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高压及超高压XLPE电缆附件的技术进展


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20 0 0年 第 1期  
No 1   20   00

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电 线 电 缆 
El c  c W ie etl r   r  Ca l  be

20 0 0年 2 月 
Feb., 00 20

 



1 7  

, 。 压 及 超 高 压 XL E 电缆 附 件 的技 术 进 展  / 高 P
( 海 电缆 研究所 . 海 上 上

应启良 弋 1   卜  
20 9 ) 0 0 3 

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控 制  

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T e h   alpr  r s  f t   a c s or e   or hi   nd c   ni   o e s o   he c e s i s f   gh a   c g  

幽惋 Vl  V  

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气 上 断 开 或连 续分 为绝 缘 接 头与 直 通 接 头 。  

l 高 压 及 超 高 压 XL E 电 缆 附 件 发    P
展 现 状 
交 联 聚 乙烯 绝 缘 ( XLP 电 缆 是 6 年  E) 0 代 以 后 技 术 发 展 最 快 的 电 力 电 缆 品 种  XLP 电 缆 附 件 随 XL E 电 缆 发 展 而 发 展  E P 电 力 电 缆 附 件 基 本 分 终 端 与 接 头 两 类 。 高 压 

高 压 电 缆 线 路 一 般 从 较 短 长 度 发 展 至 较  长 的 线 路 . 由 于 高 压 XL E 电 缆 接 头 的 绝  且 P 缘 结 构 与 绝 缘 处 理 要 求 比 终 端 复 杂 , 而 高  因 压 及 超 高 压 XL E 电 缆 接 头 的 开 发 与 实 际  P 应 用 的 时 间 一 般 迟 于 终 端 开 发 与 工 业 性 应  用 。 以 XL E 电 缆 技 术 世 界 领 先 的 日本 作 为  P

及 超 高 压 电缆 投 人 电 网运 行 时 终 端 是必 不可  少 的 附 件 , 电 缆 线 路 较 长 时 ( 般 在 1k 当 一   m 
以 上 ) 由 于 电 缆 的 接 续 以 及 电 缆 线 路 金 属 套  , 互 连 接 地 的需 要 , 须 采 用 接 头 。按 其 功 能 , 必  

代 表 , 高 压 与 超 高 压 XL E 电缆 终 端 与 接  其 P
头 开 始 工 业 性 运 行 的 时 间 相 差 , 表 1 示  如 所

7 O年 代 末 、 O年 代 初 以后 由于 日本 国 内 8   的 1 7k 2 5k XL E 电 缆 及 附 件 成 功  8  V、 7  V  P
地 投 人 工 业 性 运 行 , 9 8年 5 0 k   18 0   V XLP   E 电 缆 及 终 端 开 始 用 于 抽 水 蓄 能 电 站 超 高 压 引  出 线 , 1   V ̄ 5 0k XL E 电 缆 系 统 的 长  1 0k 0   V  P 期 运 行 可 靠 性 获 得 证 实 , 1   V 及 以 上 高 压  1 0k 与 超 高 压 XLP 电 缆 及 附 件 逐 渐 成 为 世 界  E 各国开发及工程应用的热点 。  

以将 电 缆 金 属 套 、 地 屏 蔽 和 绝 缘 屏 蔽 在 电  接
收 藕 日期 t9 9 71  1 9— — 5 作 者 筒 介 ; 启 良 ( 9 6 )男 , 江 省 人 , 授  应 13 一 , 浙 教 级 高 级 工 程 师 , 上 海 电 缆 研 究 所 副  原
总 工 程 师 

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誊  蠹    嚣翼嚣 塞   莩
世 界 各 国 XL E 电 缆 附 件 技 术 发 展 的  P 过 程 及 发 展 趋 向 理 应 成 为 我 国 XL E 电 缆   P

XL E 电缆 户 外 终 端 与 GI P S终 端 均 为 预 制 橡 
胶 应 力 锥 结 构 , 雷 电 冲 击 电 压 试 验 耐 受 水  其 平 为 1 2   V。 ; 兰 NKF 公 司 4 0 k   4 5k ” 荷   0  V

附 件 技 术 发 展 的借 鉴 、 术创 新 的 阶梯  技
1 1 终端  . XL E 电 缆 终 端 的 主 要 品 种 为 户 外 终  P

Xt E 电缆 户 外 终 端 与 GI   P S终 端 采 用 导 体 插  接 预 制 橡 胶 应 力 锥 ( l k Ft专 利 技 术 ) 其  Ci — i c , 雷 电 冲 击 试 验 电压 为 1 2   V, 作 冲 击 试  4 5k 操
验 电 压 1 5  V  . 国 B C 开 发 的 4 0 0 0k ‘英 IC 0  k XLP 电 缆 GI 终 端 采 用 预 制 橡 胶 应 力  V  E S 锥结构一。 』  
1 2 接 头  .

端、 气体 绝缘 终 端 ( S终 端 ) 油 缦终 端 ( GI 及 安  装 于 变 压 器 油 箱 内 ) 目前 1 0k 。 1   V ̄ 3 5k 4   V  等 级 的终 端 主 要 型 式 为 预 制 橡 胶 应 力 锥 终 
端 。 个 别 的 3 5k 终 端 采 用 硅 油 提 渍 薄 膜  4  V 电容 锥 终 端 型 式 5 0k XL E 电 缆 终 端 以  0   V  P 及 部 分 已 经 投 人 工 程 运 行 的 4 0 k XI E 0  V      P 电 缆 终 端 为 硅 油 浸 渍 薄 膜 电 容 锥 式 终 端 。 技  术 上 考 虑 4 0k 及 5 0k 终 端 , 别 是 户  0 V 0  V 特 外 终 端 采 用 电 容 锥 结 构 的 主 要 原 因 是 为 了 均  匀 套 管 表 面 电 场 分 布 , 得 户 外 终 端 达 到 较  使

高 压 及 超 高 压 XL E 电 缆 接 头 技 术 难  P

度 超 过 终 端  按 接 头 的绝 缘 结 构 区分 有 自粘 
带 包带 接 头( )包带 模 塑接 头 ( TJ 、 TM J 、 ) 预  制 接 头 ( J 、 塑 模 塑 接 头 ( M J 以 及 近 期  P )挤 E ) 开 发 的 预 制 部 件 组 装 现 场 浇 注 硅 橡 胶 接 头 

