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交联聚乙烯电力电缆线路简介

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:全屏蔽的3.3kV交联聚乙烯电缆,由于接地有可能发展为相间短路。由于处理及时,避免了电缆交联聚乙烯绝缘层因长期受潮而导致生长水树枝,造成绝缘击穿事故的隐患。因此,3kV及以上的交联聚乙烯电力电缆均要求设计由半导电材料构成的线芯屏蔽层和绝缘屏蔽层。

交联聚乙烯电力电缆线路简介

(一)交联聚乙烯电缆在运行中发生事故的原因

根据国内外报导,交联聚乙烯电缆在运行中发生事故的原因如下。

1.水树枝劣化

它是交联聚乙烯电缆事故的主要原因,约占事故的71%,多发生于自然劣化。所谓“树枝”不过是一个形象名词,它指固体介质击穿破坏前,固体介质中产生的树枝状裂痕和放电痕迹。树枝的产生引起绝缘进一步的劣化,不久将导致全部击穿。所以树枝现象也是预击穿现象。

按树枝化形成的原因,树枝可分为电树枝、水树枝和电化树枝(也可归为水树枝的特例)。

水树枝,它是水浸入绝缘层,在电场作用下形成的树枝状物。它的特点是引发树枝的空隙含有水分,它在比发生电树枝低得多的场强下即可发生。树枝大多不连续,内凝有水分,主干树枝较粗,分枝多且密密麻麻。

根据现场运行经验,水树枝劣化特征如下:

(1)仅发生在6kV以上的高压交联聚乙烯电缆中。

(2)从投运到破坏的时间需要数年至十几年,大多数在10年以上。

(3)贯通绝缘体的水树枝状劣化,大部分能维持正常工作电压以上的电压值,只有在发生脉冲电压等异常电压时才产生破坏。

(4)环境温度高时,劣化进程加快。

(5)电缆构造对故障有很大关系,对用棉带做基布的半导体层的电缆要特别注意。

(6)全屏蔽的3.3kV交联聚乙烯电缆,由于接地有可能发展为相间短路。

2.屏蔽铜带断裂

在屏蔽铜带一端接地的电缆中,当屏蔽铜带断裂时,非接地一端的铜带成为非接地状态,该铜带上将感应出高电压,其值为

式中 C1——电缆芯与非接地一端铜带间的电容;

C2——非接地一端铜带对地电容。

这个高电压若导致断裂部位发生放电,往往引起绝缘破坏。断裂部位放电的示意图如图6-16所示。

图6-16 屏蔽铜带断裂时感应出高电压放电现象示意图

屏蔽铜带断裂的特征是:

(1)单芯电缆比三芯电缆的事故多。

(2)从投运到破坏的时间,从数周到数年不等。

(3)断裂部位的导体电阻增大到数千欧,不能保护非接地侧电缆的对地闪络。

(4)断裂部位放电时冒火、冒烟,严重时可能引起火灾

3.铜屏蔽接地故障

交联聚乙烯电缆铜屏蔽接地故障已逐渐引起现场的重视。例如,某地区的交联聚乙烯电缆多半采取直埋方式,为此将终端头的铜屏蔽地线和钢铠地线分别引出,接地线截面分别不小于25 mm2和10 mm2,从热缩手套下引出时应互相绝缘,通过以上两项改进,就有条件在终端头处定期测量钢铠对地和钢铠对铜屏蔽的绝缘电阻,可间接反映电缆内、外护套有无损伤,从而可以判断电缆是否受潮。

检测发现电缆铜屏蔽接地,在某变电所终端侧绝缘电阻为0.01 MΩ。

经进一步检测,确认故障点的位置在离变电所1973 m的电缆接头上。于是将接头刨开,把接头内、外护套分别剥开检查,发现造成铜屏蔽接地的原因是内、外护套搭接处密封不严,钢铠甲和铜屏蔽处均有潮气存在。针对故障原因,用喷灯对该接头进行充分排潮后,把铜屏蔽在接头处断开,分别摇测接头两侧铜屏蔽对地绝缘电阻,测量结果是:变电所侧为4.5 MΩ,终端侧为5 MΩ。由于处理及时,避免了事故发生。

4.电缆护层故障

电业局敷设了日本生产的额定电压为47/66kV的交联聚乙烯单芯电缆,其结构如图6-17所示。

图6-17 交联聚乙烯单芯电缆结构图

1—铜线芯(240 mm2);2—内半导电层;3—主绝缘层(XLPE);4—外半导电层;5—铜屏蔽层;6—铝波纹护层(1.7 mm厚);7—PVC外护层(4 mm厚,外涂石墨层)

