內絕緣的設計計算(1)橡塑絕緣電纜的預制式終端接頭盒的內絕緣及應力錐的設計計算和連接盒的計算基本相同。
而油紙絕緣電纜增繞式終端接頭盒的內絕緣主要是確定增繞絕緣的厚度△n = Rn - R、應力錐的形狀和長(cháng)度 AD、增繞絕緣末端至線(xiàn)芯頂點(diǎn)的距離 DG。
如圖 29 - 2 所示。
D、G 兩點(diǎn)附近的場(chǎng)強較集中，為式中，r 為屏蔽環(huán)環(huán)半徑(一般約等于線(xiàn)芯半徑 rc )；d 為屏蔽內表面至線(xiàn) 芯表面的距離；U 為電纜絕緣承受的相電壓。
圖 29 - 2 計算增繞式終端接頭盒內絕緣說(shuō)明圖1—線(xiàn)芯 2—工廠(chǎng)絕緣 3—增繞絕緣 4—環(huán)氧樹(shù)脂套筒 5—屏蔽環(huán) 6—銅皮喇叭(接地屏蔽) 7—應力錐面上鉛絲包繞(接地屏蔽) 8— 電纜鉛套增繞絕緣末端至線(xiàn)芯頂點(diǎn)的距離，一般由瓷套長(cháng)度所確定。
因為內 絕緣浸在油中，要求放電距離較小，故對其形狀和長(cháng)度要求不甚嚴格，但 應力錐相對于瓷套下屏蔽罩的位置應適當選擇。
若將內絕緣應力錐放得 太低，則電場(chǎng)將會(huì )在瓷套屏蔽罩處集中，由于瓷套外部與空氣接觸，比內 絕緣放電場(chǎng)強低，這樣會(huì )降低終端接頭盒的放電電壓。
反之，若將內絕緣 應力錐相對瓷套屏蔽位置放得太高，就會(huì )縮短瓷套有效放電距離，同樣降 低終端接頭盒的放電電壓。
根據經(jīng)驗，一般內絕緣的接地屏蔽環(huán)中心線(xiàn) 高于瓷套屏蔽罩的距離約為瓷套放電長(cháng)度的 10% ~ 15% 時(shí)，終端接頭盒 具有很佳放電性能。
(2)電容錐式終端的內絕緣設計 電容錐式終端內絕緣結構如圖 29- 3 所示。
根據強制電場(chǎng)分布的條件，其等值電路如圖 29 - 4 所示。
設電容錐極板數為 n，第 k ＋ 1 極板與第 k 極板間電容為 C( k＋ 1) k，圖 29 - 4 電容錐式終端接頭盒內絕緣等值電路k 極板與電纜線(xiàn)芯間電容為 C億，根據克希荷夫定律，在 億 點(diǎn)的電流應有下 列關(guān)系i( 億 + 1) 億 = i( 億 - 1) + i億( U億 + 1 - U億 )oC(億 + 1) 億 = ( U億 - u億 - 1 )oC億( 億 - 1) + U億oC億式中 U億 為第 億 極板對線(xiàn)芯電位差，o = 2rf，f 為頻率，在電容錐式終端接 頭盒設計中，一般取相鄰電容錐極板間電壓相等，即式中，re 為線(xiàn)芯半徑；rk 為第 k 極板半徑；入2 k為第 k 極內伸長(cháng)度，1'k 為第 k 極板工作長(cháng)度(參見(jiàn)圖 29 - 3)每個(gè)極板長(cháng)度 1k = 1'k + 入1 k，入1 k為電容錐極板外伸長(cháng)度。
為了使電場(chǎng)沿電容錐表面呈均勻分布，應使相鄰極板間軸向場(chǎng)強相等。
令
裁線(xiàn)機各相鄰極板間電壓相等( = )。
因此，取各極板內伸長(cháng)度 入2 k和外伸長(cháng)度入1 k均各自相等(即 入21 = 入22 = … = 入2 k = … = 入2 n = 入2；入11 = 入12 = … = 入1 k = … = 入1 n = 入1 )。
