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[摘要]电缆终端作为电缆的连接装置，其可靠性能直接影响到电力电缆的安全运行。由于电缆终端的结构复杂，电场集中，现场制作要求高，施工和产品质量对电缆终端头运行有很大的影响。
[关键词]电缆终端 应力锥 聚异丁烯绝缘油
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0179-01
1.概述：
兰州石化公司某电站终端杆塔110kV B相充油式电缆终端电缆头接地崩烧，引起线路距离Ⅱ段保护动作，故障后电缆终端头解剖发现，接地故障发生在终端头瓷套管内部的应力锥上（如图一）。
2.故障电缆头的特点
2.1结构特性：原G&W公司110kV终端头的附件在出厂时就已经装好应力控制装置，注入聚丁烯油并带有油压。安装时需根据当地的气候温度，通过油压表放油调压对终端头内的压力进行调节。其应力控制部分结构如下：
（1）应力控制材料为铝合金外涂环氧，由三只铝合金螺栓固定在终端底板上。应力控制锥的孔径为79.4mm；
（2）内部缠绕的VDG带为特殊布带，是一种辅助绝缘带材料；
（3）内置半导电管，其由特殊橡胶制成 。
2.2.制作施工：原G&W公司户外终端头的金属应力锥的孔径为79.4mm（3.125''），VDG帶缠绕在电缆上的最大直径为75.4mm，最小直径为73.8mm。在现场的作业过程中，半导电管、VDG带与电缆主绝缘形成了相应的结合界面，各结合面处不可避免的存在一定间隙，而这个间隙靠注入其中的聚丁烯油来填满，并且利用油压来保证结合界面的压强。随着温度以及负荷的变化，一旦温差达到一定程度，VDG带与主绝缘界面因为热胀冷缩而形成一种呼吸效应，间隙中的气体分子游离，气隙首先发生局部放电，分解后放出气体，扩大气隙，并产生离子撞击，同时内部残余水分析出并聚集，很容易引发结合界面沿面放电而造成击穿场强集中，并且不断的游离放电过程向绝缘外表面发展严重时会使绝缘水平逐步下降。
2.3 缺陷隐患：G&W公司的110kV户外终端头附件是采用参数型应力控制和几何型应力控制方式的结合，而没有很好的考虑气候的因素和技术应用水平的局限性所产生的施工质量的难以控制，导致了电缆附件的故障频繁出。
根据国家电网北京公司关于《美国G&W 公司高压电缆终端故障情况》通过实验及实际解剖说明，美国G&W 金属应力锥电缆终端存在明显的设计、制造缺陷，主要表现如下
（1）长期运行后，浸入绝缘油的VDG 包带易发生溶胀或脱落，且多坠落进入应力锥内，致使电场畸变；
（2）用于密封的终端横隔膜密封不可靠，可能引起渗漏；
（3）应力锥涂层开裂。
（4）采用落后的绕包结构形式，对绕包现场施工工艺无明确的质量要求。
3.新技术应用的分析计较：
3.1应力锥：比较国内外主要电缆户外终端技术参数，从结构角度分析，电缆附件结构中 ，最关键的是电应力控制部件。通过实验与研究，使用改变屏蔽切断处几何形状的模制电应力锥，可以有效地解决电场分布均衡问题，应力锥缓解电场应力分布，极大改善材料与工艺进步的技术应用。（如图二）
3.2绝缘材料：大量绝缘材料的研究与应用显示，预制橡胶应力锥式电缆终端具有取材优良、成型工艺先进、性能优异、结构紧凑等优点，是一种较先进的电缆附件，已经广泛应用交联聚乙烯电缆线路上，是现在和将来终端技术的主流之一，其特性如下：
1. 抗漏电能力强，采用进口特种硅橡胶。
2.具有耐辐射、耐χ射线、耐γ射线、抗紫外老化的特殊性能。
3.硅橡胶绝缘材料比瓷质等硬质材料更容易改变电场分布，使电场分布均匀。
4.新技术的应用实施
通过技术论证，最终选择将故障线路终端头更换为美国3M公司生产的110kV TS123-II 充油式户外终端。该终端适用于额定电压 64/110kV， 76/132kV 电力系统，最高运行电压145kV。
4.1采用冷缩式应力锥，安装方便、结合紧密，适应多种截面电缆规格。
4.2.独特的硅橡胶材料，具有优异的抗爬电、抗紫外线、耐污及疏水特性。
4.3.间隔式耐污型伞裙设计，提高耐污水平。
4.4.采用聚异丁烯绝缘油，配合硅橡胶材质的应力锥，应力锥不会发生溶胀，能优化电场分布，保证绝缘特性。
4.5.复合橡胶应力锥在现场装配过程中，采用冷缩方式，使应力锥的结构与电缆绝缘有很紧密的结合，克服了气泡、凸起等现象，安装方便。
4.6.在应力锥根部至电缆终端密封胶环处，电缆表面加缠半导体带及绝缘胶带后，用热缩管封固，这种绝缘屏蔽处理可有效提高击穿电场强度。
4.7. 电缆终端施工作业过程中每个步骤都有明确的质量控制标准和措施。
5.新技术应用情况：
变电站两条线路110kV终端头更换为具有先进技术的充油式户外终端，通过近几年的运行，充油式户外终端目前运行正常，已完全消除电缆终端的隐患，提高了供电可靠性，保障了装置的安稳长满优运行。
参考文献：
[1] 吴明祥。电缆终端击穿故障原因分析[J]。浙江电力，2012（9）。
