Кабельные муфты. Распределение напряженности электрического поля

пишет: Volodymyr Goodart

Нерегулируемое электрическое поле на срезе экрана

Кабельные муфты. Распределение напряженности электрического поля

Нерегулируемое электрическое поле на срезе экрана

В месте среза экрана кабеля наблюдается повышенная плотность силовых линий электрического поля. Этого уровня напряженности поля достаточно для ионизации воздуха на поверхности кабеля, что вызывает разряды. Повышение температуры и побочные продукты ионизации с течением времени приводят к разрушению изоляции. Кроме того, напряженность поля в месте среза экрана настолько высока, что даже малейший надрез или любые воздушные включения в этой области приводят к возникновению частичных разрядов, которые значительно сокращают срок службы кабеля и могут привести к электрическому пробою.

files/images/Texts/pic1.JPG

Электрическое поле с распределением напряженности (трубка или мастичный слой)

Для того, чтобы сгладить скачок напряженности электрического поля, Райхем применяет  специальный материал, который изготавливается в виде мастичного слоя, или в виде термоусаживаемых трубок. В этом материале очень точно регулируется удельное объемное электрическое сопротивление. Применение такого материала позволяет снизить напряженность до уровня, который обеспечивает надежную длительную работу муфты. Эта компактная универсальная система распределения напряженности электрического поля применима для любых кабелей на среднее напряжение, включая кабели с бумажной изоляцией, и выдерживает различные отклонения в размерах кабелей.

files/images/Texts/pic2.jpg

Распределение напряженности электрического поля полупроводящим материалом

Полимерные материалы по этой технологии смешиваются с сажевой пылью в строго определенной пропорции для того, чтобы получить сопротивление с заданной характеристикой. Это позволяет ограничить напряженность поля на крезе экрана и распределить ее по длине материала (B). Результирующее поле зависит от проводимости материала и емкости изоляции кабеля.  Неправильный выбор материала по импедансу (А) приведет к неприемлемому скачку напряженности на срезе экрана. Уменьшение длины или неправильное положение трубки (С) приведет к разрядам на концах трубки. Все муфты Райхем учитывают этот эффект.

files/images/Texts/pic3.jpg

Распределение напряженности электрического поля материалом с нелинейной характеристикой

Данная технология основана на применении оксида цинка (ZnO) - материала с нелинейной вольтамперной характеристикой. Слой оксида цинка работает как вариатор и меняет свою проводимость в зависимости от приложенного напряжения. Использование нелинейного материала позволяет снизить напряженность поля на короткой длине, а следовательно – получить муфту меньшей длины. Повышение напряжения в этом случае не приводит к опасному увеличению напряженности на крезе экрана, а лишь увеличивает длину рабочего участка, на котором распределяется напряженность поля.

files/images/Texts/pic4.jpg

Материал для нелинейного распределения электрического поля в концевых муфтах Райхем

Материал, разработанный специалистами Райхем, основан на применении полимерно-матричной технологии, которая позволяет получать клеевой подслой на основе оксида цинка (ZnO). Кроме распределения электрического поля, такой клеевой подслой при нагревании расплавляется и, под воздействием термоусадочные трубки при усадке, заполняет все неровности на поверхности изоляции, исключая возникновение частичных разрядов. Большая часть концевых муфт Райхем использует технологию распределения электрического поля на основе оксида цинка. На рисунке представлен график распределения электрического поля в зависимости от приложенного напряжения.

files/images/Texts/pic5.jpg

Полупроводящие трубки распределения электрического поля в соединительных муфтах Райхем

Трубка т.у. распределения напряженности поля накрывает экраны кабелей с каждой стороны соединительной муфты. Распределение поля в этих местах происходит так же, как в концевых муфтах. Вместе с желтым заполнителем пустот, имеющим заданное значение диэлектрической проницаемости, трубка позволяет раздвинуть силовые линии и, таким образом, уменьшает скачки напряженности поля на концах соединителей. Внутренние изоляционные и внешний проводящий слои трёхслойной трубки составляют единое целое, исключая внутренние межповерхностные разряды. Толщина изолирующих слоёв выбирается в соответствии с уровнем напряжения. Система выравнивания напряженности электрического поля такой муфты не требует заострения изоляции кабеля в области соединителя и специальной формы самого соединителя.

files/images/Texts/pic6.jpg

Назад