高 的 耐 操 作 冲 击 与 雷 电 冲 击绝 缘水 平 。此 外 
亦 考 虑 副 4 0k ~ 5 0k 电 容 锥 式 终 端 在   0 V 0 V 4 0k 及 5 0k 充 油 电 缆 系 统 中 已 有 长 期  0 V 0  V 的运 行 经 验 及 良好 的 运 行 记 录 。 日本 的 5 0 0  k XLP 电 缆 户 外 终 端 与 GI V  E S终 端 均 采 用  电 容 锥 终 端 ; 国 BI 英   CC 生 产 用 于 Ro k a  cs— rg a e电 厂 安 装 的 4 0 k XL E 电 缆 户 外 终  0   V  P 端 _ 以 及 韩 国 将 于 19 l 一 9 9年 开 通 运 行 的 4 0 0  k XL E 电 缆 户 外 终 端  均 为 电 容 锥 终 端 。 V  P   目前 4 0k   P 电 缆 终 端 已 有 采 用 预 制  0   V XL E 橡 胶 应 力 锥 终 端 的趋 势 。 如 日本 古河 公 司输  出 用 于 丹 麦 哥 本 哈 根 市 电 网 工 程 的 4 0k 2   V 


( o o e t jit 与 掰 制 部 件 纽 装 现 场 模  C mp n ns on )  
塑 接 头 ( M I  其 中 TJ不 适 用 于 1 0k 电  B ) 1 V

压等级 , TMJ不 推 荐 用 于 1 0 k 及 以 上  1  V
XL E 电 缆 接 头 , P 已是 各 国 的共 识 。因 而 1 0 1  k 及 以 上 XLP 电 缆 适 用 的 接 头 型 式 主 要  v E

是 P 、 M J以及 预 制 部 件 组 装 现 场 浇 注 硅 橡  JE
胶接头 。  

1 )预 制 接 头 ( J p ) P J具 有 安 装 时 间 

较短 、 施 工 人 员 操 作 技 能 要 求 相 对 较 低 、 对 预  制 橡 胶 应 力 锥 或 预 制 橡 胶 绝 缘 件 均经 制造 厂 
例 行试 验检 验 , 品安 装 质 量 有 保 证 等优 点 , 产   已 是 各 国 . 括 我 国 高 压 XL E 电 缆 附 件 发  包 P

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展的主要产品。预制接头有以下类型 :   1 )组 合 预 制 绝 缘 件 接 头 。 头 绝 缘 由 预  接 制 橡 胶 应 力 锥 及 预 制 环 氧 绝 缘 件 在 现 场 组  装 , 采 用 弹 簧 紧 压 使 得 预 制 橡 胶 应 力 锥 与  并 XL E 电 缆 绝 缘 界 面 以 及 橡 胶 应 力 锥 与 预 制  P 环 氧 绝 缘 件 界 面 达 到 一 定 压 力 以保 持 界 面 电  
气 绝 缘 强 度 。 由于 采 用 弹 簧 机 械 加 压 措 施 ,  

缘 件 接 头 Pr l 公 司 及 Alae 公 司 生 产 的  iel i c tl 3 5k 整 体 预 制 橡 胶 绝 缘 件 接 头 连 同 3 5 4  V 4  k  XL E 电 缆 已 通 过 进 入 北 美 市 场 的 联 合  X P 预 鉴 定 试 验 . 是 目前 电 压 等 级 最 高 的 即 将  这 工 业 性 运 行 的 整 体 预 制 橡 胶 绝 缘 件 接 头  。   3 预 制 橡 胶 绝 缘 件 具 备 导 体 插 人 金 属  )
嵌 件 的 预 制 接 头 ( ik Fi Cl — t接 头 ) 。 此 为 荷  c  J

X P 电 缆 绝 缘 外 径 与 预 制 橡 胶 应 力 锥 内 径  L E 可 采 用 较 小 的 过 盈 配 合 , 胶 应 力 锥 较 易 套  橡 人 XLP 电 缆 绝 缘 就 位 . 且 即 使 长 期 运 行  E 并 以 后 橡 胶 应 力 锥 弹 性 模 量 有 所 下 降 , 弹 簧  籍 压 紧 而 保 持 界 面 所 需 压 力 。 日本 开 发 生 产 的  2 5k 组 合 预 制 绝 缘 件 接 头 于 1 8 7  V 9 9年 开 始 
工 业 性 运 行 口 , 9 6年 丹 麦 哥 本 哈 根 市 城 市  ]1 9

兰 NKF 公 司 专 利 技 术 . i — i 接 头 。其 中  Cl k F t c 预 制 橡 胶 绝 缘 件 中 央 区 有 手 镯 形 镀 银 硬 质 导  电 金 属 插 接 嵌 件 。 待 连 接 的 两 根 电 缆 端 都 焊  接 镀 银 硬 质 触 头 。 电 缆 剥 出 绝 缘 并 经 表 面 打  光 处 理 后 将 预 制 橡 胶 绝 缘 件 接 触 面 涂 上 润 滑  脂 , 机 械 加 压 装 置 推 人 一 根 电 缆 , 电 缆 导  用 使 体 触 头 插 入 预 制 橡 胶 绝 缘 件 的 金 属 插 接 嵌  件 . 后 再 将 另 一 根 电 缆 经 端 部 同 样 处 理 后  随 插 人 预 制 橡 胶 绝 缘 件 。 目 前 NKF 公 司 的 5  0
k ~ 1 0 k Cl k Fi V 5   V  i — t接 头 已 大 量 安 装 运  c