這樣，方程式仍包含六個(gè)待定數值：rk - 1，rk，rk + 1，1'k，1'k - 1，入2，因此， 還必須借助其他關(guān)系或經(jīng)驗數據確定其中五個(gè)，方能用式(8 - 50)確定第 六個(gè)待定數值。
電容極板尺寸(1k )、位置(rk )及其內伸(入1 )和外伸(入1 )長(cháng)度，可根據 下述關(guān)系式來(lái)確定。
首先確定第 n 極板長(cháng)度 1n (圖 29 - 5)。
為了保證第 n 極板對外絕緣 (瓷套)的屏蔽作用，分散瓷套低壓屏蔽罩處電場(chǎng)集中，以提高終端接頭盒 的放電電壓，第 n 個(gè)極板的端點(diǎn)(圖 29 - 5 中 C 點(diǎn))一般選擇高于瓷套接 地屏蔽罩的距離 h1 為瓷套有效放電距離 Lf 的 10% ~ 15% 。
另外 1n 的長(cháng) 度不能太短，否則為了保證每一電容器要求值，極板間距離將會(huì )太小，以 致包纏紙帶弱點(diǎn)重疊會(huì )大大降低電容器極板間擊穿電壓。
1n 也不可選擇 太長(cháng)，太長(cháng)會(huì )使整個(gè)終端太長(cháng)而不經(jīng)濟。
考慮這些因素，根據經(jīng)驗一般選 取1n =(0 . 15 ~ 0 . 20)Lf其次，第 0 極板的端點(diǎn)(圖 29 - 5 中 0 點(diǎn)，在線(xiàn)芯表面與 極板端點(diǎn) 距離為 入1 )與高壓屏蔽罩的距離為 h2，一般為瓷套有效放電距離的 20%~ 30% ，于是，第 n 極板端點(diǎn) C 與第 0 極板間距離L0 n = Lf - h1 - h2 =(0 . 5 ~ 0 .7)Lf從圖 29 - 4 可以看出，L0 n等于n 個(gè)極板外伸長(cháng)度之和，即nλ1 = L0 n電容錐極板數 n 一般根據經(jīng)驗選定。
λ1 的數值一般應小于 40mm，當 λ1 大于 40mm 時(shí)，放電電壓不隨 λ1 的增加而增加。
n 取得愈大，即極板數 愈多，λ1 愈短，則軸向電場(chǎng)分布愈均勻，但另一方面，極板數增加。
工藝復 雜。
一般建議 110kV 電纜終端接頭盒取 6 ~ 8，220kV 取 14 ~ 16，500kV 取 24 ~ 28 。
有的設計采用比上述大得多的數值，對于 60 ~ 70kV 電纜終端接 頭盒取 18，140kV 取 34，250kV 取約 45，350kV 取約 65 。
隨著(zhù)電容錐制作工 藝的改進(jìn)，電纜終端接頭盒電容錐內絕緣趨向在工廠(chǎng)用機器繞包，然后到 工地裝配。
因此，趨向采用較多電容極板，以提高終端接頭盒的質(zhì)量。
電容錐極板內伸長(cháng)度 λ2，系根據容許軸向場(chǎng)強來(lái)確定，即λ2 = 如 U 取為終端接頭盒干放試驗電壓(kV)，對于中、低油壓充油電纜 ET 可取 0 . 5 ~ 1MV/m。
當 λ1，λ2，ln 確定后，任一極板長(cháng)度 lk 可用下式求定lk = ln +(λ1 - λ2 )( n - k) 極板半徑 r1 = r0 + △1，r0 為線(xiàn)芯半徑，△ 1 為 電容器絕緣層 厚度，可取為電容器極板間容許很小厚度的 110% ~ 300% 。
一般電容器 極板間紙層數不得小于 3 ~ 10。
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