高壓直流電纜終端應(yīng)力控制是確保電纜附件可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要通過優(yōu)化電場分布來防止局部電場集中導(dǎo)致的絕緣擊穿。以下是常見的應(yīng)力控制方法及其原理：
一、應(yīng)力錐設(shè)計(jì)（幾何結(jié)構(gòu)法）
原理：
通過將絕緣屏蔽層的切斷處延伸成喇叭狀（應(yīng)力錐），擴(kuò)大電力線弧度，分散電場強(qiáng)度，降低電暈產(chǎn)生的可能性。
特點(diǎn)：
電氣可靠性高：從電氣角度是最可靠的方法，適用于繞包式、預(yù)制式、冷縮式終端。
尺寸要求嚴(yán)格：需精確控制絕緣層尺寸和安裝位置，確保應(yīng)力錐與電纜屏蔽層緊密貼合。
應(yīng)用場景：廣泛用于中高壓電纜終端，尤其對電場分布均勻性要求高的場合。
二、高介電常數(shù)材料（參數(shù)控制法）
原理：
在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面復(fù)合一層高介電常數(shù)材料（如熱縮應(yīng)力管、冷縮應(yīng)力管、應(yīng)力控制帶），改變絕緣表面電位分布，降低電場強(qiáng)度。
特點(diǎn)：
介電常數(shù)要求：材料介電常數(shù)通常大于20，體積電阻率為 108～1012Ω?cm。
平衡性能：需兼顧應(yīng)力控制和體積電阻，避免介電常數(shù)過高導(dǎo)致電容電流發(fā)熱，加速材料老化。
局限性：熱縮式附件因材料老化問題，多用于中壓線路，且故障率較高。
三、非線性電阻材料（FSD）
原理：
利用材料電阻率隨外施電場非線性變化的特性（電壓低時(shí)電阻大，電壓高時(shí)電阻?。?，緩解電場集中問題。
特點(diǎn)：
結(jié)構(gòu)緊湊：可制成短應(yīng)力控制管或非線性電阻片，適用于空間受限的場合（如小型開關(guān)柜）。
動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)：通過電流增加限制電場能量，避免局部過熱。
應(yīng)用場景：戶內(nèi)6~20kV電纜終端，通過貼包非線性電阻片（FSD片）均化電場。
四、電容型應(yīng)力控制管
原理：
通過增大屏蔽末端絕緣表面電容（Cs），降低容抗，使電位分布更均勻。
特點(diǎn)：
電容與介電常數(shù)關(guān)系：電容正比于材料介電常數(shù)，附加高介電常數(shù)材料可增大表面電容。
設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：需平衡電容增加與電容電流發(fā)熱問題，避免材料老化導(dǎo)致性能下降。
五、電阻分階法（FSD終端頭）
原理：
在外半導(dǎo)體剝除處貼包非線性電阻片（FSD片），利用其非線性電阻特性，在高電場強(qiáng)度下降低絕緣表面電阻，均化電場。
特點(diǎn)：
適用場景：戶內(nèi)6~20kV電纜終端，尤其對電場集中問題敏感的場合。
工藝要求：需嚴(yán)格包制，避免褶皺和空隙，確保電阻片與電纜緊密貼合。
六、預(yù)制應(yīng)力錐終端頭
原理：
采用特種橡膠模制成彈性預(yù)制應(yīng)力錐，緊套在電纜終端絕緣上，通過其幾何形狀均化電場。
特點(diǎn)：
安裝簡便：裝配方便，只需緊套并捆扎堅(jiān)實(shí)即可。
電場控制：通過設(shè)計(jì)半導(dǎo)體面形狀和尺寸，優(yōu)化電場分布，減少局部放電。
應(yīng)用場景：戶外中低壓終端頭，尤其適用于污染環(huán)境或需要高可靠性的場合。
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