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在介紹應(yīng)力錐之前，

咱們首先要了解電纜的基本結(jié)構(gòu)。

電纜的結(jié)構(gòu)可以詳見之前的發(fā)文：

電纜：如果你愿意一層一層一層的剝開我的心！

其中有幾點(diǎn)關(guān)鍵和今天內(nèi)容有關(guān)：

1、電纜的分層結(jié)構(gòu)

2、金屬護(hù)套層

金屬護(hù)套可以將電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)控制在屏蔽層內(nèi)，

由于金屬護(hù)套接地，

外部便不存在電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)，

不會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生強(qiáng)電干擾或危及人身安全。

3、外屏蔽層

外屏蔽層與絕緣層外表面接觸良好，

且與金屬護(hù)套等電位，

避免因電纜表面裂紋缺陷與電纜金屬護(hù)套發(fā)生局部放電。

4、三層共擠

電纜生產(chǎn)時(shí)采用加熱擠塑成型工藝，

絕緣兩側(cè)屏蔽層一次擠壓于線芯上，

相互之間緊密粘附成一體，

形成流水線作業(yè)，

即稱為“三層共擠”。

總結(jié)就是：

外屏蔽層和金屬護(hù)套層等電位，

兩者一起屏蔽電纜高壓電場(chǎng)，

且外屏蔽層緊密粘附在絕緣層上！

那么問題來了：

當(dāng)制作電纜終端和電纜接頭時(shí)，

要斷開金屬護(hù)套和外屏蔽層，

這樣在電纜外屏蔽層切斷口處將產(chǎn)生

電場(chǎng)集中 現(xiàn)象�。�

為了分析電纜絕緣屏蔽層斷口處的電場(chǎng)情況，通常用電力線和等位線（等電位線）來形象化的表示電場(chǎng)分布狀況。

（1）電力線與等位線直角相交（正交）；

（2）用電力線分析電場(chǎng)時(shí)，集中的部位電場(chǎng)強(qiáng)度高；

（3）用等位線分析電場(chǎng)時(shí)，曲率半徑愈小的地方場(chǎng)強(qiáng)越高。

▲外屏蔽層斷開后的電場(chǎng)分布圖

我們可以把電纜比喻成一條大江，

電流好比奔涌的江水，

金屬護(hù)套和外屏蔽層就是維護(hù)大江的堤岸，

如果堤岸有缺口，

江河就會(huì)泛濫。

因此電纜終端和接頭的制作安裝中，

重難點(diǎn)任務(wù)是：

對(duì)電場(chǎng)集中進(jìn)行改善和控制，

使電場(chǎng)分布和電場(chǎng)強(qiáng)度處于最佳狀態(tài)，

從而保證電纜及附件的可靠運(yùn)行。

如何解決電纜屏蔽層切斷后的電場(chǎng)集中？

一般有如下兩個(gè)方法：

a、幾何型電應(yīng)力控制法：

采用應(yīng)力錐改變電場(chǎng)集中處的幾何形狀，

緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中。

就是咱們今天講的應(yīng)力錐法。

b、參數(shù)型電應(yīng)力控制法：

采用高介電常數(shù)材料或非線性電阻材料緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中。

應(yīng)力錐：

應(yīng)力錐一般制成預(yù)制件，

由半導(dǎo)電體和絕緣件制成，

半導(dǎo)電體套在電纜的外屏蔽層上。

可以理解為：

應(yīng)力錐作為原外屏蔽層斷口處的一個(gè)拓展，

用于緩解斷口處的電場(chǎng)應(yīng)力集中。

▲應(yīng)力錐改善電場(chǎng)分布原理

應(yīng)力錐是如何安裝的呢？

首先，終端和中間接頭盒制作時(shí)先把電纜剝成下圖這樣：

然后，把應(yīng)力錐套在外屏蔽層上

▲ 戶外終端

▲ GIS終端

▲ 中間接頭

應(yīng)力錐的設(shè)計(jì)分為兩個(gè)流派：

