ｌ、ｊ９９３年第６期
６３ｋｖ高壓電纜接頭的電場強度與設計
●動力廠
ｊ電纜本身及端部的電場強度
高壓電纜已被廣泛地應用於交流輸電中，對於較長的電纜線路要通過接頭將各段電纜連線起來，接頭和端頭均在電纜的端部製作，而電纜端部的電場分布要比電纜絕緣層內的分布要複雜的多。
在高壓電纜中，電場沿軸向是均勻分
布的，並具有很大的軸向分量，因此軸向分量的存在，將使電纜接頭和終端的電氣強度有很大的降低。而徑向電場隨半徑變化，半徑ｘ處的電場強度為：
ｅｘｖｘｌｎ
ｖ一一導體對地電壓，ｘ——絕緣中任意一點的半徑，ｒｌ——絕緣外半徑；
ｒｃ——導體外半徑。
電場強度是電纜幾何尺寸的函式，由此可以看出絕緣厚度一定要確保維持電場強度在各種電壓下，都在允許範圍之內但在電纜端部，由於要剝除遮蔽和金屬護
套，勢必造成遮蔽端部的電場發生畸變，不
均勻的雜散電場同時存在軸向和徑向的分
布，端部的電場分布比電纜絕緣層內的分布要複雜的多，電場集中在靠近遮蔽端部
邊緣具有很大的軸向分量，一般絕緣材料
軸向擊穿場強比徑向擊穿場強低很多，約差十分之一。
２戧。ｆ
根據傳統的模擬等值線路，當邊界條
件為ｘ＝０時時（ｌ為電纜終端剝去金屬護套的長度）。
推算沿軸向備點的電場強度用下式表
示：ｅｘ：一ｖ；
ｙ ｖｔ 一、ｊｌ
式中：ｅ ——絕緣中任一點的場強，
ｘ——計算點與遮蔽邊緣距
離；ｒ——波導係數；ｙｖ——體積導納，
ｙ。——表面導納。
從式中可以看出：．
最大電場發生在遮蔽邊緣（在靠近金屬護套邊緣）ｘ＝ｄ處，
當ｌ相當大時，改變ｌ對ｅ ：ｏ值幾乎沒有影響，ｆｌｐｌ增長到一定長度後，再剝
去電纜的金屬護套亦不能降低護套邊緣處
的電場強度；
．增加等效半徑、介電係數和增大表匾
電容可以略降低ｅｘ＝ｏ值。
電纜終端處的電場分布比較複雜ｊ而．
接頭和終端頭中的絕緣一般是手工包繞，這樣就不可避免地會使絕緣受到一些汙染和潮氣的侵入。此外用手工包繞的絕緣不
能象電纜本體絕緣那樣緊，因此接頭和終
、／·３２ ·本鋼技術頭絕緣的徑向電場強度約為電纜絕緣的
半。為保證接頭和終端頭與電纜有相同
的電氣強度，必須採取措施，使電場沿軸
向呈均勻分布。
．用傳統的繞包應力錐改善電場分布是行之有效的．遮蔽末端加厚絕緣，增大了半徑，接地遮蔽向外延伸，降低了遮蔽端部場強，一般按下式計算：
專 ｎ［ｉｎｘ］
式中：ｙ一一附加絕緣半徑，
ｒｌ——電纜絕緣半徑ｉｒ——導體半徑。
從式中可看出：
在一定電壓下，應力錐越長，軸向應力越小。
應力錐長度固定後，附加絕緣加厚會使軸向應力增加，所以繞包時坡度不能太
陡，當軸向允許立力ｅｘ固定時，附加絕緣
半徑隨著應力錐長度加長而增大，而且增
長的斜率越來越大，所以繞包時，應力錐
的坡度應先小後大。
２接頭的設計與計算
接頭的設計主要是內絕緣設計。接頭內絕緣設計主要確定增繞絕緣的厚度、應力錐和反應力錐的形狀和長度以及內絕緣
距離。２．ｊ警通直線接頭和絕緣接頭的內絕緣設計
：．ｊ．１增繞絕緣厚度
增繞絕緣厚度由線芯連線管的最大場強決定，線芯連線管的最大場強為：
１９９３年第６期
ｅｉ：１
１ｎ』ｒ １
式中：ｖ一～接頭的承受電壓ｋｖ，
ｅｉ一一連接管表面的允許場
強。一般取電纜本體最大場強的４５—
ｒｌ一連接管的半徑ｍｍ，
ｒｎ一一增繞絕緣的半徑ｍｍ。
接頭的承受電壓也就是接頭的設計電壓，與終端頭的電壓相等，其值為１．ｊ倍的工頻幹閃試驗電壓、
由上式得：
ｖｒ，乜１
ｒｎ＝ｒ １ ｅ
『於是接頭的增繞絕緣厚度為：
ｖ△ｎ ｒｎ—ｒｉ
ｌｅ ｒｌｅｌ
式中：ｒｉ——電纜絕緣半徑ｍｍ。
２．１．２應力錐的計算
應力錐面的形狀和長度，是按沿其表面的軸向場強等於（或小於）其允許最大
軸向場強來設計的。