电 网 工 程 确 定 采 用 日本 古 河 公 司 4 0k 2   V  XL E 电 缆 及 附 件 , 中 包 括 7 P 其 2个 4 0k 2  V  组 合 预 制 绝 缘 件 接 头 。 韩 国 已 完 成 4 0k 0  V  组 合 预制 绝 缘 件 接 头 的开 发 , 划 于 1 9 计 9 9年  连 同 4 0k   P 电 缆 开 通 运 行 。 合 预 制  0   V XL E 组 绝 缘 件 接 头 的 绝 缘 结 构 稳 定 , 对 接 头 的 保  当 护 盒 采 用 紧 固 定 位 装 置 的 条 件 下 , 以 耐 受  可 接头 两边 电缆导体 热机 械力不平衡 的作用 ,   例 如 电 缆 从 直 埋 过 渡 到 隧 道 敷 设 或 从 直 埋 过  渡 到 电缆 因 振 动 而 有 位 置 移 动 的敷 设 条 件 。   由 于 组 合 预 制 绝 缘 件 接 头 这 种 特 点 , I C 开  BC 发 生产 组 合 预 制 绝 缘 件 接 头 电压 等级 至 4 0 0  k , 用 电 缆 导 体 截 面 至 2 0  l 。 V 适 5 0ml   R 2 )整 体 预 制 橡 胶 绝 缘 件 接 头 。 种 预 制  这 接 头 采 用 单 一 橡 胶 绝 缘 件 , P 绝 缘 外 径  XL E 与 橡 胶 绝 缘 件 内 径 有 较 大 的 过 盈 配 合 , 保  以 持 橡 胶 绝 缘 件 与 XL E 电 缆 绝 缘 界 面 的 压   P

行 。 0  V Cl k F t 头 已 通 过 型 式 试 验 并  4 0k   i — i 接 c 按 计 划 进 行 预 鉴 定 试 验 。C ik F t 头 具 有  l — i接 c

以 下特 点 : 制 橡 胶 绝 缘 件 可 以 与 X   E 电  预 I P
缆 经 插 接 连 接 后 一 起 进 行 例 行 试 验 i 头 关  接 键 部 件 少 , 装 技 术 及 安 装 工 具 简 单 , 装 时  安 安
间 短 , 如 3只 1 0 k Cl k Fi 例 5   V  i — t接 头 所 需   c

安 装 时 间 为 3天 ; 头 尺 寸 较 小  接 ( )挤 塑 模 塑 接 头 ( 2 EMJ  目前 仅 日 本  ) 开 发生 产 E J M 。采 用 小 型 挤 塑 机 在 模 具 中挤   出 注 人 与 XIP 电 缆 相 同 的 超 净 可 交 联 聚   E 乙 烯 料 , 经 加 热 加 压 固 化 形 成 与 XL E 电  并 P 缆 绝 缘 成 为 一 体 的 接 头 增 强 绝 缘 , 接 头 具  使 有 优 良 的 绝 缘 性 能 。 日本 第 一 根 工 业 性 运 行   的 2 8k XL E 电 缆 接 头 及 计 划 于 2 0 7  V  P 0 0年  投 人 运 行 , 度 达 3 .   m 新 京 叶 5 0k   长 9 8k 0  V XLP 电 缆 线 路 用 接 头 均 为 E J 目 前 已 有  E M 。 7条 采 用 E J的 2 5k   P 电 缆 线 路 在  M     V XL E 7
日本运 行 。  

力 。要 求 橡 胶 绝 缘 件 具 有 较 大 的断 裂 伸 长 率 
及 较 低 的 应 力 松 弛 , 使 橡 胶 绝 缘 件 不 致 在  以 安 装 过 程 中 受 损 伤 , 能 在 长 期 运 行 中 不 会  并 固弹性 模量 降低而橙 弛 , 而降低 与 X E 因 LP   绝 缘 界 面压 力 而 使 界 面绝 缘 性 能 下 降 。   意 大 利 Pr l 公 司 于 l 9 年 已 开 发  i l ei  5 9 4 0 k 整 体 预 制 橡 胶 绝 缘 件 接 头 。 英 国  2  V B C 公 司 已 生 产 2 8k 整 体 预 制 橡 胶 绝  IC 7  V

与 P J相 比 , M J的 主 要 特 点 是 接 头 尺  E 寸 小 , 量 较 轻 , 缘 性 能 优 良 。 存 在 问 题 是  重 绝 接 头 质 量 几 乎 完 全 由 现 场 施 工 决 定  对 安 装  工 艺 、 场 质 量 监 督 管 理 要 求 以 及 对 施 工 操  现
?  ? 

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怍 人 员 技 术 素 质 及 熟 练 程 度 要 求 均 很 高  E J施 工 时 间 很 长 , 作 3个 2 5k   M 制 7  V EMJ  
需要 3 0天 时 间 。 这 些 问 题 亦 是 EM J难 以 在 

预制 XL E 绝 缘 件 , 后 再 用 模 塑 方 法 在 加 热  P 然
加 压 下 与 XLP 电 缆 绝 缘 面 一 起 交 联 形 成  E

接 头 的 增 强 绝 缘 。B J已 经 试 验 场 的 6个 月  M 的 长 期 老 化 试 验 , 验 证 长 期 运 行 可 靠 性 J 以 。   尚 未 见 到 B J的 实 际 工 程 应 用 的 报 导 。 M   各 国 高 压 、 高 压 XL E 电 缆 附 件 开 发  超 P
及 应 用 现 状 如 表 2所 示 。  

其他 各 国 推 广 应 用 的 原 因 。   ( )部 件 组 合 浇 注 硅橡 胶 接 头 ( o o  3 C mp —
n n siit  德 国 Se n e t  n ) o ime s公 司 在 近 年 间 采  用 预 制 部 件 组 台 安 装 , 后 现 场 浇 注 室 温 固  然 化 液 体 硅 橡 胶 技 术 开 发 4 0k   P 电 缆   0   V XL E 接 头 。 这 种 接 头 的 结 构 是 在 接 头 的 两 端 剥 去  XL E 电 缆 绝 缘 屏 蔽 处 套 人 与 终 端 几 乎 相 同  P 的 预 制 硅 橡 胶 应 力 锥 ; 导 体 连 接 的 高 电 位  在 处 套 人 具 有 半 导 电橡 胶 屏蔽 电极 的 预 制 硅橡  胶 增 强 绝 缘 。 然 后 在 室 温 及 常 压 下 在 接 头 的  浇 注 模 中 浇 注 与 预 制 硅 橡 胶 应 力 锥 及 预 制 硅  橡 胶 绝 缘 件 相 同 基 料 的 室 温 固 化 硅 橡 胶 。 经  固 化 后 与 预 制 硅 橡 胶 应 力 锥 及 预 制 硅 橡 胶 绝 



高 压 及 超 高 压 X E 电 缆 附 件 设  LP

计 与 制 造 的 基 本 问 题 
2 1 XL E 电 缆 预 制 附 件 的 电 场 控 制  .  P 附 件 由于 电 缆 剥 去绝 缘 屏 蔽 及 金 属 套 ,  