歐式結(jié)構(gòu)和日式結(jié)構(gòu)，

主要區(qū)別在于有無彈簧錐托機(jī)構(gòu)，

很顯然咱們上面說的都是歐式結(jié)構(gòu)，

沒有彈簧錐托機(jī)構(gòu)，

就是完全依靠應(yīng)力控制單元材料自身的彈性保持

應(yīng)力控制單元與電纜絕緣之間的界面性能。

而日式結(jié)構(gòu)有彈簧錐托機(jī)構(gòu)，

這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在應(yīng)力控制單元上

增加一套機(jī)械彈簧裝置以保持

應(yīng)力控單元與電纜之間界面上的應(yīng)力恒定，

另外，與歐式結(jié)構(gòu)相比，

它在應(yīng)力控制單元的外面多了一個(gè)應(yīng)力錐罩，

它將應(yīng)力控制單元與終端內(nèi)絕緣填充劑基本隔離，

而且將應(yīng)力控制單元固定于一個(gè)固定位置。

▲日式結(jié)構(gòu)示意圖

▲日式結(jié)構(gòu)示意圖

歐式結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：

1、電纜與應(yīng)力錐之間的界面性能完全由橡膠本身的彈性維持，

長(zhǎng)期運(yùn)行橡膠老化后機(jī)械和電氣性能下降。

界面性能可靠性無法保證。

2、終端與應(yīng)力錐之間的密閉靠繞包各種帶材，

或在應(yīng)力錐下裝一金屬法蘭，

密閉性不如日式結(jié)構(gòu)。

3、應(yīng)力錐和絕緣填充劑直接接觸，

會(huì)發(fā)生溶脹現(xiàn)象導(dǎo)致應(yīng)力錐的老化。

日式結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工藝復(fù)雜，成本較高。

放一些安裝缺陷和電場(chǎng)分布圖片加深理解：

1、應(yīng)力錐與電纜外半導(dǎo)電層未有效搭接

2、應(yīng)力錐與電纜外半導(dǎo)電層搭接過頭

3、絕緣上人工涂半導(dǎo)電黑點(diǎn)（模擬半導(dǎo)電顆粒）

4、絕緣上有凹坑

5、絕緣表面有縱向刀痕

6、絕緣表面灑水

當(dāng)然，

除了應(yīng)力錐為代表的幾何型電應(yīng)力控制法，

還有以應(yīng)力管為代表的參數(shù)型電應(yīng)力控制法，

其原理是采用合適的電氣參數(shù)的材料復(fù)合

在電纜絕緣屏蔽末端切斷處的絕緣表面上，

以改變絕緣表面的電位分布，

從而達(dá)到改善電場(chǎng)的目的。

（改變表面性能參數(shù)）

在應(yīng)力控制中，

雖然參數(shù)法控制電場(chǎng)分布有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，

但對(duì)于高壓電纜來說，

應(yīng)力層中材料參數(shù)的選擇至關(guān)重要，

體積電阻率選擇太小，

會(huì)使應(yīng)力層在運(yùn)行時(shí)電阻電流發(fā)熱而老化，

同時(shí)介電常數(shù)過大，

電容電流也會(huì)產(chǎn)生熱量而使應(yīng)力層發(fā)熱老化，

故必須根據(jù)電壓等級(jí)選擇應(yīng)力材料參數(shù)。

古人云：

治水宜疏不宜堵。

應(yīng)力錐法類似于“疏”

對(duì)河堤進(jìn)行改造，

對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行疏導(dǎo)。

而參數(shù)型電應(yīng)力控制法類似于“堵”，

通過選用合適的介電參數(shù)材料對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行控制，

類似于加強(qiáng)堤岸強(qiáng)度來治理洪水。

實(shí)踐證明，

高壓電纜附件應(yīng)力錐法比應(yīng)力管法更管用，

古人誠(chéng)不我欺！