在應力錐面上任意一點下的軸向場強ｅｔ與該點徑向場強ｅ應有下列關係：
如令為一常數，即沿應力錐面軸向場強為一常數，來確定應力錐面的形狀，則應力錐面的方程為：
ｘ：告 ｎ
設應力錐面沿電纜軸向的長度為ｌｋ，當ｙ＝ｒｎ時，ｘ＝ｌｋ，即
ｌｋ＝告 ｎ囂一
如電纜絕緣不分階，並且增繞絕緣的●●
●ｊ９９３年第６期
介電係數等於電纜絕緣的介電係數（即
則ｂ：一 ～，上兩式可
ｉ ｃ簡化為：
ｘ＝缶ｌ●ｌ
ｎ一●ｌｔｉ一．１
ｌｋ＝ｖ ｌ●圭
ｎ●從上武可以看出，ｅｔ值取的愈小，力錐曲面愈平，長度愈大，即接頭的長度愈大，ｅｔ一般取電纜徑向場強的１／１０，若ｖ為設計電壓，取若ｖ為工作電壓取
用自粘性帶繞包的塑料電纜接頭，若ｖ為設計電壓時，取
為了製造及施工安裝方便，一般用一根直線或幾根直線所組成的錐面來代替，則沿此直線錐面各點的軸向場強將不為一
常數，而是隨著ｙ值的增加而減小，當
．＝ ：＝ 時，應力錐長度ｌｋ：為：
ｎ●ｔｍ
ｒｃ２．．ｊ．３．反應力錐的計算』
填充絕緣與電纜的工廠絕緣的交接面稱反應力錐，這個錐面亦是接頭的薄弱環
節。設計施工不完善的接頭往往容易沿此而發生移滑擊穿。反應力錐的形狀亦是根
據沿此錐面軸向場強為一常數而確定的，反應力錐的長度和應力錐長度一樣，是決
定接頭長度的主要因素之一。
經數學推算，反應力錐沿電纜長度
方向的長度ｌｃ為：
本鋼技術
３３·１ ｒ
ｉｎｌｃ奇，一『
』ｎ——
ｒｃ為了安裝施工方便，一般反應力錐亦採用直線錐面而不採用曲線錐面。如果用
兩根直線代替反應力錐曲線，則由兩根直
線組成的反應力錐沿電纜長度方向總長
ｌｃｌ為ｌ
ｅ√ｙ警ｌｈ，］ｊ
ｒｅ２．２６３ｋｖ高壓交聯電纜接頭的主要
尺寸設計
『６３ｋｖ交聯電纜的主要結構尺寸如下：，
線芯截面線芯半徑一線芯遮蔽半徑ｒｔ：ｅ．ｊｏ．２
ｍｍ；絕緣層半徑絕緣』層遮蔽半徑
２．２．ｊ確定增繞絕緣厚度△ｎ取在導線接頭焊接處表面的徑向場強
為電纜本體最大場強的一半，即：
：０．５×：
ｒｃｌｎ ｌ
ｒｃｌｎ旦：ｒｅｉｎ ｒｉ９
２１ｎ２６９．２！
０．５ ｘ１５ 皇１２
．９ｒ１０．５ｒ １
如ｒｌ為焊接頭，則取ｒｌ＝ｉｓｍｍ』
取５５ｒａｍ
則取２４ｒａｍ
２。２。２確定應力錐長度ｌｋｌ和ｌｋ
設計電壓取取ｅｔ＝
ｏｏ９ｋｖ／ｍｍ
於是ｔ·３ ·本鋼技術１９９３年第６期
ｌｋ－百ｖ：
。『９１ｎ＇００：ⅲｎｍ－ｎ
囂９２～「
ｌｋ２的計算ｉ
ｚｘｎｎ
昔－２．６
÷＝ｌ．２．８
查曲線ｌｋｌ＝
壘：二！ｎ
＋（ｒｅｔｍｒｉｉｎ
２．２．３確定反應力錐長度ｌｃ￣ｆｌｌｃ２
理想反應力錐長度ｌｃ可按
缶差式桶反應
力錐上軸向場強取與應力錐上的相同，即則
告 ｉｎ．２６．２…
如用兩根直線代替理想反應力錐曲線，則反應力錐長度ｌｃ：可按
盤一一）／式沫得，故
ｌｃｌ＝
２×１９０
ｌｎ囂 、，ｙ／２６．２一ｊ）
＝２８３ｍｍ
２．２．４確定內絕緣距離ｌｓ
、，內絕緣距離可按ｌｓ＝
式求得在
ｇｔ自粘性帶繞包絕緣場合，對應於ｖ為設計
電壓時，取則
等ｌｓ＝
＝３８０ｒａｍ
ｕ．ａ３關於高壓電纜終端電場和絕緣
的處理３．ｊ關於應力錐的作用
高壓電纜終端電場處理的成功與否，將直接影響電纜頭的質量，單芯電纜本體中幾乎只有垂直於絕緣層的徑向場強，
可是在電纜外遮蔽切斷處，其電場就變借複雜多了，在外遮蔽切斷處附近不僅電場非常集中，而且有很強的軸向分量，如不
採取相應措施，在較低電壓下，就會在外遮蔽切斷處發生電暈，甚至滑閃放電，這時僅僅靠增加沿面距離並不會帶來顯著效果，
必須設法改善電場分布。
改善電場分布的方法是採用適宜形狀
的應力錐，使得原來集中由外遮蔽層的切斷處發出的電力線變為沿應力錐面上較均
