電力電纜(lǎn)附件(jiàn)是一個比較特殊的產品,該產品內部(bù)要承受電纜在(zài)運行過程中外屏蔽斷口處產生的高電場、要承受電纜線(xiàn)芯通過大電流時產生的(de)高溫(一般正常運(yùn)行(háng)溫度90℃,短時短路溫度250℃)。電力電纜終端(duān)一般(bān)安裝(zhuāng)在室外。安(ān)裝以後產品就暴露在大氣中,夏天要承受陽光、冬(dōng)天要承(chéng)受冰雪;產品(pǐn)要承受可能產生的雷電衝擊高電壓(110kV電纜終端要求承受550kV衝擊電壓);還要承受係統設備可能(néng)產生的操作過電壓。
電纜附件產品的預期使用壽命一般(bān)要求大於(yú)30年(也有要求40年(nián))。目前(qián)我國電力電纜係統的故障率高出(chū)國外(wài)經濟(jì)發達國家約10倍。電力電(diàn)纜及附件在(zài)運行中期(5-25年)故障原(yuán)因主要是電纜本體絕緣樹枝狀老(lǎo)化及電纜附(fù)件呼吸效應進潮發生沿麵放電。運行後期(25年以後)主要是高(gāo)壓電纜本體絕緣樹(shù)枝(zhī)老化、電(diàn)熱老化,電(diàn)纜附件主要(yào)是材料老化。矽橡膠材料用於電力電纜附(fù)件30年(40年)以後的性能是否穩定(dìng)值得(dé)我們關注。
我國10-35kV電力電纜附件(jiàn)使用量很(hěn)大,目前(qián)使用(yòng)量最大的又是冷縮電(diàn)纜附件,預製式產品由於安裝不方便使用量很少。冷縮電纜附件對矽橡膠有一個重要的(de)要(yào)求:擴張存放兩年以後仍(réng)然可以(yǐ)複位(wèi),仍然可以收縮緊壓(yā)在電纜絕緣上麵,這個特殊要求是對我們研製(zhì)矽橡膠技術(shù)人員的一(yī)個挑戰。
在(zài)高電場作用下,矽橡膠絕緣體、應力控製體的相關電氣性能變化還有待進行深入研究。近年我們看到(dào)了一(yī)個好的現象,國家(jiā)電網武漢高壓研究院、清華大學等科研機構加強了(le)矽橡膠基本材料在各種條件下相關電性(xìng)能的研究。
如國家電網電力科學研究院陳錚錚等(děng)指出矽橡膠若存在氣泡缺陷及(jí)氣隙裂紋缺陷時,電(diàn)樹枝起始電壓均有(yǒu)下降;清華(huá)大學電(diàn)機係,電(diàn)力係(xì)統及(jí)發電設備安(ān)全控製和仿真國家重點實驗聶瓊指出在50Hz~130kHz這一較寬頻率範圍的交(jiāo)流電壓作用下隨著頻率(lǜ)的升高,起樹枝電壓(yā)呈現出明顯的階段性下降(jiàng)特點。矽橡膠電樹枝起(qǐ)始後,經過一定時間(jiān)的生長主要發(fā)展為3種形態:樹枝狀電樹、鬆枝狀電樹和叢狀電樹(shù);華北電力大學梁英等指出極化電壓、極化溫(wēn)度和極化時間等均對矽橡膠的TSC特性有一定影響;西安交通大學電力(lì)設備電氣絕緣國家重點實驗室賀 博(bó)等指(zhǐ)出老化對於材料憎水性能的影響較(jiào)明顯,目照、雨淋、積汙(wū)和衝刷等(děng)因素(sù)的差異形成的老化程(chéng)度不同。
總的來講:我(wǒ)國關於(yú)矽橡膠(jiāo)應用於電纜電(diàn)纜附件方麵的理論研究比較少。矽橡膠材料應用於電力方麵的研究主要集中在外絕緣方向,針對內絕緣應用的空間電荷特性(xìng)已經得到了關注,但對於電樹枝老化特性(xìng),現場雖已發現,但相關的國內外研究卻鮮(xiān)見報道,導致對矽橡膠的電樹枝老化成因及電樹枝老化破壞機理缺乏認識。
我們(men)期待有更多的科研機(jī)構來(lái)研究(jiū)新型低粘度高強(qiáng)度液體高溫硫化矽橡膠的電氣(qì)性能變化規律(lǜ)。期待(dài)有更先進的矽橡膠材料的出現,以便於進一步提高我國高壓電力電纜附件產品(pǐn)的質量。