电缆终端电场分布分析与优化

性能完好的电缆，当它在电压的作用下时，其本身的导体、绝缘层和金属护套或外屏蔽层之间具有一定的电容。这个电容在整个电缆长度和介质中都是均匀分布的，因此电场也是均匀分布的，而且只有电场径向分量，没有轴向分量。而在电缆三头部位的电场分布情况却完全改变了。

由于在电缆三头制作中，需要将金属护套（屏蔽）和绝缘层割断、倒替接续处的几何结构与截面的改变，以及增补绝缘、附加绝缘的介电系数和厚度与电缆本体绝缘材料的不同，都将导致电缆三头处的电场分布较之电缆本体发生较大的变化。

电缆终端处的电场分布如图3-1-4所示。

图3-1-4　电缆终端电场分布(www.xing528.com)

由图3-1-4可见，电缆终端处的电场不再是均匀的径向电场，该处的电场具有轴向分量，而且轴向电场分量沿电缆长度的分布并不均匀，在金属护套或屏蔽断开处及线芯接续处，轴向电场分量最大，或者说轴向应力最集中。另外，由于绝缘带或绝缘薄膜的沿面击穿强度比垂直击穿强度低得多（一般为垂直击穿强度为5%～10%），所以，轴向电场分量的出现，会大大降低电缆三头的电气强度。因此在制作电缆三头时，要特别注意上述部位的电场处理。

对剥去一定长度金属护套或屏蔽的电缆进行耐压试验时会发现，随着试验电压的逐渐升高，在金属护套或屏蔽的边缘首先发生紫色光环并伴有“吱吱”的电晕声（电晕放电）；然后出现平行的红色光线（刷形放电）；继而突然出现很长的白色树枝状滑动光线并伴有“噼啪”声（滑闪放电）；最后随着滑闪放电长度的增加，表面空气发生击穿。这是典型的不均匀电场放电的四个过程。

基于上述原因，为了确保电缆三头具有与电缆本体相应的电气强度或使用寿命，必须采取有效措施，改善电缆终端的电场分布或提高电缆三头的击穿强度。