(1.国网陕西省电力公司检修公司 陕西榆林 719000;2.国网榆林供电公司 陕西榆林 719000)
摘要:通过对电缆施工中遇到的异型电缆中间接头制作工艺的分析,分析了不同截面、不同绝缘材料、不同导体材质电缆中间接头制作工艺的关键点,并提出了合理化建议,并通过对行业内解决该项难题的可行办法的汇总分析,对成功经验进行应用推广。
0:引言
随着城市电网改造,电力电缆因其安全可靠性较高、不易受周围环境和自然因素的影响、占地少和美化城市等优点,越来越多的被应用到输电线路中。不过,虽然采用电缆供电的可靠性较高,但是随着电缆线路的不断增多,电缆的故障率也相对提高,尤其是电缆接头处故障、由电缆线路连接管压接出现的问题一直存在。
目前,由于制造厂家执行的制造标准不一,生产的电缆芯线直径、接续管管径大小不匹配,以及在电缆设线路改造中,新敷设的电缆与旧电缆在绝缘材料及线芯截面也存在差异。
在 电缆施工及抢修工作中,尤其是变电站负荷迁移工程中在电缆中间接头制作中遇到了三个难题:一是新电缆与旧电缆的芯线截面存在差异;二是交联聚乙烯绝缘电缆与油浸纸绝缘电缆对接;三是铜芯电缆与铝芯电缆对接。经过分析,造成上述三个问题的主要原因有三个方面。
1)电缆导体实际截面与标称截面的差异,因为只要通过导体直流电阻监测符合标准规定,电缆就可以合格出厂,因此由于电缆生产厂家采用的导体材质的差异,从而导致不同厂家的同型号电缆截面存在差异。
2)在城网改造及变电站改造中经常会遇到油浸纸绝缘电缆与交联聚乙烯绝缘电缆对接的情况。此时,该采用什么工艺,如何操作来保证电缆运行可靠性是关键。
3)一般来说,截面积相同的铜、铝导体,由于电阻率不同和其他因素影响,它们的载流量是不同的,铜芯电缆的载流量比铝芯电缆大:同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量高约30%左右,这就意味着采用铝芯电缆的截面要求比铜芯电缆大接近两个等级,或者铝芯截面约为铜芯的1.5倍。
1.中间接头压接的质量标准
电缆接头的要求有以下几点:
1)良好的导电性;
2)足够的机械强度;
3)能经受一定的短路冲击;
4)具有耐震动和耐腐蚀性能等技术要求。但是,在施工现场很难判断是否达到了这些规定。
在技术上,导体连接必须具备:
1)优良材质和结构尺寸符合要求的连接管;
2)负荷电缆和连接管规定尺寸并有足够压力等级的压接工具;
3)具有熟练操作技能的技师或者技工等必要条件,是连接部位直流电阻值少于或等于同长度电缆导体直流电阻值的技术要求,以满足额定载流量。
作为110kV及以上电压等级压接型连接管表面必须光洁,不存在毛刺或者利角,应避免因连接管与导体之间过大的差异而加插零散导体,避免在电场和屏蔽处理上留下隐患。
2.铜铝连接头
铝和铜时常用的电缆导体,这两种导体的连接也是很常见的,但这两种导体并不能直接连接,主要原因有:
1)铜、铝导体直接连接时,这两种金属的接触面在水分、二氧化碳和其他杂质的作用下极易形成电解液,从而形成以铝为负极、铜为正极的原电池,使铝产生电化腐蚀,造成铜、铝连接处的接触电阻增大。
2)由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大,在运行中经多次冷热循环(通电与断电)后,会使接触点处产生较大的间隙而影响接触,也增大了接触电阻。
3)接触电阻的增大,运行中就会引起温度升高,高温下腐蚀氧化就会加剧,产生恶性循环,使连接质量进一步恶化,最后导致接触点温度过高甚至会发生冒烟、烧毁等事故。
3.导体截面与连接管内径不匹配
在变电站负荷迁移等工程施工中,经常会遇到不同厂家生产的电缆,以及新旧电缆截面存在差异的问题,由此也就造成了导体连接管与电缆导体截面不配套。
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通过了解关于导体连接的问题,当遇到上述问题是,现场操作方法主要有:
1)压接时随便选择适合导线外径的连接管;