高压单芯交联聚乙烯电缆能否安全可靠地运行,与其护层能否安全可靠运行关系密切。电缆护层采用一端接地方式时,要求该电缆的护层必须绝缘良好。当电缆护层接地时,运行中电缆护层将受到交变磁场的作用,在铝波纹护层上将产生感应电压,使直接接地端和电缆护层的绝缘不良处产生“环流”。“环流”使铝波纹护层发热,并使输送容量降低30%~40%;而且严重的可将金属护层烧穿。护层烧穿后将使电缆的主绝缘裸露在外,与地下(或空气中)的水分或潮气相接触,使绝缘层遭受破坏,最终导致绝缘击穿。

上述电缆线路正常负荷为40~50 A,最高负荷约300 A。1988年对该电缆进行预防性试验时发现B相PVC外护层绝缘对地仅0.5 MΩ。以后逐年下降,1992年5月用万用表测得外护层对地绝缘电阻值为15kΩ,如表6-4所示。1988~1992年在正常负荷下测得外护层的感应电压均在5 V左右,接地电流在1 A以下,认为该相外护层有接地故障。

表6-4 电缆护层绝缘电阻值 单位:MΩ

1992年6月,用YJDJ—1型橡塑电缆护套损伤探测仪对该线路B相护层接地故障进行测寻,找到了故障点。从故障点外表看,从故障点向变电所方向有一段近350 mm长的树枝状痕迹。该段外护层变得僵硬,故障周围的细砂已变黑,说明在两个接地点之间确实存在“环流”。再用手向里触摸故障点,发现铝波纹护层有一个面积约为30 mm2的孔洞,这个孔洞也是因“环流”而烧穿的。“孔洞”的出现表示电缆主绝缘已暴露在土壤中,水及潮气已经侵入。由于处理及时,避免了电缆交联聚乙烯绝缘层因长期受潮而导致生长水树枝,造成绝缘击穿事故的隐患。

5.线芯屏蔽层厚薄不均匀

电力电缆线芯在紧压过程中容易产生尖锐毛刺。随着运行电压升高,导体表面电场增大,毛刺尖端电场严重畸变,导致引发主绝缘树枝状放电。因此,3kV及以上的交联聚乙烯电力电缆均要求设计由半导电材料构成的线芯屏蔽层和绝缘屏蔽层。半导电线芯屏蔽层的主要作用是:均匀线芯表面电场、防止气隙、提高电缆局部放电电压、屏蔽线芯毛刺、抑制树枝引发和树枝状放电,还起热屏障作用。因此它直接影响电缆的安全运行和寿命。例如:

(1)某YJV—26/35型、3×400 mm2的交联聚乙炔电缆投入运行8天后发生故障,电缆本体绝缘几乎全部烧熔,铜芯均有过热退火痕迹,位于铜屏蔽接地处上方16 mm和51 mm两处的铜线芯被烧熔化为黄豆大小粒状,铜接线端子完好。

(2)某YJV—26/35型、3×400 mm2的交联聚乙炔电缆敷设竣工后做直流耐压试验时,在距一端点约47 m处发生击穿。

现场解剖检查,分析两起故障电缆,其主绝缘和绝缘屏蔽层无明显制造质量问题,而线芯屏蔽层厚薄不均匀,最薄处厚度约为0.67 mm,最厚处厚度约为1.22 mm,炭黑分散比较均匀,体积电阻率约为106Ω·cm。因此,可以判断:故障的原因是线芯屏蔽层较薄、体积电阻率偏高,不足以屏蔽线芯毛刺或铜屑所引起的畸变电场尖端放电,主绝缘迅速被破坏,最后导致电击穿。

(二)防止交联聚乙烯电力电缆故障的措施

根据现场的运行经验,防止交联聚乙烯电力电缆故障的措施如下:

1.设计选型适当留有裕度

现场运行经验表明,对连续生产的重要负荷电缆,在设计选型时宜适当留有裕度。这样做虽然投资稍大一点,但最终可以减少电缆故障,延长电缆寿命,经济上还是合算的。例如,宝山钢铁(集团)公司,在一期工程中,大部分的10kV系统是中性点经电阻接地的系统,按规范选用6/10kV等级的电缆就可以了,但设计中采用了8.5/10kV等级的电缆,十余年来没有发生一次事故。据报道,在三期工程中也采用了这种方法。