引 起 电 场 集 中 , 而 必 须 采 取 缓 和 电 场 分 布  因
不 均 匀 的设 计 。 油 纸 绝 缘 附 件 不 同 , 制 附  与 预 件 采 用 电 气 及 机 械 性 能 各 向 同 性 的 橡 胶 材 料  嗣 成 橡 胶 应 力 锥 或 橡 胶 绝 缘 件 , 此 附 件 的  因 电 场 控 制 设 计 不 能 沿 用 油 纸 绝 缘 附 件 的 设 计  方 法 。 油 纸 绝 缘 附 件 的增 绕 绝 缘 其 切 向 绝 缘 

缘 件 一 起 形 成 均 匀 的无 任何 电气 及机 械界 面 
的 绝 缘 体 , 且 在 浇 注 硅 橡 胶 固 化 时 产 生 收  而 缩 力 , XL E 电 缆 绝 缘 上 产 生 压 力 。 籍 适  对 P 当 选 择 室 温 固 化 硅 橡 胶 的 两 种 组 分 及 其 混 和 

强 度 仅 为 其 径 向绝 缘 强 度 的 十 几 分 之 一 , 因  而按 沿 应力 锥 面 曲线 各 点 切 向 电场梯 度 相 等 
作 为 电 场 控 制 的 优 化 条 件 确 定 应 力 锥 面 曲 线  是 合 理 的 。 而 预 制 附 件 的 橡 胶 绝 缘 件 的 各 向 

比 , 以调 节 交 联 ( 化 ) 及 交 联 速 率 , 可 固 度 使得 
预先 组 装 套 上 的 预制 硅 橡 胶 应力 锥 与硅 橡 胶 

绝 缘 件 即 使 固化 成 形 已经 一 段 时 间 , 然 能  仍 与 以后 浇 注 的相 同 基料 的 硅橡 胶 牢 固地 结合 
在 一 起   这 是 由 于 形 成 表 面 活 性 基 团 及 高 度 

电 气 绝 缘 性 能 相 同 , 绝缘 的 美 键 部 位 是 预  其
制 附 件 与 XL E 电 缆 绝 缘 的 界 面 。这 是 由 于  P 该 界 面 的 电 气 绝 缘 强 度 与 XL E 电 缆 绝 缘  P 表 面 清 洁 程 度 , 滑 程 度 、 面 压 力 以 及 橡 胶  光 界 绝 缘 件 套 人 采 用 的润 滑 剂 等 多 种 因素 有 关 ,  

洁 净 的 安装 环 境 , 证 浇 注界 面 在 实 际 上 达  保
到 与 均 一 的 绝 缘 材 料 相 同 的 电 气 绝 缘 性 能 与  机 械 强 度 。采 用 室 温 固 化 硅 橡 胶 挠 注 材 料 是 

这 已是 各 国 电缆 界 的共 识 。橡 胶 应 力 锥 面 曲 
线 有 以 下几 种 优 化 设 计 方 法 :   ( )德 国 S e n 1 ime s公 司 以 橡 胶 应 力 锥 面 

开发 这 种 接 头 的决 定 性 的 技术 关 键 。浇 注硅  橡 胶 经 宣 温 固化 后再 经 后 加 热 处 理 , 免 硅  以 橡 胶 在 长期 运 行 后 发 生 分 解 , 高 其 稳 定 性  提 能 Se n i me s公 司 已完 成 4 0k 部 件 组 合 浇  0  V 注硅 橡 胶 接 头 的 开 发 并 已通 过 预 鉴 定 试 验 ,  
即 将 连 同 4 0k XL E 电 缆 应 用 于 柏 林 城  0  V  P 市 4 0k 地 下 输 电 系 统 6 3k 延 伸 段 。 0  V . m   类 似 的 产 品 为 日 本 开 发 的 预 制 XL E P  

曲线 上 各 点 电 场 梯 度 量 值 ( 矢量 模 值 ) 同作  相 为 优 化 设 计 条 件 ] 但 应 力 锥 曲线 上 电 场梯    度 模 值 计 算 涉 及 十 分 复 杂 的 数 学 工 具 , 有  没
简 单 的 解 析 表 达 式 , 能 采 用 近 似 方 法 , 用  只 利 计 算 机 电 场 分 析 优 选 。 按 此 设 计 方 法 目 的 为 

保 证 应 力 锥 面 曲线 上 各 处 电 场梯 度模 值 不超  过 橡 胶 绝 缘 的 设 计 许 用 值 , 不 能 保 证 橡 胶  但
应 力 锥 与 XL E 电 缆 绝 缘 界 面 上 各 处 电 场  P 梯 度 低 于 由 界 面 电 气 绝 缘 强 度 所 确 定 的 允 许 

部 件 现 场 模 塑 接 头 ( MJ 。预 制 的 XL E绝  B ) P 缘 件 具 有 导 体 插 入 金 属 嵌 件 。 待连 接 的 两根 
电 缆 导 体 压 接 插 接 触 头 , 接 头 安 装 时 插 人  在
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日本 

5 0 k 户 外 与  2 5 k 户 外 及  0 V 7 V 行 ‘ 4  k 户  35 V 鉴 定 试 验  行 ; 2   V 户  40 k 用 于 哥 本 哈 根  市 电 阿工 程 

5   V  00k EM J 即 

2 5 k 接 头 已  7  V 运 行 ;4 O V 2  k   接 头 甩 于 丹 麦  哥 本 哈 根 市 电 
阿工 程 

2 5k B J 7 V M  

S GI 缚 端 已 运  GI 鳇 端 已 运  将 运 行  S 扑 鳇 端 通 过 预  外 及 GI 终 端  s

在 开 发 中 

德 国 
( e e s) Si m n  

4   00 kV 户 扑 置  

4 ok 接 头  o V
即 将 运 行 

GI 终 端 已 开  S 发 i 0   V GI  4 0k S 鳇 端 即将 运 行 

英 国 
( CC) B1  

4 0 k 户 外 终  0  V 端 已 运 行 { 0  40

2 5 k 接 士 已  4 0 k 接 士 已     V 7 0  V 开 发  开 发 

k G1 V S终 端 为 
干 式 结 构 , 开  已

意 太 利 
( r II  Pi e I)