2)垫插或者剪掉几根线芯;
3)用小铜丝(铝丝)在电缆导体上绕圈以增大直径;
4)使用不符合规定尺寸的金具;
5)不垫插线芯,先按正常规格压缩一次,然后选用小一档的工模再压缩一次。
随便选择适合导线外径的连接管,在工艺标准上是不符合标准的,因为按照规定,不同截面电缆匹配的连接管的管壁厚度是不同的,随便选用后,印象电缆载流量与机械强度。
剪掉几根导体丝会使截面变小,影响电缆载流量,而且剪掉导体丝时,会在断口处产生尖端,使断口处电场发生畸变,容易造成电场应力集中,成为中间头的薄弱点。
采用“二次压缩”的方法也是不可取的,因为连接管经过两次压接后,管壁变薄,影响电缆载流量与机械强度。而且,现在一些电缆附件厂家生产的电缆附件都是与电缆截面所对应的,采用“二次压缩”后,由于连接管伸长量增大,超过了厂家工艺要求,从而在附件安装时,应力锥部位不能与电缆剥切的半导电端口搭接上。
通过对240mm2的铝芯电缆做了实验,采用“二次压缩”后,导体连接部位伸长量超过了工艺规定140mm。
电缆接头连接的可靠性主要是机械强度和直流电阻。首先,机械强度主要是靠合适吨位的压钳来实现的,加垫导体单丝对压接强度的影响很小;那么,对于直流电阻而言,电缆接头的连接都是选择接续管进行压接完成的,压接后,压接处的截面面积肯定比原电缆截面大,因此直流电阻必然要小。因此,在中低压电缆接头安装中,当发现电缆导体与连接金具之间存在较大间隙时,采用加垫导体丝的措施,不影响电缆截面,应当是可取的。
4.交油对接
在110kV某变电站负荷迁移工程中,10kV电缆线路为油浸纸绝缘电力电缆,新敷设电缆为交联聚乙烯电缆。首先,面临的问题就是堵油的问题,即保证油浸电缆绝缘油不能渗入交联电缆中,其次,就是保证绝缘。需采取以下制作工艺:
1)对直电缆
对直两根电缆,重叠200cm—300cm,确定接头中心。
2)剥油浸电缆外护层及铠装
按标准量取所需尺寸约750mm,剥去麻被护套,由外护套断口量取50mm铠装绑牢,清理并打光,其余剥除。
3)撕内衬层,剥铅包
用加热枪将内衬层均匀烘热,逐层撕去,保留铅包200mm,清理干净,其余剥除,胀喇叭口。
4)撕统包绝缘
将半导电纸撕至喇叭口以内,保留统包绝缘20mm,其余剥除,撕去填充物,分开线芯。
5)缠四氟带及固定隔油管
从三叉根部顺线芯绝缘半叠包绕一层四氟带,然后逃入隔油管距统包绝缘10mm处,由根部起加热固定。
6)包绕填充胶
在三叉根部包绕耐油填充胶,搭接铅包30mm。
7)缠耐油纱布带
在填充胶外表面缠绕两层纱布并搭接铅包60mm,三根线芯从填充胶根部起向上包绕两层,长度50mm。
8)固定指套
将指套套至三叉口根部,由根部一次向两端加热固定。
9)固定半导管
在指套端部包绕10mm长的一层防水密封胶,然后将半导管套至指套根部,由根部加热固定。
10)剥交联端电缆及固定应力管
按所需量取约670mm,分别剥去电缆外护套、铠装层、内护套、填充物、铜屏蔽及半导电层,然后将应力管搭接半导电层30mm,加热固定。
11)切除交联端绝缘体并套入管材
12)压接连接管及包绕耐油填充胶
13)固定隔油管
14)固定复合管
15)包绕防水密封胶
16)包绕半导电带
17)安装铜网及地线
18)固定金属护套
19)固定密封套管
5、结 论
通过对 10kV电缆接头安装工艺的分析研究。发掘以往不同绝缘材料、不同截面、铜铝线芯电缆连接施工工艺存在的不足与安全隐患,深入分析,研究其原理,找到了合理可行的解决办法,对于不等截面、铜铝电缆中间头制作,必须采用异型接续管,不能采用去除或者添加导体丝的办法,并使用合适的电缆附件,对于油交对接电缆中间头,必须参照照上述工艺进行施工,以保证电缆安全可靠运行。
论文作者:张伟,张晓博,豆河伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/21
标签:电缆论文; 截面论文; 导体论文; 护套论文; 根部论文; 交联论文; 电阻论文; 《电力设备》2016年第22期论文;