2.敷设方式要因地制宜

对不同的地区应采用不同的敷设方式。例如,在地下水位较高的地区及多雨地区,不宜采用直埋方式。电缆数量比较集中的地区应用电缆隧道或电缆井。对距变电所较远的个别用户可采用架空或防水型电缆。在南方电缆隧道内黄梅季节容易结露,应采用合适的通风措施。电缆隧道的各电缆入口处应有封堵措施,避免在下雨时雨水沿电缆流入隧道内。隧道内应设有排水设施。电缆沟的电缆井应有防止雨水侵入致使电缆泡在水中的措施,必要时应加排水泵。

3.选择质量好的电缆

电缆质量的好坏对防止水树枝劣化至关重要。电缆的质量问题主要由生产设备不良,材料选用不当,工艺落后,质量管理生产管理等原因造成的。所以在选择电缆时应对电缆的生产工艺、管理等有一定了解,以便能买到质量好的电缆、为减少故障奠定基础。

4.把好施工质量关

即使电缆质量很高,而施工质量不高,也会造成隐患。为此必须把好施工质量关,其基本途径如下:

(1)重视热缩接头施工质量。

1)关键在于密封。热缩接头施工质量的好坏,关键在于密封。为把好密封关,应严格做好以下几点:

a.加热的火候要适当。掌握喷灯或丙烷喷枪的火候,防止过热或欠火。热缩时应保持火炬朝着向前移动的方向,以预热管材,赶走管内的气体。并且应不停地移动火炬,避免烧焦管材。火炬沿电缆方向移动以前,必须保证管子在周围方向已充分均匀地收缩。

b.管子的两端应重复加热。管子整体热缩完毕后,管子的两端最后应重复加热,以保证其内部的黏合剂或热熔胶充分地热熔密封。

c.接头各密封部位,如经移动,应再次加热,防止开胶。

d.热缩好坏的判断。管子热缩以后,表面应光滑、无皱纹、无气泡,并能清晰地看到其内部结构的轮廓。管子两端的黏合剂或热熔胶充分地热熔以后,应略有外溢现象。

2)消除尖端棱角。电缆线芯压接前后,应充分地打磨和冲洗,以消除棱角和尖端。

绝缘层剥切以后,其表面的半导电层,有的可以撕掉,有的需要用玻璃片刮掉,最后要求用细砂纸充分地打磨绝缘层表面,使其光滑无刀痕。绝缘层的切断处,要求削成锥体(或倒角),切削时,要求表面光滑无刀痕无棱角。

3)应力处理。屏蔽层的切断处,是应力比较集中的地方,这些地方电场比较强。因此,对接头在两侧电缆内屏蔽切断处和外屏蔽切断处,终端头在外屏蔽切断处,均要求包缠应力疏解胶,在切断处千万注意一定要用应力疏解胶填满缠紧不留空隙,这一措施对改善电场分布,消除应力集中,是行之有效的。

4)清洁。做接头前,要求搭设临时工棚,以防风沙、雨雪、灰尘等侵入接头,影响施工质量。施工中所使用的工具应擦洗干净,包缠绝缘带时,操作人员应戴医用手套和口罩

应当指出,当用餐纸蘸着清洗剂清洗对接头或终端头绝缘表面时,其方向一定要从压接管向外屏蔽切断处进行,千万不能用接触过半导电层的餐纸去清洗绝缘表面。

5)尽量缩短接头的制作时间。为尽量缩短接头的制作时间,准备工作要充分,接头的制作要求连续进行,不得间断,要一气呵成。

(2)尽量避免外护套破损。在交联聚乙烯电缆施工中经常发生由于机械外力、制造过失等原因,使其外护套破损,影响电缆的使用寿命和正常运行,所以应尽量避免。为此必须加强管理、精心施工。

5.对运行中的电缆要认真进行预防性试验

试验方法和要求请参阅有关规程。

6.对护层破损故障应及时处理

当查找出电缆护层存在破损故障后,应及时处理,消除隐患。根据现场的实践经验,可分两步进行:

(1)封堵孔洞。若铝波纹护层破损,首先对铝波纹护层孔洞采用环氧树脂加玻璃丝带封堵,然后用乙丙绝缘带替代原PVC外护层,最后再用防水带包扎,使其恢复原PVC的作用。

(2)对护层内潮气进行排潮处理。电缆铝护层内排潮处理安装示意图如图6-18所示。

排潮采用交替加压力和真空循环的方法,其步骤为:

