基于3D打印技术下光缆引下线套管封堵装置的应用论文_高志兴,董建雄

基于3D打印技术下光缆引下线套管封堵装置的应用论文_高志兴,董建雄

(国网朔州供电公司 山西朔州 036000)

摘要:变电站架构光缆引下线套管的封堵一直是困扰电力安全生产的技术难题,传统的防火泥封堵或密封胶带封堵容易出现松动脱落、开裂,对现场环境要求较高。本文通过对封堵目标、封堵现状以及引下线套管封堵装置研制过程的介绍,展示了我公司员工自行研制并委托厂家批量生产的该市场推广产品,最后通过在国网山西省电力公司朔州供电公司所辖变电站内的使用情况,显示了其较好的经济效益与社会效益。

关键词:光缆引下线套管;封堵;3D打印;安全隐患

OPGW光缆作为电力信号的传输媒介,承担了各变电站间保护、调度数据网、视频监控、安防、调度电话、MIS网络、电量采集等重要业务的传输,其安全可靠性直接影响到各类电力通信信号的有效传送。变电站内构架处的OPGW光缆引下线套管处是一个常见故障点,这主要是因为目前尚无统一、有效、标准的防水封堵方式,光缆引下线套管就是为防止光缆引下线受到意外破坏或撞击所加装的钢制套管,直径为光缆直径的三至二十倍左右,目前电网中常用的光缆引下线套管防水封堵方式尚不完善,现行方案主要采用防火泥或自粘带封堵套管接口的方法进行封堵,经常发生由封堵材料超出适应寿命,导致套管进水,积水结冰后对光缆产生挤压,导致光缆受损,造成安全隐患,从而导致电力通信业务无法正常传送。

1、变电站光缆引下线套管的封堵目标

依照《国家电网电力安全工作规程》(变电部分)13.1.5规定,变电站(生产厂房)内外的电缆,在进入控制室、电缆夹层、控制柜、开关柜等处的电缆孔洞,应用防火材料严密封闭。

光缆引下线套管的封堵特别需要一种具有阻燃、防水、防撞击作用的材质,对封堵处附近部分光缆的拉伸、扭曲、撞击等起到很好的保护作用,并且能有效地阻止大自然中的冷、热、氧、紫外线和微生物等引起的材料老化,对光缆引下线与钢管间接头处起到良好保护作用的封堵方法。

依照《国家电网电力安全工作规程》(变电部分)12.2.1.16规定,电缆施工完成后应将穿越过的孔洞进行封堵,以达到防水、防火和防小动物的要求。

2、变电站光缆引下线套管的封堵现状

(1)用防火泥进行封堵

用防火泥封堵能实现防水、防火、防小动物的安全要求,仅用防火泥封堵会造成封堵不牢靠、密封不严等问题,同时由于室外环境条件有限,管口处的防火泥底部无支撑,容易造成塌陷或脱落,在冬季特殊天气下,雨水容易在管内结冰,而导致光缆中断。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

(2)用高压防水自粘带进行缠绕

用高压防水自粘带缠绕可以暂时实现密封良好的要求,但受自然条件影响较大,一段时间后就会出现开裂现象,同时封堵过程费时费力费料,后期维护成本高。

(3)用橡胶防雨帽进行封堵

用橡胶防雨帽封堵适用于光缆施工过程中首次对套管进行封堵,但在今后需要对光缆进行工作时就必须将防雨帽破坏,如果在后期加装防雨帽就必须将防雨帽割开,再用防水胶带进行缠绕,这样就降低了防雨帽的密封性能。

3、变电站光缆引下线套管封堵装置的研制

根据光缆引下线的封堵目标和封堵现状,我们采用最新的3D打印技术打印出符合尺寸的封堵光缆模具,在需要封堵处将模具固定,最后注入模具硅胶,自然固化后(约半个小时)一次成型,可实现封堵的高密封性,并且硅胶不变形、耐高温、绝缘、阻燃、不膨胀、拉力弹力好,操作简单,安装便捷,可以解决传统封堵方式的所有缺点。该发明已申请国家实用新型专利。

本发明的目的在于采用3D打印技术打印一种封堵光缆引下线套管的模具,通过注入硅胶可一次成型防雨帽,使光缆与套管封堵口严丝合缝。

发明原理:

一套完整的模具分为内模具和外模具,内外模具各分为两半部分,通过3D打印机分别打印,使用时先将内模具两半部分扣在光缆上固定,固定后成圆柱形,再将外模具扣在内模具上固定,内外模具之间留有一定间隙,外模具下端成圆柱形,留有注胶孔,上端成喇叭口型,将模具硅胶从注胶口或喇叭口注入到内外模具的间隙中,自然固化成形后取下模具,将硅胶防雨帽罩在封堵口上实现封堵目的。

采用上述结构的优点在于:内外模具均分为两部分,且装配后内外模具留有间隙,可在现场进行浇注加工防雨帽,根据不同尺寸的光缆和封堵口选用相应尺寸的模具,加工成形的防雨帽严丝合缝。内外模具均为3D打印制作,小巧轻便,密封性好,并采用绿色低碳的聚乳酸作为原材料,即使模具损坏也不会对环境造成污染。浇注所用的硅胶为液体模具硅胶,亮度好纯度高流动性好,而且加入固化剂可缩短固化成型时间,成型后的防雨帽具有不变形、耐高温、耐酸碱、不膨胀、拉力弹力好、抗撕裂度好等特点,耐高温在200度、零下-50度下依然不脆,依然很柔软,能适应各种气候环境。

4、总结

光缆引下线套管封堵装置结构简单、操作方便,对操作人员无技术要求,一经观摩立即会用,使得单次封堵操作时间大大缩短,在我公司内得到了认证,并已开始推广使用。截止目前,该成果已用于40座变电站(其中220kV变电站14座,110kV变电站26座)、140根光缆引下线套管的封堵,在大量节省维护费用、提高操作便捷性的同时,为电网、电力通信网的安全稳定运行提供了安全保障!

论文作者:高志兴,董建雄

论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/19

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

基于3D打印技术下光缆引下线套管封堵装置的应用论文_高志兴,董建雄
下载Doc文档

猜你喜欢