，留下放电隐患，且造成终端安装定位线不准。,2.3.3.安装过程步骤未严格按照货物本身安装工艺,其一：小平方线芯切除绝缘层时极易损伤线芯导致断线，安装时需特别注意。 其二：电缆线芯未压接或连接管压坑变形有限，造成通电运行后，连接部位由于接触电阻太大引起电缆发热，

21、温度过高电缆击穿。,2.4.1.连接金具不配套,其一：连接管不合格问题：连接管不合格或压接不合格都会造成电缆局部发热造成事故。 其二：需要注意端子的选用，特别是铝芯电缆选用铜铝过渡端子建议采用钎焊端子或镀锡铜端子。,2.4.2.间距过近,相间距离过近，相间放电发热老化造成事故。,2.4.2.间距过近,电缆头高压部分与避雷器距离过近或避雷器引线与电缆头低压部分距离过近，以致放电发热造成事故。,2.1.1.电缆导体不符标准,电缆附件设计分相距离都要满足“电气规程标准配电装置的安全净距离”。理论上电气柜也需要考虑，但现实中时有出现预留给电缆附件分相距离过小的情况。,2.4.3.附件和电缆过盈不配合,界面压力取决于电缆附件材料的定伸强度和电缆附件安装时的弹性形变过盈量。提高电缆附件材料的定伸强度和采用预扩张工艺, 可有效防止电缆附件沿面放电击穿事故。,2.4.4.其它,硅橡胶本身为柔软弹性体，安装及装配过程中极易收到机械损伤。,2.4.4.其它,溢出的为红色密封胶，此胶本身为绝缘材料，不影响电气性能，只是起密封防水作用。,2.4.4.其它,电缆敷设问题：现场有电缆沟及电缆敷设滞后，赶时间先安装电缆头，后移动电缆时电缆头破损的问题。此存在安全隐患，电缆及电缆头极有可能损坏，即使后期修复外皮也存在电缆已进水的可能。,2018,新能源运营,THANK YOU,FOR YOUR TIME,