1)在户内侧充高纯氮气(N2≥99.999%,H2O≤0.004%),压力为0.2~0.4 MPa,充气时间为30 min。

2)停止充气保持0.2 MPa状态60 min,让潮气和干燥气体混合。

3)在户外侧检测含水量。

4)在户外侧抽真空,压力为-0.1 MPa,时间为60 min,之后破坏真空进入第二个循环。

在第一个循环抽真空前,对电缆护层中是否存在潮气进行检验,检测的方法是:用干燥瓶装入硅胶,从一端加入带压力的护层内气体,经过硅胶从另一端(特制瓶)排出,若变色就证明有潮气存在。

图6-18 电缆铝护层内排潮处理安装示意图

F1、F2、F3、F5—高压阀门;F4电磁阀;b1—氮气瓶压力表;b2—电缆护层内压压力表;b3—真空表

经过排潮8个循环后,对护层中的含水量再进行检测。其方法是,使用气体微水含量检测仪器进行测量。使用该仪器时应注意气体的含水量应尽量小,一般应在0.4%以下,否则影响测量结果。

根据资料介绍,大气中正常情况下的含水量为0.3%~0.35%。所以经排潮处理后,电缆护层内的气体含水量应当小于上述数值,当然越小越好。例如,某电缆经过8个循环排潮处理后,其含水量为0.173%,认为恢复了电缆本体内的绝缘环境。

(三)交联聚乙烯电力电缆进水的原因

根据现场经验,交联聚乙烯电力电缆进水的原因如下:

(1)保管不善。新买的成筒电缆,其两头均使用塑料密封套封住,但用去一段之后,余下的就用塑料纸一裹,外面用绳子一扎,密封性不好,时间一长,水汽就会渗入电缆。

(2)敷设不慎。电缆敷设时,其用塑料纸裹住的电缆头有时会浸泡在水中,使水进入电缆;在牵引和穿管时,有时会发生外护套破裂现象。

(3)电缆头制作不及时。电缆敷设后,未能及时进行电缆头制作,使未经密封处理的电缆端口长期暴露在空气中,甚至浸泡在水中,使水汽大量进入电缆。

(4)电缆头制作时大意。在制作电缆头(包括终端头和中间接头)时,由于制作人员的大意,电缆端头有时会滑入有积水的电缆井中,导致电缆进水。

(5)电缆运行故障。在运行中,当电缆发生中间接头击穿等故障时,电缆井中的积水便会沿着缺口进入电缆;在建筑工地,外力引起电缆破损或击穿,也会发生电缆进水。

研究表明,电缆进水后,在电场作用下会发生水树老化现象,最后导致电缆击穿。所以应采取相应对策防止进水,其主要措施如下:

(1)电缆头应严格密封。对锯掉的电缆头,无论是暂时不用或敷设,均要采用电缆专用的密封套进行严格的密封,以防止潮气渗入电缆。

(2)电缆敷设后要及时制作电缆头。

(3)购买定点厂的产品,以保证质量。

(4)加强电缆头制作工艺管理。

(5)采用冷缩电缆头。可选用冷缩硅橡胶电缆附件

(6)长电缆采用电缆分支箱,以限制进水长度。另外,当电缆发生故障时,也便于分段查找。

(7)采用8.7/10kV电缆。由于该电缆绝缘厚度(4.5 mm)较6/10kV电缆的厚度(3.4 mm)大,这就降低了场强,从而防止了水树的老化。(www.xing528.com)

(8)采用PVC塑料双壁波纹管。由于这种波纹管耐腐蚀、内壁光滑、强度与韧性良好,因而在电缆直埋敷设时,可大大减少电缆外护套破损。

(9)改进电缆沟(管)和电缆井的设计。以便于排水、施工和管理。

(10)认真进行试验。在电缆头制作后,投运之前要做一次高压试验,运行后,要认真进行预防性试验。

(四)10kV交联聚乙烯电缆热收缩中间接头的制作工艺

10kV交联聚乙烯电缆热收缩中间接头的结构如图6-19所示。其具体制作工艺如下:

图6-19 10kV交联聚乙烯电缆热收缩中间接头(单位:mm)

1—保护管;2—连接管;3—半导电带;4—半导电热缩管;5—绝缘热缩管;6—自粘带;7—铜丝网;8—半导电带;9—接地线;10—镀锡铜丝;11—焊点;12—自粘带;13—线芯;14—半导电层;15—铜带屏蔽;16—内衬层;17—铠装层;18—外护套

