电力工程中冷缩电缆附件的绝缘材料研究进展与展望

电力工程中冷缩电缆附件的绝缘材料研究进展与展望

钟鸣 魏凯 崔冲 魏泽 王震 孙强 孙晓维 王洪波

山东七星电气科技发展有限公司，山东 淄博，255000

摘要：冷缩电缆附件以其体积小、质量轻、安装方便、不受温度影响等优点，在城市配网建设中得到广泛应用。冷缩电缆附件的绝缘材料是决定其能否发挥最佳性能的重要因素。首先介绍了冷缩电缆附件的结构、工作原理以及绝缘材料的分类；其次，综述了不同类型绝缘材料的研究现状；最后，结合冷缩电缆附件对绝缘材料的需求，提出了对未来冷缩电缆附件绝缘材料发展趋势的展望，以期为今后冷缩电缆附件在电力工程中的推广应用提供参考。

关键词：电力工程；冷缩电缆附件；原理；展望

引言

近年来，随着我国电力工业的迅速发展，电力负荷快速增长，配网线路建设规模也在不断扩大。作为配电网的重要组成部分，配网电缆线路在城市建设中得到广泛应用，极大地推动了城市经济发展。然而，随着电缆线路长度的增加，电缆附件作为电缆线路的末端连接装置，其设计和制作受到越来越多的关注。目前，已有研究人员针对冷缩电缆附件进行了大量研究。在安装过程中，电缆附件应通过一系列步骤才能安装到位，在这一过程中对电缆附件绝缘材料的选择和性能有很大影响。因此，研究冷缩电缆附件绝缘材料的选用原则及要求对提升电缆附件的运行稳定性具有重要意义。目前，在冷缩电缆附件中主要使用的绝缘材料有聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚烯烃（PE）等。本文对这些材料进行了总结和归纳，并对今后冷缩电缆附件绝缘材料的研究方向进行了展望。

一、结构与工作原理

冷缩电缆附件是指在不影响电缆使用性能的前提下，通过改变其内部结构达到对电缆伸缩的目的。目前，常见的冷缩电缆附件主要包括内护层、冷缩管、金属套管、屏蔽罩及其它附件等几类，其中内护层是最重要的部分，其作用是保证冷缩管的收缩时不受其他金属部件的影响。

冷缩电缆附件中内护层与绝缘层之间存在一个过渡区域，该区域在冷缩管收缩时，不会与金属套管或屏蔽罩产生任何接触。因此，电缆在运行过程中，不会受到绝缘材料的影响，电缆绝缘性能可以得到有效保证。由于冷缩电缆附件中内护层与绝缘层之间存在一定间隙，当发生故障时，冷缩管能够自动将内护层和绝缘层断开并缩紧，以保证电缆的安全运行。

二、绝缘材料分类

在冷缩电缆附件中，绝缘材料是决定冷缩电缆附件性能的重要因素。通常，绝缘材料按照其功能可分为五类：

（1）热塑性材料：在加工过程中不需要进行交联，具有良好的机械强度、尺寸稳定性以及耐化学腐蚀性；

（2）热固性材料：通过固化得到的绝缘材料，其性能受温度影响较小；

（3）电介质：通过电化学反应获得的绝缘材料，主要有硅橡胶和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等；

（5）聚氨酯：通过交联聚乙烯与聚氨酯通过交联反应形成的高分子复合材料。

根据应用领域不同，冷缩电缆附件中的绝缘材料可分为电力电缆附件、照明电缆附件等。在实际应用中，由于绝缘材料与电缆附件之间的相互作用不同，因此要求绝缘材料具有不同性能。

三、研究现状

近年来，国内外学者对冷缩电缆附件绝缘材料的研究主要集中在以下几个方面：

（1）优化冷缩电缆附件绝缘材料的制备工艺，提高其耐压性能、电气性能和热稳定性等，为其在实际工程中的应用提供技术支撑。

（2）提高冷缩电缆附件绝缘材料的机械性能、耐热性能、耐老化性能和电气性能等，进一步提高其使用寿命。

（3）研究和开发新型冷缩电缆附件绝缘材料，以满足新的使用要求和使用环境。

（4）探索新型冷缩电缆附件绝缘材料的合成方法，不断优化其制备工艺。

（5）研制出适用于各种不同类型冷缩电缆附件的绝缘材料，进一步研究和开发新型冷缩电缆附件绝缘材料。

（6）研究冷缩电缆附件绝缘材料的生产工艺，提高生产效率。

四、未来展望

本文主要介绍了冷缩电缆附件的结构和工作原理，总结了目前国内外冷缩电缆附件常用的绝缘材料以及其研究进展。目前冷缩电缆附件常用的绝缘材料主要包括聚乙烯、交联聚乙烯和聚氨酯3种，其中环氧树脂、聚乙烯醇、聚氨酯是主要的绝缘材料。从电力工程实际应用出发，可以看出不同种类的绝缘材料各有优缺点，需根据电缆附件使用环境的特点进行选择，并需综合考虑绝缘材料的耐老化、耐腐蚀、抗环境应力开裂等性能。随着5G时代的到来，智能化技术将得到进一步应用，对冷缩电缆附件绝缘材料也会产生更高的要求。因此，未来冷缩电缆附件绝缘材料将朝着高性能、高性价比的方向发展，以满足其在不同场景下的实际需求。

结语

随着电力工程建设的飞速发展，大容量、高电压等级的电缆不断投运，对电缆附件的绝缘性能提出了更高的要求。冷缩电缆附件具有体积小、质量轻、安装方便等优点，因此在城市配网建设中得到广泛应用。然而，作为一种新型电缆附件，其绝缘材料的研究相对滞后，仍需要不断改进和完善。

当前，冷缩电缆附件常用绝缘材料为硅橡胶。由于硅橡胶绝缘性能较差、易老化等问题，限制了其在电力工程中的广泛应用。随着科技的发展，可通过制备新型有机硅橡胶、有机硅改性环氧树脂等材料来提高其绝缘性能。同时，开发适用于不同型号冷缩电缆附件的新型复合绝缘材料也是今后冷缩电缆附件绝缘材料研究的重点。

此外，在设计和生产冷缩电缆附件时，要充分考虑其使用环境和使用寿命等因素，选用适合于该环境下使用的绝缘材料。只有这样才能充分发挥冷缩电缆附件在电力工程中的重要作用。

结束语

冷缩电缆附件在电力工程中的应用前景广阔，但其可靠性和寿命等问题也亟待解决。绝缘材料作为冷缩电缆附件的关键部件，其性能优劣直接决定了冷缩电缆附件的运行可靠性和使用寿命。因此，未来应从以下几个方面努力提升冷缩电缆附件的性能：

（1）改善材料的表面结构，以提高其对电场的屏蔽性能和局部放电能力，这是提高冷缩电缆附件可靠性和使用寿命的关键。

（2）开发新型高性能绝缘材料，如纳米复合绝缘材料、纳米复合材料等，以实现更高的电导、击穿电压和热稳定性。

（3）优化材料的配方，减少杂质，降低绝缘材料中游离氧含量，以提高材料的耐老化性能。

（4）开发新型制备工艺和设备，如纳米复合热塑树脂挤出成型工艺、纳米复合自交联交联剂、纳米复合发泡材料等。

（5）完善冷缩电缆附件相关标准体系，规范冷缩电缆附件生产技术，提高产品质量。

（7）加强冷缩电缆附件的运行维护管理，定期检修和更换老化部件。

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