勻的發出，這樣沿錐面各點的軸向場強都可降至允許值下，可見應力錐對於改善終端電場起到了極其重要的作用，施工時必須按設計出廠預製的應力錐工藝要求去做，達到良好的效果。
３．２關於反應力錐的作用
在終端頭線芯與出線梗焊接處，切割
（下轉３８頁）●●
●·３８·本鋼技術１９９３年第６期
的電壓變。投入動補裝置後，由於它提變，使１０１＜ｖ母在線電壓畸變小於４％，諧供了動態無功補償，使得無功功率穩定在
波電流叵小於水力電力部標準。
個定值附近而只有微小波動。
６．２．２提高執行電函，減少電壓波
７ 結束語
動，使冷軋ｌｏｋｗ母線電壓波動小於７％
本鋼冷軋動態無功補償裝置，是冷軋
採用無動補償裝置時，其電壓降到８５
廠供電配套裝置。動態無功補償裝置良好
％，即電壓波動幅值可達ｊ５％左右ｉ當投
的技術效能，使冷軋廠電能質量獲得較好入動補裝置後，電壓基本穩定在９３附的技術指標，從而使冷軋廠的產品產量和近，冷軋機衝擊負荷引起的７．６％的電壓質量得到根本保證。獲得較高的經濟效波動被消除。電壓質量的改善可使產品質
益。本鋼冷軋供電系統應用動態無功補償
量有較大的提高。
裝置，在本鋼供電網中尚屬首次，這項新６．２．３補償無功功率，提高功率因技術應用的成功，勢必在本鋼供電網執行數。可使冷軋１ｏｋｖ母線功率因數由０．７３
管理方面引起足夠的重視，為改善本鋼供
提高到０．９５。
電系統電能量提供借鑑、經驗。
６．２．４吸收高次諧波，減少電壓畸
（上接頁＿）
（『５）
、·『。『
手工包繞絕緣帶以及瓷套內的聚異丁烯這
電纜本體絕緣後，由於該處與應力錐有一些絕緣材料的介質常數不相同，其電場分定距離、作用於本體絕緣切斷面附近電場布次不一樣，使介面附近司一層絕緣相鄰情況是§其電力戡由線芯發出呈陸峭形
兩點之間產生一定的電纜差、形成軸向場
狀，因此在該處電場的徑向分量遠大於軸強。為了改善這一部份的電場分布，需要向量在本體絕緣的切斷面本體絕緣將電纜本體絕緣切削成象鉛筆頭一樣的反與手工包繞絕緣形成了乙個介面，在電場
應力錐這樣就使沿錐面的電場平滑過渡，
中介面是－一．個薄弱點，而徑向應力全部作減少了介面附近同一絕緣相鄰兩點之間的用在界而方向上，『容易沿界商出穿。如果
電纜差從而大大改善了軸向場強。
有反碰力錐，鄖麼措界而反應力錐面的應
因此反應力錐無論是從改善介面附近
力ｌ只－是徑向應力的乙個分量，只要選擇。一●
》女謦的軸向場強、還是從減少徑向應力對介面個適當的角，就能傳沿界而反應力錐面的
的危害、都起到了很重要的作用，在製作
應力小於界的所能承受的應力、從而達到反應力錐時，要按設計尺寸，要求十分細
改善該處承受電場能力的目的。
較，要做到同軸對稱表面平滑、這樣才能另外、在接頭、由於電纜本面絕緣和
起到應有的作用。』·
10KV高壓電纜接頭製作
高壓電纜中間接頭製作 本次接頭製作選用jsy10 3.2 70 120mm熱縮套件,浙江紅光金具電器 生產。1，切割電纜。將待接頭的兩段電纜自斷口處交疊，交疊長度為200 300mm 量取交疊長度的中心線並作記號，同時將黑色填充保留後翻，不要割斷。2，芯線處理 本次製作選用熱縮套件為浙江紅光金具電器...
高壓電纜快速接頭作業指導書
檔案編號 擬制 審核 批准 為保證安全以及能快速作好電纜接頭特定本作業指導書請遵照執行。1 將tjb高壓電纜快速接頭尾部電纜夾 不鏽鋼夾 電纜密封 接頭外殼依次套在高壓電纜上。剝掉高壓電纜外護套35.6cm。用pvc帶將鋼鎧綁紮,防止鬆散。2 將鋼鎧根部油漆打磨乾淨，在鋼鎧根部塗上焊劑焊接16mm2...
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