(1)剥切电缆。将电缆对直固定,将电缆末端重叠200 mm,取其中心作出标记,如图6-20所示。剥切尺寸如图6-21所示,图中L的尺寸见表6-5,按照表6-5中的尺寸剥切电缆外护套。在距外护套切断口40 mm以内,绑扎铜线,锯切钢带,保留10 mm长内衬层,去除填充物。按照图6-22所示,在中心标记处,锯切电缆,切口要整齐。

(2)剥切铜带屏蔽、削末端绝缘。按照图6-21中尺寸,在铜带屏蔽断口内侧,绑扎铜线,剥切铜带屏蔽。保留30 mm半导电外屏蔽层,其余剥除。按照图6-21中尺寸,剥除多余线芯绝缘。将线芯末端绝缘削成“铅笔头”形,长度为30 mm。剥除绝缘表面碳迹,可用细砂布打磨,用清洁剂擦净。

(3)套热收缩保护管。将两根电缆距外护套断口200 mm内的外护套表面打毛,再将两根热收缩保护管(长、短配套)两端100 mm内的内表面打毛,用清洁剂清洁干净,分别套到两根电缆上去(长管套到长端上,短管套到短端上,不要搞错)。

图6-20 重叠200 mm并作标记

图6-21 剥切尺寸(单位:mm)

1—外护套;2—钢带铠装;3—内衬层;4—铜带屏蔽;5—半导电层外屏蔽;6—线芯绝缘;7—半导电层内屏蔽;8—导线;K—连接管长度之半加5 mm;L—电缆短端尺寸(见表6-5)

图6-22 锯切电缆(单位:mm)(L尺寸见表6-5)

表6-5 图6-21和图6-22中L的尺寸

(4)套绝缘热收缩管和半导电热收缩管。在长端电缆3根芯线上分别套入红色绝缘热收缩管和黑色半导电热收缩管。将3个铜丝网扩张缩短,分别套到3个黑色外导电热收缩管上。

(5)压接连接管。将长端和短端的三相导线分别按相对应插入已清洁好的连接管内,进行压接。先压两端,后压中间。用锉刀和砂布去除连接管表面的棱角和毛刺。用清洁剂清洁连接管表面,校直电缆,准备包绕屏蔽和绝缘。

(6)包绕屏蔽层和增绕绝缘层。用清洁剂清洁绝缘表面。用半导电带填平连接管的压坑,并用半叠绕方式包绕填平连接管与线芯半导电内屏蔽层之间的间隙,然后在连接管上半叠绕包两层半导电带。在两端绝缘末端“铅笔头”处与连接管端部用自粘带拉伸包绕填平。自长端距半导电层外屏蔽10 mm处至短端距半导电层外屏10 mm处中间的一段用自粘带半叠绕包绕6层。将绝缘热收缩管从长端线芯上移至连接管上,中部对正,从中部加热向两端收缩。加热时要均匀缓慢环绕进行,保证完好收缩。在绝缘热收缩管的两端与半导电层外屏蔽上用半导电带以半叠绕方式绕包成约40 mm长的锥形坡,以达到平滑过渡。将半导电热收缩管从线芯上移到绝缘热收缩管上,中部对正,从中部加热收缩。加热要均匀缓慢环绕进行,保证完好收缩,两端部包压在铜带屏蔽上约10~20 mm。3根线芯依次收缩完毕。将三相线芯上的铜丝网放到中部,对正中心,将铜丝网拉紧拉直平滑紧凑地包在半导电热收缩管上,两端用铜丝绑在铜带屏蔽上并用焊锡焊好。

(7)焊接地线,安装热收缩保护管。将编织铜接地线焊在两段电缆的钢带铠装上。把三相线芯并拢收紧,用塑料带将三相线芯和接地线缠绕扎紧,使其成为紧凑平滑的圆柱。在电缆长、短两端已打毛的外护套上,分别缠绕100 mm宽的热熔胶带1~2层,钢带铠装上也缠1~2层热熔胶带更好。从短端电缆上将短热收缩护套管拉出,使其与短端电缆的外护套搭接100 mm,从此端向另一端加热收缩。从长端电缆上将长热收缩护套管拉出,使其与长端电缆的外护套搭接100 mm,在长热收缩护套管的另一端与已收缩的短端热收缩护套管的搭接处做好搭接长度标记。在该搭接长度标记内,用热熔胶带包绕1~2层,从长端电缆侧向中间方向进行加热收缩。加热要均匀缓慢环绕进行,完好收缩时,保护管两端应有少量胶液被挤出。在电缆外护套与保护管交界处,用自粘带绕包3层,长200 mm,分别包在外护套和保护管上各100 mm。在两保护管交界处,用自粘带绕包3层,长200 mm,分别包在两保护管上各100 mm。待中间接头完全冷却后,才可移动。