[2] 宋荣梅。高压电缆接头结构分析及应用探讨[J]。科技与生活，2012（6）。
[3] 刘序凯。高压电缆运行故障分析[J]。城市建设理论研究，2012（21）。
[关键词]电缆终端 应力锥 聚异丁烯绝缘油
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0179-01
1.概述：
兰州石化公司某电站终端杆塔110kV B相充油式电缆终端电缆头接地崩烧，引起线路距离Ⅱ段保护动作，故障后电缆终端头解剖发现，接地故障发生在终端头瓷套管内部的应力锥上（如图一）。
2.故障电缆头的特点
2.1结构特性：原G&W公司110kV终端头的附件在出厂时就已经装好应力控制装置，注入聚丁烯油并带有油压。安装时需根据当地的气候温度，通过油压表放油调压对终端头内的压力进行调节。其应力控制部分结构如下：
（1）应力控制材料为铝合金外涂环氧，由三只铝合金螺栓固定在终端底板上。应力控制锥的孔径为79.4mm；
（2）内部缠绕的VDG带为特殊布带，是一种辅助绝缘带材料；
（3）内置半导电管，其由特殊橡胶制成 。
2.2.制作施工：原G&W公司户外终端头的金属应力锥的孔径为79.4mm（3.125''），VDG帶缠绕在电缆上的最大直径为75.4mm，最小直径为73.8mm。在现场的作业过程中，半导电管、VDG带与电缆主绝缘形成了相应的结合界面，各结合面处不可避免的存在一定间隙，而这个间隙靠注入其中的聚丁烯油来填满，并且利用油压来保证结合界面的压强。随着温度以及负荷的变化，一旦温差达到一定程度，VDG带与主绝缘界面因为热胀冷缩而形成一种呼吸效应，间隙中的气体分子游离，气隙首先发生局部放电，分解后放出气体，扩大气隙，并产生离子撞击，同时内部残余水分析出并聚集，很容易引发结合界面沿面放电而造成击穿场强集中，并且不断的游离放电过程向绝缘外表面发展严重时会使绝缘水平逐步下降。
2.3 缺陷隐患：G&W公司的110kV户外终端头附件是采用参数型应力控制和几何型应力控制方式的结合，而没有很好的考虑气候的因素和技术应用水平的局限性所产生的施工质量的难以控制，导致了电缆附件的故障频繁出。
根据国家电网北京公司关于《美国G&W 公司高压电缆终端故障情况》通过实验及实际解剖说明，美国G&W 金属应力锥电缆终端存在明显的设计、制造缺陷，主要表现如下
（1）长期运行后，浸入绝缘油的VDG 包带易发生溶胀或脱落，且多坠落进入应力锥内，致使电场畸变；
（2）用于密封的终端横隔膜密封不可靠，可能引起渗漏；
（3）应力锥涂层开裂。
（4）采用落后的绕包结构形式，对绕包现场施工工艺无明确的质量要求。
3.新技术应用的分析计较：
3.1应力锥：比较国内外主要电缆户外终端技术参数，从结构角度分析，电缆附件结构中 ，最关键的是电应力控制部件。通过实验与研究，使用改变屏蔽切断处几何形状的模制电应力锥，可以有效地解决电场分布均衡问题，应力锥缓解电场应力分布，极大改善材料与工艺进步的技术应用。（如图二）
3.2绝缘材料：大量绝缘材料的研究与应用显示，预制橡胶应力锥式电缆终端具有取材优良、成型工艺先进、性能优异、结构紧凑等优点，是一种较先进的电缆附件，已经广泛应用交联聚乙烯电缆线路上，是现在和将来终端技术的主流之一，其特性如下：
1. 抗漏电能力强，采用进口特种硅橡胶。
2.具有耐辐射、耐χ射线、耐γ射线、抗紫外老化的特殊性能。
3.硅橡胶绝缘材料比瓷质等硬质材料更容易改变电场分布，使电场分布均匀。
4.新技术的应用实施
通过技术论证，最终选择将故障线路终端头更换为美国3M公司生产的110kV TS123-II 充油式户外终端。该终端适用于额定电压 64/110kV， 76/132kV 电力系统，最高运行电压145kV。
4.1采用冷缩式应力锥，安装方便、结合紧密，适应多种截面电缆规格。
4.2.独特的硅橡胶材料，具有优异的抗爬电、抗紫外线、耐污及疏水特性。
4.3.间隔式耐污型伞裙设计，提高耐污水平。
4.4.采用聚异丁烯绝缘油，配合硅橡胶材质的应力锥，应力锥不会发生溶胀，能优化电场分布，保证绝缘特性。
4.5.复合橡胶应力锥在现场装配过程中，采用冷缩方式，使应力锥的结构与电缆绝缘有很紧密的结合，克服了气泡、凸起等现象，安装方便。
4.6.在应力锥根部至电缆终端密封胶环处，电缆表面加缠半导体带及绝缘胶带后，用热缩管封固，这种绝缘屏蔽处理可有效提高击穿电场强度。
4.7. 电缆终端施工作业过程中每个步骤都有明确的质量控制标准和措施。
5.新技术应用情况：
变电站两条线路110kV终端头更换为具有先进技术的充油式户外终端，通过近几年的运行，充油式户外终端目前运行正常，已完全消除电缆终端的隐患，提高了供电可靠性，保障了装置的安稳长满优运行。
参考文献：
[1] 吴明祥。电缆终端击穿故障原因分析[J]。浙江电力，2012（9）。
[2] 宋荣梅。高压电缆接头结构分析及应用探讨[J]。科技与生活，2012（6）。
[3] 刘序凯。高压电缆运行故障分析[J]。城市建设理论研究，2012（21）。