潮湿环境下涂覆硅脂的电缆附件界面性能研究

潮湿环境下涂覆硅脂的电缆附件界面性能研究

王维新

  深圳市沃尔核材股份有限公司  广东 深圳  518118  深圳市沃尔电力技术有限公司  广东 深圳  518118     

摘要：硅橡胶材料因其绝缘性能优异、机械强度优良等特点，常用作电缆附件的绝缘材料，在电缆附件中得到了广泛的应用。在电缆附件的实际安装过程中，附件内侧与电缆绝缘接触面会涂覆一层硅脂，硅脂具有优良的耐、防爬电、憎水防潮、润滑无腐蚀、抗氧化、化学稳定性和润滑性，涂覆硅脂可以提升安装过程的润滑性，也可以提升附件界面处的绝缘性能。基于此，本文章对潮湿环境下涂覆硅脂的电缆附件界面性能研究进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：潮湿环境；涂覆硅脂；电缆附件；界面性能

引言

随着我国经济不断地发展，大城市用电量日益增加，负荷密度增长迅速，采用更高输送能力的输电方式日益迫切。直流输电具有输送距离远、容量大、损耗低等特点，近些年在电力系统中优势愈加明显，国内已有一些地方展开了直流输电工程的应用。

一、概述

电缆附件在运行过程中受到热、电及机械应力场的复合作用，复合场作用会加速硅橡胶的老化。附件界面处的硅脂对界面性能稳定起着关键作用，虽然界面涂覆硅脂可以提升附件界面击穿电压，但硅脂本身分子结构与硅橡胶类似，长期与硅橡胶接触易发生溶胀，破坏硅橡胶分子结构，导致附件绝缘性能劣化。目前，研究了电缆固定剖面的性能和镀硅对界面的影响，建立了受限构件电缆中心的三维模型，研究了硅胶对缺陷力场的影响，发现缺少硅胶和硅胶润滑可能导致界面场失真。选择两个非常相似但分子间差异较大的简单硅胶形状，并老化复盖这两种硅胶形状的硅胶，发现硅胶与层状物质燃烧的相互作用破坏了硅胶和橡胶表面的形状和结构，从而进一步破坏了形成硅胶的分子链。

二、电缆附件工艺库

电缆附件工艺库模块使用扫描仪，使用降噪和图像增强技术将所有现有的标准布线技术协议、工艺图和相关文档转换为高清电子工艺图。 并将它们保存到电缆附件工艺库，以用于存储和“实体化”工艺库模型，每个工艺表都包含重要信息，如标签、类型、时间和版本。 在本模块中，还可以使用进程库中的重要信息，如编号、名称、时间等。快速搜索和检索。创建电缆公司日历需要大量的数据规划信息，因此员工可以根据发现的数据更快地找到技术解决方案，以确保平稳运行，从而提高工作效率并确保技术进步。根据图像识别技术的应用，实现电缆附件技术图纸的高效搜索和存储，实现全面联网、信息管理、所有档案资源的全面共享、建立共同数据库、全面管理、统一保管、多资源标准化应用，突出电缆数字化技术库的应用价值。

三、潮湿环境下涂覆硅脂的电缆附件界面性能的分析

（一）直流电缆出厂试验终端试验

交流电源线可作为测试品使用和重复使用，而直流电源线在电导率方面的分布导致了较高的泄漏率。大多数直流检测设备的输出电流都较小，无法满足要求。实践证明，该技术不适用于直流电缆，导致水温高和电缆冲击。当前直流电缆的大部分影响都是用正式直流电缆端进行测试的，但正式直流电缆端成本高昂，不能重复使用。也有局部的电容或静压跨页元件，使得施工现场分布很均匀，以避免内部波动，但结构复杂，装配困难。

