110KV电力电缆附件结构浅析

【摘要】本文作者具有多年的110 kV电力电缆附件现场安装经验，针对国内110 kV电力电缆附件的使用情况，简要介绍了几种典型的110 kV电力电缆附件结构，对110 kV电力电缆附件设计、选型、安装维护具有借鉴意义

【关键词】电缆附件；终端 GIS终端；中间接头；油封；尾管；复合套管；应力锥；屏蔽罩

1.110 kV电力电缆附件发展及现状

110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆附件在10年前基本依靠进口，大都是随电缆一快进来，外国人做接头，不让我们看，我国能对这些附件安装的人员就很少，更不用说生产了。

随着110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的国产化，进口电缆的比例越来越小，而国内电缆附件基本还是空白，一些国外附件生产厂家纷纷和国内电缆厂家建立合作关系，共同参与投标。由于110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆在做试验时，需要做水终端，电缆附件的接头制作的核心操作技术逐渐被一些电缆厂家的试验人员所掌握，国外附件厂家为了实现利益最大化，把部分电缆厂家的人员培训成为附件安装人员。当你对电缆附件有了一定认识后，你会发现电缆附件的开发其实就是应力锥的开发，其核心技术是应力锥的设计与生产。随后国内出现了很多具有电缆附件生产能力的厂家，比较早的有长沙电缆附件公司等。

近几年来，国内110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆附件的发展速度很快，出现了一大批具有110kV电缆附件生产能力的厂家。但是在观念上国内很多用户还不能接受国产附件，另一方面国产附件在质量上也参差不齐，因此目前国内生产的110kV电缆附件还未在国内市场占主导地位。

2.110kV 电缆附件的结构

2.1终端的应力锥

2.11应力锥的作用

应力锥的主要作用是均匀电缆主绝缘屏蔽末端的场强并加强该处绝缘，在设计时一半采取喇叭型半导电屏蔽锥来均匀电缆主绝缘屏蔽末端的场强，另一半采取绝缘材料来做加强绝缘。有两点影响应力锥的作用，一是应力锥和电缆的抱紧力，应力锥和电缆之间不应存在间隙，另一个是应力锥的材料可能溶于硅油。

2.12应力锥的材料

应力锥的材料主要有两种，应用较早的是乙丙橡胶，其优点是强度及电性能好，缺点是弹性不够，需增加机械装置，使其与电缆抱紧，典型的代表厂家是日本腾仓电缆附件及湖南长沙附件。另一种是新材料硅橡胶，其特点是电性能好，抱紧力好，缺点是与硅油具有相溶性及容易开裂，目前大多电缆附件公司采用这种材料，如日本住友件、美国G&W、瑞士耐克森等及一些国产附件。

2.13应力锥的结构

2.2外绝缘

2.21瓷套

用在户（内）外终端上，其标准高度是1410mm，爬电距离是3906mm，具有多年应用经验，质量可靠，目前大多数附件采用它作为外绝缘，其缺点是有爆炸伤人的危险，结构如图2所示。

2.22 复合绝缘套管

是一种替代瓷套的新产品，具有重量轻，便于安装，没有爆炸伤人的危险等优点，其结构是用环氧树脂做内胆，外面包裹硅橡胶伞裙。

2.3绝缘油

主要有两种，一种是聚乙戊二烯即通常说的硅油，另一种是聚丁烯油。

2.7尾部处理

3.1中间接头应力锥

3.2中间接头压接管

3.3 中间接头屏蔽罩

3.4 铜保护壳

铜保护壳的主要作用有两个，一是恢复金属护套对应力锥起机械保护的作用，二是由于铜壳里充满防水胶有防水防潮的作用。

3.5玻璃钢壳

大多数中间接头还配有，其作用和铜外壳相似，外型象船，结构分为上下两块，有接地线出线孔和倒胶孔，

4.GIS终端

4.1 与户外终端的比较

GIS终端结构与户外终端结构很相似，只在两个方面不太一样，一个是顶部连接及密封，另一个是外绝缘。顶部由于要和GIS开关厂家配套连接，其高度及连接方式要受开关厂家限制，不过现在开关厂家都有了标准，其连接方式都相似。由于整个终端装在充满六氟化硫气体的密闭容器内，所以它的外绝缘长度要比户外终端的长度少很多，外绝缘都是用环氧树脂制作。