4 0 k 户 外 丑  2  V GT 终 端 已 开  s 发 ; 4   V 户  3 5k 扑 及 GI 终 端  s 通 过 预 鉴 定 试 
验 

4 0 k 接  已 2 V   开 发 {3 5 V  4  k 接 士 通 过 预 鉴  定 试验  

韩国

0   V  S 4 0k 户 扑 终  4 0 k GI 鳃  0  v

40k 接 头 即 0  V   冉 运 行  4 0 k 接 头 印  0 V 将 运 行 

端 即将 运 行 
AB B公 司 4 0 k G| 终  0   V  S 端 即将 运 行  瑞 士 

端 即将 运 行 

4 0 k 户 扑 终  0 V

1 5 k 接 头 于  4  V 1 9 年 投 ^ 运  92

端 ( 台 套 管) 复  
已 开发  荷 兰 
( KF) N  

4 0 k 户 扑 及  0  V GI  s 鳇  端 
(Clc Fi 型 ) ik— t  

40 V 0  k

接 头 

( ik Ft 型 ) Cl — i c  

进 行 预 鉴 定 试 
验 

进 行 预 鉴 定 试 
验 
Al a e   cr1

4 0 k 5 0k 0   v/ 0   V 

4 0k 5 0k 0   V/ 0   V 

公 司 

户 外 及 GI 终  s
端 通 过 预 鉴 定  试 睑 I4 0 V   0  k  

接 头 通 过 预 鉴 
定试验 

户 外 终 端 ( 古  复 套管 ) 誊行  巳

电场 梯 度 值 。   ( )荷 兰 NK 公 司 明 确 预 制 附 件 的 关  2 F 键 部 位 是 预 制 应 力 锥 或 预 制 绝 缘 件 与 XL E P   电 缆 绝 缘 的 界 面 。 指 出 预 制 附 件 优 化 设 计 主 

且 主要 的设 计 参 数 为 界 面 的切 向梯 度 。设 计  考 虑预 制 附件 的 允许 切 向梯 度 与 界 面 压 力 有 
关 , 4 0k 预 制 附 件 , 于 终 端 的 界 面 切  对 0  V 由 向 梯 度 远 低 于 接 头 界 面 的 切 向 梯 度 , 而 终  因 端 界 面 设 计 压 力 为 0 3M P , 接 头 界 面 的  .  a 而

要考 虑 的 因 素是 电场 梯 度 及 界 面 的 压力 。预 
制 附 件 的 电场 分 布 采 用 计 算 机 优 化 设 计 , 并 

设 计 压 力 为 0 4MP , 未 指 明 预 制 附 件 电 .  a 但  

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气 设 计 的 优 化 条 件 : 。   ( )本 文 推 荐 采 用 预 制 应 力 锥 与 XIP   3  E 电 缆 绝 缘 界 面 切 向 电 场 梯 度 相 等 作 为 电 场 设  计 的 优 化 条 件  [ 因 为 该 界 面 不 仅 是 预 制   。 终 端 的 关 键 部 位 而 且 是 其 电 气 绝 缘 的 薄 弱 环  节  按 此 优 化 条 件 设 计 的 应 力 锥 面 曲 线 由 下 
式确定 :  
v —


2 2 预 制 附 件 的 绝 缘 质 量 控 制  . ( )XI E 电 缆 绝 缘 圆 整 度  为 了 使 预   1   P 制 附 件 的 橡 胶 应 力 锥 及 橡 胶 绝 缘 件 与 XL E P   电 缆 绝 缘 界 面 有 均 匀 的 径 向压 力 , 缆 绝 缘  电

应 尽 量 圆 整 。南 非 对 修 改 I C 6 8 0标 准 提  E  0 4
议 增 加 高 压 XL E 电 缆 绝 缘 圆 整 度 要 求 , P 即 

同一 截 面 的 绝 缘 最 大 外 径 与 最 小 外 径 之 差 



I X/   n( R)
. 

() 一 D… ) 2mm  。 德 国 S e n I… ≤   ime s公 司 

E l r R/ )   n ( r  式 中   E  .
R  

?( / )  X R ]

开 发 的 XL E 电 缆 绝 缘 削 剥 机 能 达 到 绝 缘  P 同 一 截 面上 ( D… 一 D ) 0 1mml     ≤ .  1  。
目前 I EC  0 4 6 8 0标 准 ( 9 9 以 及 I 19) EC 制 

导 体 对 屏 蔽 或 地 之 间 工 作 电 
压 , V  k

橡 胶 应 力 锥 与 XL E 电 缆 界  P 面 设 计 切 向 电场 梯 度 , V/ k mm 
XIPE 电 缆 绝 缘 半 径 , Y   mi  l

订 1 0k ~ 5 0k 挤 包 绝 缘 电 缆 与 附 件 试     V 5 0 V 验 标 准 草 案 ( 0 3 7 NP, 0 4 7 C   2 A/ 5 / 2 A/ 0 A/ D) 均 规 定 XL E 电 缆 绝 缘 偏 心 度 P 绝 缘 厚 度  P ( 不 均 匀 程 度 ) 求 为  要
一  

r — XI E 电 缆 导 体 屏 蔽 半 径 , l —   P mi  l £   s   橡 胶 应 力 锥 绝 缘 材 料 介 电 常 数  XI E 电 缆 绝 缘 缘 介 电 常 数    P

二 
t …  

≤ 1 5% 

X, Y— — 橡 胶 应 力 锥 面 曲 线 坐 标 ,  
m m  

式 中 t , 分 别 为 同 一 截 面 电 缆 绝 缘 测 得  … f   的 最 大 厚 度 与 最 小 厚 度 。假 定 XL E 绝 缘 电  P 缆 导 体 屏 蔽 圆 整 , XLP 电 缆 绝 缘 偏 心 度  则 E 与 绝 缘 外 径 圆 整 度 有 以下 关 系 :  
D  一 D  i 一 2 ?f   e  

按 此 设 计 1 0k 预 制 终 端 的 橡 胶 应 力  1  V 锥 以 计 算 机 有 限 元 素 方 法 ( E ) 验 , 明  F M 校 表 界 面切 向 电 场 梯 度 分 布 均 匀 , 且 应 力 锥 曲 并  

线 上 电 场 梯 度模 值 均 不超 过应 力锥 根部 电场 
梯 度 值 , 小 于 XI E 电 缆 绝 缘 表 面 电 场 梯  即   P 度 值  , 明 此 应 力 锥 面 曲 线 设 计 计 算 方 法  说 正 确 合 理 。 应 力 锥 面 曲线 , 是 橡 胶应 力锥  此 即 绝 缘 橡 胶 与 半 导 电橡 胶 的锥 形 界 面 。实 际应 

