Нерегулируемое электрическое поле на конце кабеля

В месте среза экрана высоковольтного кабеля наблюдается повышенная плотность силовых линий электрического поля. Этого уровня напряженности поля достаточно для ионизации воздуха на поверхности кабеля, что вызывает разряды. Повышение температуры и побочные продукты ионизации с течением времени приведут к разрушению изоляционной поверхности. Кроме того, напряженность поля в месте среза экрана настолько высока, что даже малейший надрез может привести к пробою.

Рис.1 - Без выравнивания напряженности электрического поля

Электрическое поле с выравниванием напряженности (слой материала или трубка)

Для того, чтобы сгладить скачки напряженности электрического поля, Райхем применяет специальный материал, который используется в виде мастичного подслоя, или в виде термоусаживаемых трубок. В этом материале очень точно регулируется удельное объемное электрическое сопротивление и диэлектрическая проницаемость. На срезе экрана напряженность поля уменьшается до уровня, который обеспечивает надежную длительную работу муфты. Эта компактная универсальная система выравнивания напряженности электрического поля применима для большинства высоковольтных кабелей, включая кабели с бумажной изоляцией, и выдерживает различные отклонения в размерах кабелей.

Рис.2 - Без выравнивания напряженности электрического поля

Нелинейное распределение напряженности электрического поля

В этом случае слой материала для выравнивания поля работает как варистор. Результирующее распределение поля - нелинейно и позволяет на короткой длине снизить уровень напряженности в области среза экрана. Кроме того, в результате теплового и механического воздействия термоусаживаемой трубки во время усадки этот материал заполняет все неровности на поверхности изоляции. В результате получается прекрасное соединение поверхностей, что предотвращает электрические разряды во время эксплуатации. Большинство концевых муфт Тайко Электроникс Райхем имеют такую систему выравнивания напряженности поля.

Рис.3 - A – Без выравнивания напряженности электрического поля, B – Слой для выравнивания напряженности электрического поля

Линейное распределение напряженности электрического поля

Нелинейное сопротивление термоусаживаемой трубки для выравнивания напряженности электрического поля дает (В) линейное распределение последнего. Равномерность результирующего поля будет зависеть от правильного подбора свойств материала и длины трубки. Неправильный выбор материала по импедансу (А) приведет к неприемлемому скачку напряженности на срезе экрана. Уменьшение длины или неправильное положение трубки (С) приведет к разрядам на концах трубки. Вся кабельная арматура Тайко Электроникс Райхем построена с учетом этих явлений.

Рис.4 - A – неправильный выбор импеданса, B – трубка для выравнивания напряженности электрического поля, C – короткая длина

Распределение напряженности электрического поля в соединительных муфтах

Трубка выравнивания напряженности поля накрывает экраны кабелей с каждой стороны соединительной муфты. Выравнивание поля в этих местах происходит так же, как в концевых муфтах. Вместе с желтым заполнителем пустот, имеющим высокое значение диэлектрической проницаемости, трубка позволяет раздвинуть силовые линии и, таким образом, уменьшает скачки напряженности поля на концах соединителей. Внутренние изоляционные и внешний проводящий слои трёхслойной трубки составляют единое целое, исключая внутренние межповерхностные разряды. Толщина изолирующих слоёв выбирается в соответствии с уровнем напряжения. Система выравнивания напряженности электрического поля такой муфты не требует снятия фасок у изоляции кабеля в области соединителя и какой-то особой формы самого соединителя.