6kV交联聚乙烯电缆热收缩中间接头也可参照上述方法制作。

(五)6~10kV交联聚乙烯电力电缆热收缩终端头的制作工艺步骤

1.制作工艺

热收缩电缆头的结构如图6-23所示。其制作工艺步骤如下:

(1)准确工作。施工现场准备好制作电缆头的各种专用工具,如喷灯、压接钳、剖塑刀、割塑钳等,对喷灯加燃料、打气、加热调试;必要时现搭设篷布防尘、防雨。

图6-23 热收缩电缆头(户外头)

1—接线鼻子;2—密封带;3—终端管;4—绝缘管;5—半导体带;6—应力控制管;7—防雨罩;8—半导体敷设层;9—绑扎线;10—铜带屏蔽层;11—内护层;12—分支手套;13—保护套;14—钢铠;15—绑扎线;16—相包带;17—引线;18—接地线

(2)剥切电缆护层。把电缆尽可能放直,去掉长度为L mm的外护层;在距外护层切口A mm处剥去钢铠;在距钢铠切口B mm处剥去内护层和填料。

(3)电缆试验。将电缆端部绝缘剥去,露出导电线芯,将线芯绝缘表面半导体层剥去约10 mm,然后对电缆做绝缘电阻、泄漏电流和直流耐压试验,以检测电缆绝缘的好坏。

(4)剥切电缆芯线屏蔽层和绝缘层。在距内护层切口C mm处剥去铜带屏蔽层;在距铜带屏蔽层切口D mm处剥去半导体屏蔽层;在电缆端部(K+S)mm处剥去电缆主绝缘和导电线芯与绝缘之间的半导体屏蔽层。

(5)焊接地线。将接地用的铜编织软线分成3股分别扎在各相线芯铜带和钢铠上并焊牢。

(6)压接接线鼻子。把接线鼻子套入已剥掉绝缘的导电线芯上,用专用工具压接好。

(7)清洁电缆绝缘。用清洁的白布蘸酒精对电缆绝缘进行清洗,尤其要将半导体粉末清除掉。

(8)装分支手套。先用密封胶带将引出地线及外护套末端绕包2层,然后套上分支手套,最后用喷灯从上往下加热收缩直至其紧缩密封好。

(9)装应力控制管。在每相铜带屏蔽层末端与半导体屏蔽层切口处用半导体自粘带绕包一层,然后套上应力控制管,最后用喷灯从下往上加热收缩直至其紧缩密封好。

(10)装绝缘管。在每相线芯上套上绝缘管,用喷灯从下往上加热收缩直至其紧缩密封好。

(11)装终端管。在接线鼻子与电缆绝缘切口处用半导体自粘带填充缝隙处,然后套上终端管,最后用喷灯从下往上加热收缩直至其紧缩密封好。

(12)装相色套。先对电缆核相,然后将相色套套在相应的电缆线芯上(一般套在分支手套的手指部分),用喷灯加热收缩相色套。

(13)装防雨罩。用于户外电缆终端头,在每相线芯上套上防雨罩,然后用喷灯加热收缩防雨罩根部。

(14)电缆交接试验。电缆两端终端头做好以后,按规程规定做绝缘电阻、泄漏电流和直流耐压试验,以判断电缆及其终端头的绝缘状况。

2.注意事项

制作热收缩电缆头的注意事项如下:

(1)正确使用喷灯。对热收缩管加热一般使用汽油喷灯,有条件时,最好使用丙烷或丁烷喷灯。使用前,要调节好喷嘴火头,使火焰呈现出柔和的淡黄色和蓝色,尽量避免呈现笔状的蓝色火焰。使用时,要把喷灯对准要收缩的方向,以利预热材料,火焰要不断晃动,以免烧焦材料。

(2)正确剥切电缆。电缆各护层、屏蔽层和绝缘层切割时要用锋利的专用工具操作,切割处应光滑、均匀、避免有齿状口和毛刺出现。锯钢铠或铜带时,要在标出锯断位置用扎丝或PVC自粘带扎牢,然后再锯,以防钢铠或铜带松散。

