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摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，电力建设取得了显著成果，而在社会各领域用电需求不断增大下，对电力设施的质量与要求提出了更高要求。高压电缆是电力系统中非常重要的设施，为了确保高压电缆附件满足安全性、维护便利性需求，会使用电缆外绝缘材料，硅橡胶基于本身一些优势成为高压电缆附件主要材料。本文将具体介绍高压电缆附件种类，通过不同高压电缆附件绝缘材料的性能比较，得出硅橡胶作为高压电缆附件外绝缘材料的优势及不足。
关键词：硅橡胶；高压电缆附件；性能比较；优势
在城市快速发展下，架空线路逐渐被高压电力电缆取代，成为城市内电力输送主要通道。硅橡胶在高压电缆附件中应用日趋广泛，成为附件产品主要材料。电压等级、结构形式不同使用的绝缘材料也存在差异，电缆附件绝缘材料开始从过去的瓷套+环氧树脂+三元乙丙橡胶过渡到硅橡胶+硅橡胶复合套管+环氧树脂，可见，硅橡胶的使用比重增大，并且硅橡胶冷缩式附件近年来得到飞速发展，也在一定程度上推动了硅橡胶在高压电缆附件中的应用。当前，我国110kV、220kV高压线路均采用了硅橡胶整体预制式终端及接头，并有着大面积投入电网的趋势。
1.高压电缆附件的种类
将高压电缆附件分为两大类，一类是终端，另一类是接头。安装在电缆线路末端的是电缆终端，其作用是密封性与绝缘性，可以与电缆及电网中电气设备的电缆附件连接，包括GIS开关设备、变压器设备、架空线等。电缆与电缆之间安装的是接头，可以联通两根或者两根以上的电缆导体，是绝缘性与密封性能良好的附件。比起终端，电缆接头技术难度更大，尤其是高压及超高压交联聚乙烯（XLPE）电缆接头。
2.硅橡胶高压电缆附件性能对比
2.1硅橡胶复合套管与瓷套性能比较
硅橡胶复合套管与瓷套是交联电缆终端使用的主要外部绝缘材料，两者性能上存在一些差异，详见表1。
从上表可以看出，安全性、维护便捷性上硅橡胶复合套管更有优势，同时在抗湿闪、污闪上也优于瓷套；并且因为质量更轻，现场安装更加轻便，防爆性能也较为优越。当击穿终端内绝缘时，会增加终端内部压力，极易造成瓷套爆炸，并且瓷套是脆性材料，碎片容易伤害到人身安全。为此，从安全性角度考虑，首选硅橡胶复合套管。硅胶复合套管特点体现在以下几方面：
（1）良好的抗电晕、抗电蚀性。由Si-O键组成硅橡胶主链，有机基团与Si连接，无机材料特点与有机材料特点同时具备，为此，有着较好的抗电晕、电蚀性能。（2）耐热性及耐寒性优越。鉴于Si-O键比C-C与C-O键性能更优，在耐热性能上比有机材料更显著，即使在高温条件下依然能够使高弹性保持；硅橡胶燃烧时会生成SiO2，但是会自行熄灭，并且燃烧不会释放有毒气体，释放的CO2有着很低的毒性。即使燃烧仅剩下灰分（SiO2）也能维持较好的绝缘性能。（3）耐老化、抗紫外线性能。Si-O键长为C-C键的1.5倍，由此可以将硅胶制品使用寿命延长，耐老化、抗紫外线性能优于其他材料。（4）绝缘性能良好。硅橡胶复合套管爬距更短，比瓷套爬距减少1/4，在两者有着相同绝缘等级的情况下，但是在高度相同的产品上，硅橡胶复合套管爬距则比瓷套管多。（5）憎水性、抗湿闪、污闪性能好。优异的憎水性也是硅橡胶的一个显著特点，有着低于0.013%的吸水性，即使在潮湿环境下也不影响其性能，并且在污秽环境中闪络也不会发生，这一点是瓷套所不能比拟的。
综上，硅橡胶复合套管无论是在各项性能上还是安全、维护便捷性上均优于瓷套，可以在任何气候及污秽环境下应用，是较为可靠的高压电缆附件外绝缘材料。
2.2硅橡胶与三元乙丙橡胶性能比较
两种绝缘材料的性能比较详见表下2。
高压电缆附件的绝缘材料种类很多，而三元乙丙橡胶是非极性材料，电绝缘性能较为优越，并且具有显著的耐老化性，即使在150℃的温度下，依然可以保持良好弹性。但是有着较大硬度，使现场安装不便，而硅橡胶有较低硬度、良好的回弹性，更有利于现场安装。通过上表2可以看出，虽然硅橡胶机械性比三元乙丙橡胶差，但是有着良好的回弹性及较低的硬度，因为硅橡胶预制式接头制作材料有着较高的回填性及较低硬度，在工厂内注射成型整体预制式接头，然后使用塑料螺旋支撑管，安装时，只需要将扩张件套在电缆末端或者接头处，将内部支撑的塑料螺旋条抽出，在电缆绝缘上压紧就可以。鉴于常温下整体预制式接头要具有弹性回缩能力，而良好的回弹性、较好的橡胶柔软度为实现这种弹性回缩创作了条件。
虽然硅橡胶很多性能优于三元乙丙橡胶，但是依然存在不足，比如，较差的抗撕裂性，在一定程度上也影响到使用安全。为此，厂家在生产制造时，必须要保护好硅橡胶，在安装过程中也同样如此，避免出现过度撕拉、压迫、刮划等，防止绝缘体被击穿，保证绝缘体质量符合要求。
结语
本文主要对高压电缆附件的种类进行介绍，对不同电缆附件绝缘材料与硅橡胶性能进行了对比分析，表现了硅橡胶比起瓷套、三元乙丙橡胶绝缘性能更加优越、耐老化性、回弹性、抗湿闪及污闪性等更加优越，使用安全性与维护便捷性更强，但是依然存在一些不足，需要结合不同结构形式、不同电压等级的电缆附件优化选择，以保证硅橡胶在高压电缆中应用的安全性。
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论文作者:戴文忠,戴章,吴钰娟,戴超,戴玉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/8
标签：硅橡胶论文; 高压论文; 性能论文; 电缆附件论文; 套管论文; 绝缘材料论文; 电缆论文; 《电力设备》2018年第2期论文;