케이블, 조인트 및 종단의 전기 응력 제어

케이블 조인트 및 종단의 전기적 스트레스를 제어하는 ​​방법은 무엇입니까?

소개

전력 케이블은 송전 및 배전 시스템에서 매우 중요합니다.

터미널 및 조인트는 기본 액세서리입니다. 전원 케이블은 선이나 전기 장치 사이를 연결하는 데 필요합니다. .

케이블 종단 및 연결부를 설계하는 동안 다양한 측면이 고려됩니다. 동일한 무결성을 보유해야 하기 때문입니다. 관련 케이블 모든 실내 및 실외 응용 프로그램을 연결하는 동안.

가장 중요한 측면 고전압 케이블 연결 및 종단 유전 스트레스 제어 화면 종료 지점에서 시작됨 –전기 스트레스 제어 .

전기 스트레스 및 스트레스 제어

고전압 및 고압 케이블의 단자 및 접합부는 전기장을 관리해야 합니다. 끝에서 . 단열 보호막 케이블에서 제거됨, 높은 잠재적 기울기 전환점에 집중 , 그림 1과 같이

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이 그림에서 케이블의 접지 차폐 (0% )은 잘라내기입니다. f, 등전위선 (20%에서 80% ) 가장자리에 집중 접지 전극 , 높은 전기적 스트레스 유발 .

전계 향상 이 지점에서 국소 방전이 발생할 수 있습니다. 이는 절연 표면을 따라 플래시 오버되거나 케이블 고장을 유발하는 절연 파괴로 이어질 수 있습니다. .

케이블 설치 시 차폐된 전원 케이블 전기적 스트레스 제어 필요 종료될 때.

케이블 종단 및 연결 화면 종료 시 스트레스 집중을 제거하도록 설계되었습니다. 케이블 파손 방지 – 전기장 통제해야 합니다. 케이블 종단 및 연결 .

응력 분포 도체 조인트에서 상당히 다릅니다 페룰 사용으로 인한 프로필 변경으로 인해 .

날카로운 모서리 및 돌출부 공동에서 , 완화되지 않은 상태로 남아 있는 경우 또한 응력 구배의 급격한 변화가 발생합니다. .

필수 지휘자가 부드러운 프로필을 갖도록 스트레스가 지나치게 집중되지 않도록 .

그러나 스트레스 제어 의 더 중요한 측면은 단열 스크린이 종료되는 위치에 적용 .

유전 스트레스가 증가할 뿐만 아니라 종료 지역 뿐만 아니라 잠재적 기울기 유전체와 주변 매체 사이의 인터페이스를 따라 설정 .

유전체의 응력 화면 종료 시 훨씬 위에 있을 것입니다. 디자인 스트레스 조기 실패로 이어질 수 있음 .

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또한 주변 매체가 공기인 경우 , 또는 유전체와 충전 매체 사이에 빈 공간이 있습니다. , 그 다음 해당 지역의 스트레스 공기가 작동 전압에서도 방전을 허용하게 할 수 있습니다. .

종이 방전에 대한 내성이 다소 있습니다. , 그러나 고분자 단열재의 경우 , 예:XLPE ( 가교 폴리에틸렌 ), 이러한 방전은 유전체를 빠르게 침식하여 결국 고장을 초래합니다.

스트레스 제어를 적용하지 않음 , 방전 발생 , 생명에 악영향 합동 및 해지 .

그림 2 스트레스 제어 없이 전기장 분포를 보여줍니다.

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원인

주요 약점 응력 제어가 필요한 고압 및 고압 케이블의 종단 및 조인트 영역

• 도체 코어에 수분이 침투하도록 하는 압축 러그
• 에어 포켓 제거 실패
• 부분 방전으로 이어지는 코어 교차
• 불량한 케이블 준비
• 습기 침투
• 불충분한 상간 및 상간 간극
• 추적
• 잘못된 결합 지침

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스트레스 조절 방법

범용 종료 또는 연결이 없습니다. 각각 장단점이 있는 다양한 유형의 종단 및 조인트가 있습니다.