(3)正确清洗电缆。每一道工序开始之前,都要对电缆做一遍清洗,对于密封部位要注意清除油脂和污秽。

(4)正确安装绝缘管与应力控制管。绝缘管与应力控制管一般不应切割,而应尽其所长安装在电缆头上。

(5)正确加热。热收缩管加热要正确,以使其收缩均匀,电缆头成型后表面应光滑无皱褶,内在部件界限清楚。

(六)10~35kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热收缩终端头的制作工艺

10~35kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热缩终端头结构如图6-24所示。其制作工艺如下:

(1)剥切电缆。校正固定电缆。按照表6-6和图6-25中规定的尺寸剥切电缆。

(2)焊接地线。用镀锡编织铜接地线在距外护层端部10 mm处的铜带屏蔽上绑扎一圈并焊牢,焊点不少于3点。在密封段(密封段长60 mm,如图6-26所示的中部),用焊锡将15~20 mm长的一段编织接地线的间隙填满,形成防潮段。

(3)剥铜屏蔽和半导电层屏蔽。按照图6-25所示的尺寸,绑好绑线,剥除铜屏带屏蔽和半导电层屏蔽。剥除时不要伤及线芯绝缘,绝缘表面的碳迹可用细纱布擦除。

图6-24 10~35kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热缩终端头(单位:mm)

1—接线鼻子;2—自粘带;3—导线;4—自粘带;5—线芯绝缘;6—绝缘热收缩管;7—雨裙;8—应力控制管;9—半导电带;10—半导电层外屏蔽;11—铜带屏蔽;12—编织接地线;13—外护套;K—接线鼻子孔深加5 mm;(L的尺寸见表6-6)

表6-6 图6-25中L的最小尺寸

图6-25 10~35kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热收缩终端头剥切尺寸(单位:mm)

1—外护套;2—铜带屏蔽;3—半导电层外屏蔽;4—绝缘线芯

(4)包绕半导电带和自粘带。用清洁剂清洁线芯绝缘表面,如果绝缘表面不光滑,应均匀地涂上一层硅脂。按照图6-26所示,在半导电层屏蔽端部和线芯绝缘交接处,用半导电带绕包,填充间隙平滑过渡,半导电带与半导电层和线芯绝缘各搭接20 mm。由此半导电带包绕处往上用自粘带以半叠绕方式绕包1层,6~10kV长度为110 mm,35kV长度为240 mm。包绕时都要将半导电带或自粘带拉伸至其宽度的一半以半叠绕方式进行。

(5)安装接线鼻子。剥除芯线末端绝缘,长度为接线鼻子孔深加5 mm。将芯线绝缘末端削成长度为30 mm的铅笔头形状。切口要整齐光滑。压接接线鼻子。用锉刀和砂布去除接线鼻子上的棱角和毛刺。用自粘带填充压坑并包绕填平接线鼻子与端部绝缘之间的间隙。

(6)安装应力控制管。套入应力控制管,下管口重叠在铜带屏蔽上并紧靠在接地线上。自下而上缓慢环绕加热收缩,确保收缩紧密平整。冷却后,用清洁剂清洁应力控制管表面的碳迹。在应力控制管上端口,用自粘带包绕使之平滑过渡。如图6-26所示。

(7)安装绝缘热收缩管。用热熔胶在电缆外护套端部的密封段(60 mm长)包绕两层:一层在接地线下面,一层在接地线外面。使焊点部位平整。在接线鼻子根部包绕1~2层热熔胶带,套入红色绝缘热收缩管,自下而上缓慢环绕加热收缩。收缩后端部有少量胶液被挤出为佳。在接线鼻子根部切除多余绝缘热收缩管。在绝缘热收缩管两端以半叠绕方式包绕自粘带2~3层,包绕长度为30~50 mm,分别与接线鼻子,电缆外护套搭接,如图6-24所示。

图6-26 焊防潮段,剥屏蔽层(单位:mm)

1—线芯绝缘;2—自粘带绕包;3—半导电带绕包;4—半导电层屏蔽;5—铜带屏蔽;6—接地线焊点;7—外护套;8—防潮段;9—接地线;10—热熔胶带

图6-27 单芯交联聚乙烯绝缘电缆热缩终端头(单位:mm)

(8)安装雨裙。自下而上套装雨裙。雨裙安装数量视电压等级和安装环境而定。图6-27为单芯交联聚乙烯绝缘电缆热收缩终端头。雨裙加热收缩时要装正,防止倾斜。雨裙需用数量见表6-7。

表6-7 雨裙需用数量

应当指出,6kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热收缩终端头制作可以参考10~35kV单芯交联聚乙烯绝缘电缆热收缩终端头的制作进行。