假 设 f 为 2    5 mm ( 当 于 2 0 k   相 2  V XI E 电 缆 绝 缘 ) l    P 及 7mm ( 当 于 l 0 k 相 1   V  XI E 电 缆 绝 缘 ) 分 别 得 出 : 绝 缘 偏 心 度    P , 当
为 l   时 , 2   V 与 l1  V  5 2 0k O k XLP 电 缆 绝  E

缘 圆 整 度 (   一D~ ) 别 达 7 5im 及 5 1 D 分 . l Y .  m1 , 然 偏 大  可 见 I C 标 准 ( 草 案 ) 高  1 显 1 E 或 对 压 、 高 压 挤 包 绝 缘 电 缆 绝 缘 偏 心 度 要 求 偏  超 低 。 l Ok 及 2 0k XL E 电 缆 绝 缘 偏 心  1  V 2 V P 度 达 到 5 ~ 8 是 必 要 的 。 此 基 础 上 经 现      在 场 对 XL E 电 缆 绝 缘 表 面 处 理 后 , 到 更 好  P 达

用 时 对 应 力 锥 末 端 尚需作 增 大 曲率 半径 缓 和 
电 场 处 理 , 用 计 算 机 有 限 元 素 方 法 进 行 校  并 验 , 免 该处 电 场集 中 。 以   预 制 接 头 的 应 力 锥 部 位 设 计 方 法 同 预 制  终 端应 力 锥 。但 预 制 接 头 中央 处 为导 体连 接 

的 高 电 压 屏 蔽 , 界 面 上 电 场 梯 度 在 应 力 锥  使
区 域 以 外 还 会 升 高 。 因 而 对 预 制 接 头 应 采 用  计 算 机 电场 分 析 数值 计算 方 法 通过 试算 优 化  高 压 屏 蔽 的 形 状 与 尺 寸 , 得 接 头 不 但 应 力  使 锥 部 位 界 面 切 向 电 场 梯 度 均 匀 , 且 接 近 高  而 压 屏 蔽 部 位 界 面 上 切 向 电 场 梯 度 不 超 过 允 许  切 向 电 场 梯 度 值 
-R ‘  

的圆整度水平 , 以保 证 预 制 附件 的 安装 质 量 
(2 )XLPE 电 缆 绝 缘 表 面 处 理 XLP E 

电缆 绝 缘 光 滑 程 度 与预 制 附 件 应 力锥 根 部 击 
穿 强 度 有 关 。 图 1为 预 制 附 件 应 力 锥 根 部 处  XI E 电 缆 绝 缘 表 面 处 理 所 用 砂 纸 目 数 与 根    P 部 处 击 穿 强 度 的 关 系  。 由 图 1可 见 , 缘   绝 表 面 处 理 用 砂 纸 目数 应 在 6 0 目 以 上 。 这 是  0

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2 0 年 第 1期   00
N o.   1 2 000  

电 线 电 缆 
Elc rc W ie& Ca l  e :i  r be

2 0 年 2月 00  
Fe . 000 b 2  

由 于 处 理 所 用 的 砂 纸 目数 对 绝 缘 表 面 处 理 的  光 滑 程 度 有 关 。 不 同 目 数 砂 纸 与 处 理 后  XI   绝 缘 达 到 的 表 面 粗 糙 度 见 图 2I  PE 3 ]

定 厚 度 影 响 预 制 橡 胶 应 力 锥 或 橡 胶 绝 缘 件 平 

整 地 套 A , 且 由 于 套 在 绝 缘 屏 蔽 延 伸 部 位  并 上 进 一步 改 善 预 制 应 力 锥 或 绝 缘 件 半 导 电 橡  胶 与 电 缆 绝 缘 屏 蔽 的 界 面 , 高 应 力 锥 根 部  提

26  



 

目2 0  
\ 

童  
\ 1  5

—  {   /  
、 
  J

击 穿 强 度 。 用 绝 缘 表 面 超 光 滑 处 理 , 对 绝  采 再

缘 屏 蔽 延 伸 部 位 涂 半 导 电 漆 或 包 半 导 电 带 模 
压 . 进 一 步 提 高 应 力 锥 根 部 处 击 穿 强 度 如  可 表 3所 示 
表 3 改 善 预 制 橡 胶 应 力锥 根 部 击 穿 皂场 强度 的措 施   
绝缘 表 面处 理  氅 缘 屏 蔽 层 的 延伸 处 理 匝  穿 

孽  5

饕o l  
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聪 
5  

砂 纸 目 数 

图 1 应 力 锥 根 部 处 XL E 电 缆 绝 缘 表 面    P 处 理 ( 用 砂 纸 目 数 ) 根 部 处 击 穿  所 与
强 度 关 系 



种 特 殊 超 光 滑 处 理 方 法 是 经 常 规 的 绝 

缘 表 面 处 理 ( 括 削 后 再 用 砂 纸 抛 光 ) 将 热  经 后 收 缩 管 套 在 抛 光 的 绝 缘 表 面 上 , 加 热 处 理  再 据 告 经 这 种 方 法 处 理 后 . 缘 表 面 粗 糙 度 可  绝 从 l   m 改 善 至 2 3/ l 。 0 . z _   m   通 常 , 0 2 0k 预 制 附 件 套 人 应 力 锥  n . 2   V

蓦} 蚓G  l 8    

部 位 的 电缆 绝 缘 半 导 电屏 蔽 层 延 伸 处理 可 采 
用 常 规 处 理 的 涂 半 导 电 漆 的 方 法 2 0k 以  2  V 上 预 制 附 件 应 采 用 表 3所 列 的 其 他 方 法 。   ( )预 制 橡 胶 应 力 锥 或 橡 胶 绝 缘 件 与  3

L ——1 莆  。 —=— —   == 而 = 一—一  = —

XL E 电缆 绝 缘 界 面 压 力  如 上 所 述 提 高 界  P
面 压 力 可 增 加 界 面 绝 缘 强 度 。 界 面 绝 缘 强 度  与 界 面 压 力 的 关 系 如 图 3所 示   。各 国 预 制  附 件 设 计 所 采 用 的 界 面 压 力 见 表 4  。
表 4 预 { 附件设计 采 用界面 压 力 ‘ ( P ) } I     M a 