（二）电缆与附件界面涂敷料的性能

目前，对电缆附件应用硅脂的影响进行了一些研究，选用了两种极性相似但分子阵列差异较大的普通硅脂，老化处理应用了两种硅脂， 并且硅脂溶解度和电晕老化的综合效应破坏了硅橡胶表面形状和与高分子的结合结构，加剧了硅橡胶分子链的断裂。 对不同地区硅橡胶样品的起始轴张力和分支形状等参数的研究表明，硅脂熔化后，分支形状从分支变为分支，分支起始轴张力下降。研究了硅脂溶解度对硅橡胶力学性能的多因素影响，发现硅脂溶解度对硅橡胶有利于应力松弛和硅橡胶流动，从而降低了硅橡胶的力学性能。

（三）电缆终端绝缘油选用

电缆终端的安全运行直接关系到电网的稳定性和可靠性。电缆终端主要用于改进电缆末端电场分布，是电缆线的薄弱环节。预制电缆终端具有制造一致性高、运输安装方便、缺少油气、重量轻、电场畸变减小等特点，广泛应用于低压电缆终端。但是，由于长期弯曲，完全预制的干式绝缘电缆终端受到运行约束，弯曲约束引起的电缆终端的闪电故障和永久绝缘线束故障很常见。因此，为了避免电缆终端绝缘失效，电网110(66)kV以上电压级电缆终端均需要充油结构。充油电缆终端通常使用硅油和聚异丁烯作为保温填料，硅油/聚异丁烯分别为线性聚硅氧烷和异丁烯共聚物，与有用烷基绝缘油的组成有很大差异 并且，现有变压器油的质量控制标准及分析诊断方法将不再适用于电缆终端油，因此，为了满足电缆终端长期安全运行的要求，制定选择电缆终端绝缘油的方法和准则至关重要，保证其绝缘性能和与结构材料之间的相容性等具有十分重要的实践价值。

（四）温度对电缆终端绝缘油运动粘度的影响

除绝缘外，电缆终端绝缘油还起到散热作用，是介质传递热量。其中硅的粘度随分子量的增加而增加，分子越大粘度越大。对于分子量相同的硅，粘度与温度成反比。聚氯乙烯粘度随分子量的增加而增大。当大多数聚苯乙烯公司的分子量为1 × 104-2 × 105时，它会从粘性流体变为半固态粘合剂和橡胶压机。电缆端使用的分子数为800 ~ 1300。电缆端的油回路粘性很强，相对于不同的温度差，流动呈运动学状态。运动学粘度过低、流速过高、油流摩擦以及绝缘材料产生的静态应力可能会扭曲油流的电气负荷并降低运行安全性。运动学粘度过高，动态，取决于温度，影响发热，当温度下降时，会失去循环热传热，影响热和油泵起动。

（五）局放检测

电缆绝缘质量水平是影响电缆系统长期稳定运行的关键因素之一，电缆绝缘检测是产品出厂前的常规控制元素。公司采用以下方法提高电缆保护机构的设置检测水平:首先利用全密封保护实验室将整个抗压性测试系统置于全密封保护实验室内进行外部干扰；≥110dB，100kHz~1GHz。二是检测设备采用模块化串联适配机构helenowski压力测试系统，MSR700-30设备类型，检测灵敏度好，抗系统干扰能力好。第三，严格规范测试运行过程，提高测试运行水平。

（六）电缆试验检测

电缆线路正式调试前，需进行直流压力强度和绝缘强度试验，这是保证配电网系统在调试期结束时正常运行的重要基础。绝缘电阻试验应在不同阶段之间、金属屏蔽层之间和相关部分之间进行。必须在压力检测前后检测电缆的绝缘电阻值。如果前后两次测量的电阻率差异不大，则应符合相关标准的要求。DC压力强度试验需要进行所有阶段，但需要确保其馀两个阶段，即装药层和装药层在单阶段检测阶段与地线接触。在上述过程中，试验电压一般会细化到均匀上升到4节，每节停顿1分钟后需要读出泄漏电流，确定上升到试验电压水平后，需要保持约15分钟，并于1min与15min时读取泄漏电流。

结束语

目前硅橡胶绝缘材料在直流电缆附件中应用在持续进行中，但由于工程项目相对较少，产品的长期稳定性还需更多的实际工程来验证，同时直流电缆附件用硅橡胶的研制也应继续深入，不断提高直流电缆附件的研制水平及产品质量，保证产品的安全性和多样性。

参考文献

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