关于高压电缆附件的界面压力相关因素研究

李金

摘 要：保证电缆相关附近安全运行的关键是对电缆绝缘间与电缆附件的界面压力进行参数控制。本文正是基于这一研究视角，重点针对高压电缆相关附件的界面压力影响因素进行分析。本文认为，电缆绝缘界面的粗糙度和电缆附件及电缆附件材料的应力松弛性、电缆绝缘界面温度等，都会对高压电缆附件的界面压力造成相关影响。最终，本文在对上述影响因素分析基础上，通过对高压电缆运行温度、界面光滑度、附件材料性能等控制优化，从而有效避免了相关不良影响，大大提升了高压电缆附件的运行安全性、稳定性与可靠性。

关键词：高压电缆附件；界面压力；因素

在我国电力能源传输过程中，高压电缆附件在其中发挥了重要作用。为了保证电力系统能够正常、稳定运行，需确保高压电缆相关附件设计合理；其次，要保证其现场安装技术工艺合理，此外还要使设备安装与运行环境温度、湿度等相关指标满足设备性能要求。尽管技术人员采取科学的措施保证电力系统稳定运行，但高压电缆附件内部由于存在电场应力集中现象及复合界面，容易诱发相关电力故障。对此，本文将针对这一情况结合实际，就高压电缆附件的界面压力相关影响因素展开论述。

1.粗糙度对高压电缆附件界面压力的影响

通常情况下，高压电缆附件材料表面较为粗糙，线缆凹凸不平。一旦在线缆连接过程中，两种粗糙度不同的线缆直接进行接触时，就会导致二者出现半实、半空接触的情况。当这种线缆之间存在巨大的空隙时，会导致线缆的电气强度降低及线缆附件界面局部放电。如果对高压电缆附件界面施加一定的压力，则界面接触面积就会不断扩大，同时会减小空隙缺陷，此时高压电缆附件的电气强度会不断提升[1]。本文通过深入研究发现，界面电气强度与高压电缆附件界面压力之间具有正相关关系，此种现象在乙丙橡胶/硅橡胶夹层材质的电缆附件中表现得尤为明显。在理想状态下，如果外界运行压力不断增加，则电缆之间接触良好，不存在气隙等缺陷，此时高压电缆附件材料本体击穿场强会与电缆附件界面压力强度接近。当高压电缆附件材料的表面粗糙度增大，其界面实际击穿强度就会减小，此时这一强度与空气击穿强度十分接近。

因此，为了防止高压电缆附件界面压力受材料表面粗糙度影响，需提升高压电缆附件界面的介电特性。具体而言，可在高压电缆附件安装过程中，采用细砂全面打磨高压电缆附件，提升电缆界面的光滑性。

2.温度对高压电缆附件界面压力的影响

在高压环境下，电缆输电过程会使其表面的实际运行温度不断升高，从而导致高压电缆附件的界面绝缘性能不断劣化。按照国际AEIC电缆应急运行相关技术要求，对于XLPE型的绝缘电缆而言，在最大负荷运行环境下，需将其15min内最大温度增加值控制在130℃之内。因此，为了保证高压电缆附件材料具有良好的运行性能，需将XLPE材料与橡胶材料高压电缆的熔点分别控制在108 ℃与200 ℃左右。本文通过对乙丙橡胶材料及XLPE两种材料在不同温度下的弹性模量进行研究发现，高压附件界面温度与其界面压力之间存在负相关关系。当高压电缆附件表面运行温度不断升高时，XLPE材料与乙丙橡胶材料的弹性模量一降一升[2]。当二者运行温度在105℃以上时，乙丙橡胶材料的弹性模量要显著高于XLPE材料的弹性模量。

因此，针对以上情况，为了有效避免高压电缆附件界面压力参数受到温度影响，本文建议在高压电缆附件连接过程中，保证其界面最大压力参数在0.3MPa以下，且使高压电缆附件表面温度最大值不超过70℃。

3.应力松弛特性对高压电缆附件界面压力的影响

高压电缆附件材料的松弛特性主要是指高弹性附件材料的材质变化具有时间依赖性。对于橡胶材质的电缆而言，其材质特性在扩张状态下，其内应力就会随着时间的不断变化而变化，因此会产生严重的应力松弛现象。实践研究表明，材料的应力松弛过程随着温度不断升高而逐渐加快。当高压电缆附件产生应力松弛现象时，就会导致其界面压力降低[3]。

因此，为了避免应力松弛对高压电缆附件界面压力产生严重影响，在应力松弛条件下，要在高压电缆附件安装初始面压设计时，将电缆附件与电缆绝缘界面的最小界面压力参数值控制在0.1MPa以上。

结束语

综上所述，高压电缆附件可靠、稳定及安全连接是保证我国高压输电线路正常、高效运行的重要基础。在高压电缆电力传输过程中，附件运行的可靠性会受到电缆绝缘间及电缆附件界面压力的影响。所以，针对这一情况，本文就附件粗糙度及运行温度和附近应力松弛特性等进行了分析，从而结合上述三大指标对高压电缆附件界面压力的相关不良影响进行研究，最终结合实际提出了具体的应对解决措施。

参考文献：

[1]王佩龙.高压电缆附件的电场及界面压力设计[J].电线电缆，2011， 05：1-4+10.

[2]周远翔，赵健康，刘睿，陈铮铮，张云霄.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014，v.40；No.262 09：2593-2612.

[3]王霞，朱有玉，王陈诚，吴锴，屠德民.空间电荷效应对直流电缆及附件绝缘界面电场分布的影响[J].高电压技术，2015，v.41；No.273 08：2681-2688.