① 温 度 循 环 过 程 中 界 面 压 力 变 化 范 围 为 n 4~ o   .  7
M Pa  

@ 考 虑 电境 绝 缘 耍 接 头 各 组 成 都 份 在 电 缆 运 行 对 热 胀 玲 
堆 在 投 ^ 运 行 时 调 整 界 面 压 力 的初 始 值 、 保 证 运行 后 即 使    在最恶劣 的收缩状 态下捍 面压力 保持在 o2 . 5M P a以 上 。   ③ 由 于 接 头 界 面 切 向 电 场 梯 度 高 于 鲣 蠕 切 向 电 场 1  弟 度 . 头 界 面 压 力 高 于 终 端 界 面压 力  接

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2 0 0 O年 第 l期  
N o.1   2000  

电 线 电 缆 
Elcrc W ie 8. be e t[   r -Ca l 

20 0 0年 2月  
Feb , 00 20  

根 据  上 基 础 研 究 及 实 际 运 行 的 情 况 ,   2 0k 及 以 上 预 制 附 件 的 界 面 压 力 设 计 值  2  V 对 接 头 取 0 4M P , 端 为 0 3M P . a终 . a是 合 适  的 ; 1  V 产 品 的 界 面 压 力 可 稍 降 低 , 不  I  k 0 但
低 于 0 2 . 5M P   a。

( )预 制 附 件 设 计 电 场 梯 度 4
示 x    。

各 国 预 制 

附 件 各 主 要 绝 缘 部 位 设 计 电 场 梯 度 如 表 5所 

表 5数 据 可 以作 为 预 制 附 件 电 气 设 计 的  参考依据 。   2 3 挤 塑 模 塑 接 头  .  E J由 于 制 作 工 艺 复 杂 , 场 安 装 质 量  M 现

管理 要 求 及 对 施 工 操 作 人 员 技 能 要 求 很 高 ,  
图 3 界 面 压 力 与 界 面击 穿 强 度 关 系 

施 工 时 间很 长 等原 因未 在 各 国 ( 括 我 国 ) 包 推 

裹 5 预 制 附件设 计 电场梯度 ( 运行 电压 下 )  

广 应 用 。其 绝 缘 质 量 管 理 包 括 原 材 料 及 检验  要求、 现场 安装 环境 洁净 防尘 要 求 、 塑 温 度  模
与 压 力 自 动 控 制 要 求 、 用 先 进 的 检 测 手 段  采

表6 E   MJ绝 缘 咄 陷 控 捌 要 求 
缺 陷 龚 罚 
xL E 电 蜕  P

( m)    

映 陷控{ 要求 ( 大尺 寸) ‘ I 景  
EM J   0  5 kVg  , 5   V  2/   00 k '5kV ̄  5 0 kV 27  

如 采 用 C D 作 绝 缘 表 面处 理 后 粗 糙 度 检 测 、 C   x 射 线绝 缘缺 陷 检 测 等 , 文 不 详 加 叙 述 , 本 以 
下 列 出 日本 开 发 E J绝 缘 质 量 控 制 要 求 . M 这 

些 要 求 对 于 其 他 高 压 、 高压 X E 电缆 附  超 LP 件 的 绝 缘 质 量 控 制 亦 有 参 考 意 义  E MJ与  XL E 电 缆 绝 缘 的 允 许 缺 陷 水 平 对 比 如 表 6 P  
所 示  ] [6。 [ 1  1 ]
① 据 18 98年 资 料 Es, t   5 @ 据 1,2 费 料 :    ̄   9 l  。

由 此 可 见 EMJ 与 相 同 电 压 等 级 的  XL E 电 缆 的 绝 缘 缺 陷 控 制 要 求 相 近 , 明  P 说 E J的 原 材 料 质 量 要 求 以 及 接 头 的 制 作 工  M

3 结 

论 

随着 高 压 、 高 压 XL E 电缆 技 术 进 步  越 P 及 应 用 顿 域 拓 展 ,自 本 世 纪 6 年 代 起 , 0  
X1 E 电 缆 附 件 技 术 已 取 得 重 大 进 展 。目 前    P

艺 控 制 要 求 实 际 上 与 XL E 电 缆 基 本 一 致 , P   其 开 发 及 制作 的难 度 可见 一 斑 。  
l ? 0  

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20 0 0年 第 1期  
No.   1 2 0 00  

电 线 电 缆 
El c rcW ie e t i  r   Ca l  be

2 0 年 2月  00
Fe , 0 0 b 2 0 

技 术 发 展 的 主 要 趋 向 是 1 0k 1  V ̄ 3 0k 及  3  V( 4 0k ) P 电 缆 跗 件 以 预 制 附 件 为 主 要  0   V XL E 产 品 型 式 。 0   V XL E 电 缆 附 件 中 户 外 终  5 0k   P 端 采 用 电 容 锥 终 端 结 构 。 正 在 致 力 开 发 的  5 0k 预 制 应 力 锥 户 外 终 端 有 望 实 现 。 5 0 0 V 0  k X E 电 缆 GI 终 端 与 油 浸 终 端 由 于 套  V  LP S 管 处 于 接 地 的 金 属 封 闭 筒 体 内 , 善 套 管 表  改

平 相 比 尚 有 很 大 差 距 。 我 国 应 根 据 国 内 使 用 

经 验 及 科 研 开 发 与 生 产 实 践 , 用 各 种 途 径  采 吸 收 采 用 国 内 外 成 熟 技 术 与 开 发 成 果 , 足  立 科 技 创 新 与 技 术 开 发 . 求 在 最 短 期 间 内 接  力 近 或 达 到 国 际 技 术 先 进 水 平 
参 考 文 献 
: ] J.Atwo d 等. e eo me t。 ihsrs  1 r t r , D v lp n fhg   tesHV  n   ad E HV  XLP  a l s se : E c be y tms C] CI   GRE 9 8 2 ~   19 , 1
1 8  0 .

