机械应力对硅橡胶高压电缆附件运行可靠性的影响分析

机械应力对硅橡胶高压电缆附件运行可靠性的影响分析

刘泽1马长鑫2

1.沈阳国联电缆附件制造有限公司110114;2.沈阳北阳电缆制造有限责任公司110114

摘要：当前我国社会经济科技发展，电力在人们日常生活中的应用越来越多，科技创新要求技术改造，继而满足当前的实际需求，城市改造的过程中硅橡胶电缆应用逐渐广泛。电网公司日常运营中，高压电缆附件接头操作过程中由于各种原因会产生实际问题，发生多次击穿现象进而做成线路故障，情节严重的可能造成严重的爆炸事故、引起火灾等。机械应力操作过程中分析电联接头加工和后续的安装工作，了解众多的运行安全问题，减轻硅橡胶电缆在使用过程中的安全问题。本篇文章立足实际案例进行深刻分析，通过实操分析和深入剖切了解硅橡胶电缆附件实际使用中受到影响之后内部的损坏情况，具体分析电树枝情况，探究影响其可靠性的因素，希望可以为实践的创新优化提供借鉴。

关键词：机械应力；硅橡胶高压电缆附件；运行可靠性；电树枝

1.案例介绍

2006年至今在当地的某电网企业得220KV电压硅橡胶高压电缆附件接头处出现了多次击穿现象，经实践分析不论是在正常运行过程中，还是在相关的实验测试中，这种现象都会出现。硅橡胶整体预制电缆中出现击穿现象，主要发生在运行的前一段时间，在浴盆高压故障的早期失效期。

2.故障特点

立足实际情况分析其故障特点，相关人员通过了解发现故障发生是有其共性的。其主要共同特点是发生击穿现象的部位都是在本体内部发生的，击穿强度很大，位于高压电厂的强度区有两条击穿通道，击穿发生时周围伴有大量电树枝，伴随击穿接头A大约存留2a的时间，但是根据不同的文体预制件内部击穿电树枝长度接头B和C分别保留运行时间3a。预制件整体内部的电树枝，已将接近了绝缘部位。

分析预制件每个接头上电树枝的特性，了解其是否具有普遍存在意义，通过实际观察，把受到击穿的预制件接头进行实际解剖，通过操作，了解预制件内部非故障接头的电树枝存在情况，由实际操作可发现，不论是故障还是非故障电树枝都是存在的，位置基本相同有相通性。通过专业设备仪器仔细观察电树枝，分析早期电树枝的发展，了解不同街头上不同的横截面积导致的电树枝状态，通过分析观察发现电数值大多成单枝状态，此时进行实际测量分析电树枝的实际长度大约在16.01毫米。在后期深入发展的过程中，电树枝逐渐渗透到其他接头，有单枝逐渐向外扩散，分叉型交叉状态形成典型的树枝状，此时在进行实际测量时电树枝已经增长到30.01毫米，已经到了绝缘厚度的边缘。

对故障预制件的电缆接头进行深入剖析，把线缆沿轴切为多条，发现都存在电树枝，由此我们可以分析到发生击穿现象电树枝是存在于每一个横截面上的。由此总结根据线缆的高低压分布不同，受强度影响电树枝分布的密度不同，随着后续的发展，电数值逐渐由单枝分叉成为多枝的树状结构，在分析的全过程中可以明显看到其动态变化。

3.故障及电树枝形成原因分析

有以往的理论研究总结和实际的探究可知，硅橡胶高压线缆附件接头出现故障，进而引发电树枝促进其发展，都是由于内部绝缘构件发生击穿现象导致的。由于击穿导致电树枝发展，进而最终造成了电缆附件接头的故障。通过多次实际案例分析，人们已经了解到故障发生的时期，进而以此为基础为未来设计发展提供依据，保证硅橡胶电缆的质量。并且在后续工作中，及时了解相关的安装施工工艺，分析电树枝的成因。

从硅橡胶电联整体出发，系统设计过程中由实际的故障可以认识到，电缆线路运行过程中每个状态下都可能会发生异常问题，由此通过人为操作进行仿真试验，在运行过程中人为操作闸口，记录闸口不同运行状态下的录波，经时间分析在人为操作中电缆电压值都是低于相应的规定确认的数值，通过相关公式进行计算分析，实际数值与当前我国的标准值相差甚远，比标准值小很多，由此分析设计时是考虑基本要素的，设计符合基本要求。

仿真实验过程中，对故障和非故障的接头都进行深入分析，考虑多种因素对其性能进行试验测试，最终分析结果可知：硅橡胶电缆附件接头的设计电压是小于国内允许标准值的，实践中发现接头无论好坏都缺乏相应的气隙，经过测量分析硅橡胶电缆接头的气泡缺陷数值是满足当前厂家设定的要求的，电缆绝缘部位没有缺陷设置存在一定的高低压区域，电树枝出现的主要成因并不是生产中这些小气泡和凸起缺陷。

总结

由以上论述可知，现有的实践检验中，硅橡胶电缆的相关性能受到重视，但是受各种条件的限制还不能科学检测机械性能带来的缺陷问题，在未来发展中还需多次实践检验。硅橡胶高压电缆在实际使用中可能受到外界机械应力作用，受外力影响较小时，可能在电缆附件上产生一些气泡或者失效缺陷，由于过度损伤过度适应会导致电缆内部故障，进而损坏整个结构，导致产生电树枝，长期发展下来会发生多次击穿现象。

参考文献：

[1]马宗乐,梅迪,杨广忠,等.电压频率对硅橡胶中电树枝生长特性的影响研究[J].绝缘材料,2013,(6).

[2]常文治,阎春雨,毕建刚,等.硅橡胶中局部放电发展与电树枝生长的关系研究[J].中国电机工程学报,2014,(15).

[3]王霞,朱有玉,张宇巍,等.界面涂敷料对XLPE和SIR复合绝缘界面空间电荷特性的影响[J].高电压技术,2016,(8).