(七)35kV交联聚乙烯电缆中间接头的制作工艺

35kV交联聚乙烯电缆中间接头的结构(一芯)如图6-28所示。其制作工艺如下:

(1)将待接的两条电缆搁平放直,确定接头中心位置。

(2)按图6-29所示尺寸剥切电缆。用剖塑刀剖去塑料护套。剖塑长度为自接头中心起向两端各250 mm,留20 mm铜屏蔽带及10 mm的半导体布带,将布带翻到铜屏蔽外。

(3)用剖塑钳割除交联聚乙烯绝缘,使导体露出长度为铝接管长度的img加5 mm。用专用卷刀仔细地自电缆末端开始绞制反应力锥,使电缆内屏蔽露出5 mm,反应力锥的长度为50 mm,两侧一样。如果没有专用卷刀而用刀削反应力锥时,应特别注意勿使导体及内屏蔽受伤,并使锥体端正。

图6-28 35kV交联聚乙烯电缆中间接头(一芯)结构图(单位:mm)

1—聚氯乙烯外护套;2—聚氯乙烯带;3—焊锡;4—屏蔽铜丝网;5—乙丙胶带;6—半导体胶带;7—辐照聚乙烯带;8—内半导电屏蔽层;9—外半导电屏蔽层;10—电缆铜带屏蔽层;11—绑扎铜丝

图6-29 35kV交联聚乙烯电缆中间接头电缆剥切尺寸(单位:mm)

1—导电线芯;2—半导体内屏蔽层;3—反应力锥;4—绝缘线芯;5—半导体外屏蔽层;6—屏蔽铜带;7—聚氯乙烯护套;l—连接管长度

(4)将热收缩管和屏蔽铜丝网套在一端电缆上。

(5)压接连接管,压完后除去飞边毛刺。

(6)套上加热模具进行预热驱潮,加热温度为120℃,保持1h,然后冷却到70℃以下即可脱模。预热驱潮可驱除导体内及绝缘表面的水分,否则在热缩时容易产生气泡,降低绝缘强度、影响质量。如果电缆在运输和储存中未受潮,施工时环境温度又低,可以免去此道工序。

(7)用乙丙半导体带或丁基半导体橡胶带填平压坑,并在接管上包绕两层。包绕的半导体带与电缆芯线内半导体带搭接,但不可包绕到反应力锥绝缘上去。

(8)从接头中心起向两端超过反应力锥顶端10 mm处包绕两层未硫化的乙丙橡胶带,压接管与反应力锥之间凹陷部分也用此包带绕包填平。

(9)包绕辐照交联聚乙烯带自接头中心开始向两端200 mm(包括应力锥长度60 mm)半搭盖式来回包绕,包绕成型后直径ϕ见表6-8。一般包绕到电缆接头直径比加热模具内径小3~4 mm为宜。

表6-8 包绕绝缘直径ϕ尺寸

(10)在接头两端应力锥处包2~3层未硫化的乙丙橡胶带,以便模具合上时能与其贴紧。然后在最后面绕包一层聚四氟乙烯带。

(11)装好加热模具,接通电源加热。先从室温开始升到120℃,保持2h,然后升到150℃并保持1.5h,再逐渐升到165℃并保持3h后即可切断电源,待冷却到70℃时脱模。

(12)拆除聚四氟乙烯带,翻平半导体布带后,用乙丙半导体或丁基半导体橡胶带在接头表面半搭盖绕包两层,两端与电缆绝缘外半导体屏蔽搭盖,要求接触紧密无间隙。

(13)将铜屏蔽网移到接头中央,向两端拉伸,使其收缩紧贴在接头半导电屏上。两端用直径为1.25 mm的铜线将铜屏蔽网绑扎在电缆铜带上,并用焊锡焊牢,多余的可以割除。

(14)在屏蔽铜丝网外包两层透明聚氯乙烯带,在电缆接头两端的聚氯乙烯护套上涂热熔胶,然后将热缩管移到接头处,用喷灯从中间向两端文火均匀加热,直到完全收缩。

(八)电力电缆新作终端和接头后的试验项目和要求

电力电缆新作终端和接头后的试验项目和要求见表6-9。

表6-9 电力电缆新作终端和接头后的试验项目和要求

表6-10 油纸绝缘电力电缆直流耐压试验电压 单位:kV

表6-11 橡塑绝缘电力电缆直流耐压试验电压 单位:kV

表6-12 自容式充油电力电缆主绝缘直流耐压试验电压 单位:kV

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