面 电 场 分 布 , 用 预 制 橡 胶 应 力 锥 终 端 比较  采
台 理  E J的 电 气 绝 缘 性 能 优 良 , 期 运 行  M 长 可 靠 性 已 得 到 证 实 , 5 0k XL E 电 缆 接  是 0   V  P 头 的 可 靠 结 构 型 式 . 是 制 作 工 艺 复 杂 , 场  但 现 安 装 质 量 管 理 要 求 及 对 施 工 操 作 人 员 技 能 要  求 甚 高 , 般 宜 由 具 备 XL E 电 缆 及 附 件 产  一 P 品 供 应 与 安 装 施 工 能 力 的 电 缆 企 业 或 专 业 的  电 缆 工 程 公 司 进 行 技 术 开 发 并 负 责 现 场 施  工 , 作 EM J 但 对 其 技 术 开 发 的 难 度 与 现  制 , 场 施 工 操 作 质 量 管 理 的 严 格 程 度 应 有 充 分 的  认 识 与 充 分 的 技 术 准 备 。 0   V 以下 电 压 等  5 0k 级 的 XL E 电 缆 线 路 的 接 头 不 宜 采 用 EM J  P 。

: ] M. Ch i 等 . v Lp n f4 0 k X PE c be 2 K. o , Deeo me to  0  V  L   a l  a d acs ois i  ra[ . CI a   c esre n Koe C: GRE 9 8, 1~   1 9 2
l 7 0 

: : P An es n 等 .D v lp n  f  2  V XL E c  3 . d re , e eo me t   4 0k   P  a oa
b e v t m  o   h  me r p L a   o r r jc n t  s se f r t e to o i n p we p oe t   t  i

C pn ae[ o e h gn C ̄ CI GRE 1 9 . 1 0 .   9 6 2 ~2 1   : ] G. .Va  e  j, 4 P a d rwi 等. D v lp n  n   u lia k e eo me ta d q aic  f
t   f a D W  0 k XLPE c bl  ys e w kh i t — i o     e 4O   V  on   a e s : m    n o 

gae e g r o  ig o t s:   rtd sD o sfrda n si c .CI c GRE 1 9 , 1   9 8 2 


1 3  0 .

[ 3 J L a p [等 .P e u l i t n tsigo  4  V  6   .  P ra , rq aic i  et   f3 5 k fa o n e tu e   s [t ac bes se C] I x rd di uai  a l y tm[ .C GRE 1 9 , n n     9 8 
21~ 1 1 0 

5 0k   P 电 缆 接 头 另 一 种 有 竞 争 力 的  0   V XL E 产 品 为部 件组 台 浇 注硅 橡 胶 接 头 。由于 该 型  接 头 具 有 预制 橡 胶 应 力 锥及 高压 屏 蔽 的预 制  增 强 绝 缘 件 , 采 用 现 场 浇 注 室 温 固化 硅 橡  再
胶 解 决 超 高 压 XL E 电 缆 接 头 径 向 绝 缘 的  P 补 强 问 题 , 品 的 电气 绝 缘 性 能 可 以 获 得 充  产

[ 3 户 咎 莪 , . 7   V CV 6 普 9 5k   一7 I 用 新 型 接 续 部 0 开  1 . 发 _] 电 气 现 场 技 术 , 9 7 ( 。 :9 3 . J 1 9 , 1 ]3 ~ 7   [ 3 JOetr ed, . tazdd sg  facso i  o  7  l se h l 普 Opi J   ein o  ce s r sfr   r e e 2 5k a d 4 0k XL E c be [ ] I 4  V n   2  V  P  a ls c .C GRE 1 9 ,   9 2 
2 l~ 2 2  0 .

分 保 证 , 应 考 虑 传 输 容 量 要 求  但
在 XL E 电 缆 附 件 基 本 研 究 的 基 础 上 , P  

[ 3 喧启 良, 佩龙 . 6 王 魏

东 ,鲁 {

操 . 市 电 罔 地 下 输 电  城

用高压 电境附件 的发晨 [] 19 c . 9 6年 亚 洲 线 巍 会 议 论 
文 橐 . 海 : 海 电 缆 研 究 所 ,9 6 5 ~ 6 _ 上 上 19  1   J  

高 压 , 高 压 XL E 电 缆 附件 的设 计 与 质 量  超 P
控 制 管 理 已 趋 成 熟 。但 X P 电 缆 预 制 附 件  L E

13 应启 良 , 佩兜 , - 9 王 徐

操 . 触 面切 向 电场 均 匀 的 拇 胶  接

应 力 惟 [ _ 中 国专 利 : L 9 24 2 . 1 9 —— 2 P. Z   7 3 7 8 3,9 9 42 -   [ 0 应 启 良. 加 1 9 13 参 9 8年 I   2 、 C O S O 丑  EC TC 0 S 2 A、 CZB 8 0 会 议 技 术 总 结 报 告 [ . 海 上 海 电缆 研 究  C¥ C R] 上
所 , 9 8  19.

橡 胶 应 力 锥 的 电场 控制 及 优 化设 计 原 则 尚 有 
争 议 。 本 文 推 荐 采 用 预 制 橡 胶 应 力 锥 与 

XL E 电缆 绝 缘 界 面 切 向梯 度 相 等 作 为 优 化  P 设计 的条件 , 已经 电 场 分 析 校 验 证 实 是 正 确 
合理 的。  

[1 ] H. c a l h 等 . ed tsig o  1  S h di , c Fi   et   fXLP   s lt   l n E i uae n d

cbe    2   V ad 3 0k  ytm [ ] I R   a l i 2 0k   n  8   V s s s C .C G E sn e
19 0, ~ 1 . 9 2l O6 

高 压 及 超 高 压 XL E 电 缆 附 件 连 同  P

[ 2 K. k c l等 .Ree ttc nclpo rs   ce  1] Kiu h , c n e h ia rs esi a cs   n
s Js f   x r  g   o tg   ore  ore ta hih v la e XLP c bls n a an E  a e i J p  

XL E 电缆 在 我 国将 更 广 泛 地 应 用 于 城 市 电  P
网 建 设 与 改 造 , 型 工 矿 企 业 的 变 电 站 , 电  大 水

[] c .CI E 9 2 2 ~ 2 3 GR 19 , 1 0 .   [ 3  Kau h  b s i等 . rfb ct   lt  r 7  V  13 z si Ko a h , P ea r ae j nsf   5k i d o o2 XL E e be J .Fuu a   e iwt1 9 , } 1 P  a l ̄ ] rk waR ve   9 4 1 5 ~  3
61  .
?

站 枢 纽 及 发 电 厂 的 输变 电 系统 。但 目前我 国  
XL E 电 缆 附 件 技 术 发 展 水 平 与 国 际 先 进 水   P

]] ?  


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