4.2 GIS终端的底部处理

GIS终端有充油和不充油两种，充油的占多数。不充油通常都采用腾仓那种带锥托的结构，应力锥和环氧套用锥托顶紧，充油的底部密封结构和户外终端类似。环氧套结构及和应力锥配合如图20所示。

5.主要国外厂家介绍

5.1美国G&W公司

美国G&W公司的电缆附件进入国内较早，不过美国G&W的附件一直没有中间接头，直到近两年才开发出来。

早期美国G&W公司的附件在结构上与现在差别很大，最主要的差别有两点，一是应力锥，早期的产品是金属应力锥，在金属应力锥之间缠做加强绝缘。这种早期产品，存在的缺点也很明显，手工缠绕的VDG带必然存在间隙，对环境及操作人员的技术水平要求也比较高，很难避免在缠绕VDG带时混入污物。因此这种产品在我国很快就不再采用，经过不断改进，美国G&W公司现在采用的是性能很好的硅橡胶材料。

美国G&W公司的产品户外终端和GIS终端都是充油产品，底部油封采用的是应力锥伞裙方式.其GIS的充油方式比较特殊，环氧套上有两个油孔，充油时上油孔接油杯，下油孔接手摇泵，把油打入GIS终端内，直到上油孔接的油杯达到规定的油量，这是一种比较先进的充油方式，只需几分钟便可完成，而有的附件需要几个小时才能完成。

5.2 日本住友附件公司

进入国内市场较早，无干式终端，比较特殊的油封方式，即油止官和尾管的配合的油封方式。

除了终端油封方式特殊外，日本住友公司的中间接头的扩张也相对复杂，内撑管是两个不锈钢半圆，可以重复利用，需要一套专用的扩张设备和拔管设备。

住友附件还有一道特殊工艺，在绝缘屏蔽末端涂半导电漆，其他附件大都没有这个工艺，先涂一遍，用热风枪吹两分钟，再补一遍，然后用热风枪吹20分钟。

5.3日本藤仓附件

在我国市场占有量很大，进入国内市场也较早，也无干式终端。日本藤仓附件有一个优点，就是利用锥托，使应力锥与环氧套紧密配合，这是它的优点，只是安装时稍微麻烦。

5.4 瑞士耐克森附件

有充油终端及全预制干式终端，瑞士耐克森附件的安装难度相对较大，主要表现在

1）很多地方需要封铅，中间接头封铅量很大，而且有些不选用玻璃钢外壳，对封铅的质量要求比较高。

2）中间接头应力锥的扩张复杂，需专用扩张设备及拔管设备，这和住友公司相同，不同的是瑞士耐克森是应力锥固定，扩张管插入应力锥，住友附件公司是扩张管固定，应力锥插入扩张管，且耐克森的扩张管是PVC的，也是一次性的。

3）应用带材较多

4）瑞士耐克森附件的GIS终端的充油非常麻烦，且内部的充油管易脱落。它是在底部有两个油孔，其中一个是排气孔，在终端内部有一排气管固定在相应高度。充油时，把终端竖直，在充油管上连一长管，管末端接一漏斗，抬高充油管使其处于高位，利用重力进行充油。由于油的黏度大，充油管细小，充油非常缓慢，需数小时。

瑞士耐克森中间接头的护层引线是预制的，这安装起来比较方便。

5.5美国3M公司的附件

美国 3M公司高压电缆附件在国内推出较晚，但由于其有完善的营销体系及很高的影响力，所以发展迅速。有充油终端及全预制干式终端。其干式终端不是整体预制的，大概由12个伞裙组成，相当于12个应力锥，而拉锥是很麻烦的事，因此做起来，相当辛苦。

它的尾管固定和密封是靠环氧树脂现场浇注的，这也是不同于其他附件的地方。它的GIS 终端对电缆的尺寸要求较严，对电缆的处理比较细。半导电台阶也不一样，绝大多数绝缘屏蔽末端半导电台阶要求斜面距离是20-40mm，而3M公司要求是5mm。