케이블 종단의 최적화는 다양한 구성을 조사하여 달성됩니다.

적절한 종단 방법은 우수한 전기적 및 기계적 무결성을 제공해야 합니다.

적절한 종단을 설계하려면 주요 영역에서 전계 분포 분석을 수행해야 합니다 .

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응력 원추법

스트레스 제어에 사용되는 일반적인 방법 응력 원뿔 사용 그림 3에 나와 있습니다. .

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응력 원뿔 커패시턴스를 제어하는 수단입니다. 화면 종료 영역에서 , 따라서 유전 스트레스 감소 종료 시점에서 허용 가능한 한계까지 기울기 .

응력 원뿔 차폐막을 넘어 확장되어 유전체 표면의 전위 구배가 방전이 발생하지 않는 수준으로 감소합니다.

고압 및 고압 종이 케이블 접합부 , 응력 원뿔 일반적으로 절연 종이 테이프를 손으로 도포하여 미리 결정된 윤곽으로 제작됩니다. , 종료되는 동안 응력 원뿔 수작업 또는 수행 . 폴리머 및 엘라스토머 케이블 개발 , 사전 성형된 응력 원뿔 도 도입되었습니다.

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응력 원뿔 전 적용되는 경우 전기적 스트레스를 감소해야 합니다. 도체 접합부에서 , 앞서 설명한 이유에서 발생 .

개념 부드러운 프로필을 제공하여 스트레스가 고르게 분산되도록 . 이것은 케이블 페이퍼의 '스테핑'으로 얻을 수 있습니다. , 이는 일련의 단계로 종이 단열재를 제거하여 이루어집니다. , 내부 도체 표면에서 외부 절연 표면까지 라이저 및 트레드 있음 .

두 케이블 끝 사용 이렇게 처리되고 결합되어 손으로 붙인 함침 종이 테이프 접합 유전체를 형성하기 위해 어셈블리 위에 적용됩니다.

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열 수축 응력 제어 튜빙 방법

또 다른 일반적인 방법은 열 수축 응력 제어 튜브 입니다. 높은 전기적 스트레스를 제어하는 데 사용됩니다. 고압의 절연 스크린 종단 지점에서 플라스틱 및 종이 절연 최대 36kV의 케이블 조인트 및 종단 .

또한 높은 스트레스를 제어합니다. 조인트의 커넥터 .

응력 조절 튜브 열적으로 안정화된 가교 결합된 고유전율 및 고저항 고분자 재료로 만들어집니다. .

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스트레스를 제어하는 ​​다른 방법

다른 방법은 다음과 같습니다.

• 고저항 테이프 또는 코팅, 비선형 저항 층이 있는 재료, 표면 저항이 일정한 재료는 작은 전류를 통과시켜 길이를 따라 선형 전압 구배를 설정합니다. 비선형 저항의 재료를 사용하여 더 나은 응력 분포를 얻을 수 있으며, 이는 또한 층의 작은 전류 증가, 재료 강하의 저항, 적용된 길이를 따라 부드러운 선형 전압 구배를 허용합니다.
• 케이블 유전체보다 유전율이 더 큰 재료. 이 방법은 유전율이 다른 재료가 결합된 두께에 걸쳐 전위 구배를 받을 때 유전율이 가장 낮은 재료가 가장 높은 응력을 받는다는 원리에 기반합니다. 회로도에서 등전위선이 유전체에서 점차적으로 나타나서 유전체 표면에서 부드러운 기울기를 생성하는 것을 볼 수 있습니다.

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저자 소개:Manuel Bolotinha

-전기 공학 학위 – 에너지 및 전력 시스템(1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– 전기 및 컴퓨터 공학 석사 학위(2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– 변전소 및 전력 시스템의 수석 컨설턴트; 전문 강사