在3KV高压电缆终端头制作中,应力控制是核心环节,旨在均匀电场分布、避免电场集中导致的绝缘击穿,主要采用以下两种方法:
一、几何形状法:应力锥设计
原理
应力锥通过延伸绝缘屏蔽层的切断处,形成喇叭状零电位区,使电场线均匀分布,降低电晕产生概率,减少绝缘破坏风险。应用类型
绕包式终端:用绝缘带绕成锥形,与绝缘屏蔽层通过导电层保持电气连接。
预制式终端:工厂预制的应力锥,直接套入电缆,安装简便且电场分布均匀。
冷缩式终端:利用橡胶弹性记忆特性,抽去支撑芯管后自动收缩,形成应力锥结构。
设计要点
应力锥初始角度通常为3°~7°,最大位置直径=绝缘电缆屏蔽边缘直径+2×绝缘厚度。
应力锥与铜屏蔽层接触长度需≥20mm,确保电场分散效果。
二、参数控制法:高介电常数材料
原理
在电缆末端屏蔽切断处的绝缘表面,复合高介电常数材料(介电常数>20,体积电阻率10⁸~10¹²Ω·cm),改变电位分布,缓解电场集中。材料类型
热缩应力管:聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物混合物,含高介电填料,工作温度125℃,阻燃特性。
冷缩应力管:硅橡胶或乙丙橡胶材质,无需加热,安装便捷。
应力控制带:高介电常数材料绕包而成,用于绕包式接头。
应用优势
体积小、施工简便,适应不同电缆结构差异。
可有效降低终端头外绝缘电位不均匀性,提高放电电压。
三、应力控制的关键细节
材料选择
应力控制材料需兼顾介电常数和体积电阻,避免介电常数过大导致电容电流发热。
典型材料参数:介电常数≥15,体积电阻率10¹⁰~10¹²Ω·cm。
安装工艺
应力管位置:热缩应力管需固定在离指套4~5cm处,适配交联聚乙烯、乙丙橡胶等绝缘材料。
界面处理:用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口气隙,排除气体,减小局部放电。
尺寸配合:预制式附件过盈量需控制在2~5mm(电缆绝缘外径>附件内孔直径),冷缩式附件过盈量≥2mm。
密封与防护
应力控制层需与密封结构协同,防止潮气侵入导致绝缘性能下降。
户外终端头需安装雨罩,满足湿闪距离要求。
四、应力控制的效果验证
电场分布优化
应力锥使绝缘屏蔽层切断处电场强度分布均匀,避免电场集中。
高介电常数材料通过改变电位分布,降低屏蔽末端电场强度。
运行可靠性提升
应力控制可显著延长电缆终端头寿命,减少因电场集中导致的击穿故障。


