對(duì)解決電纜中間頭冷縮工藝遺留問(wèn)題之淺見(jiàn)

邱黎捷 曹建洪

中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060

對(duì)解決電纜中間頭冷縮工藝遺留問(wèn)題之淺見(jiàn)

邱黎捷 曹建洪

中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060

在電力電纜搶修的工作中，高壓電纜的中間頭制作的優(yōu)劣與整條電纜線路的運(yùn)行情況息息相關(guān)，日趨成熟的熱縮工藝在工作環(huán)境要求不允許動(dòng)火的工作情況中便不能滿足需求，冷縮工藝雖然可以克服這種工作環(huán)境的要求，卻存在一些材料方面的問(wèn)題，通過(guò)一系列的物理措施可使這些缺陷減少到最低。

冷縮技術(shù)；電纜中間頭；熱膨脹系數(shù)

引言

6/10kv的高壓交聯(lián)聚乙烯電力電纜的敷設(shè)常常會(huì)遇到路徑太長(zhǎng)需要制作中間頭續(xù)接，或是在高壓交聯(lián)聚乙烯電纜的故障搶修作業(yè)中，中間頭制作工藝也是必不可少，隨著技術(shù)的發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯電纜在中間頭的制作工藝上出現(xiàn)了長(zhǎng)足進(jìn)步，那就是冷縮技術(shù)在逐步替代傳統(tǒng)的熱縮技術(shù)。

一、工藝種類(lèi)

現(xiàn)今電纜（交聯(lián)聚乙烯）的中間頭制作工藝主要有兩種，熱縮工藝和冷縮工藝。

熱縮是指高分子材料受熱發(fā)生收縮的行為，收縮比一般為30%。熱縮材料又稱(chēng)高分子形狀記憶材料，是高分子材料與輻射加工技術(shù)交叉結(jié)合的一種智能型材料。普通高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等通常是線形結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)電子加速器等放射源的輻射作用變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，這些材料就會(huì)具備獨(dú)特的“記憶效應(yīng)”，擴(kuò)張、冷卻定型的材料在受熱后可以重新收縮恢復(fù)原來(lái)的形狀。熱縮材料的記憶性能可用于制作熱收縮管材、膜材和異形材，主要特性是加熱收縮包覆在物體外表面，能夠起到絕緣、防潮、密封、保護(hù)和接續(xù)等作用，收縮材料的徑向收縮率可達(dá)50%～80%。電纜頭熱縮材料是交聯(lián)聚乙烯，它是通過(guò)核子對(duì)聚乙烯材料的輻射，使原來(lái)線性結(jié)構(gòu)的高分子材料變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的、有記憶功能的材料，再經(jīng)過(guò)磺化處理。就是說(shuō)在熱狀態(tài)下使其膨脹，通過(guò)核輻射后冷卻下來(lái)，如果再次加熱，材料會(huì)回到原來(lái)的狀態(tài)。

冷縮技術(shù)又稱(chēng)預(yù)擴(kuò)張技術(shù)，即采用機(jī)械手段將成型的橡膠件(常用的有硅橡膠和乙丙橡膠)在其彈性范圍內(nèi)預(yù)先撐開(kāi)，然后套入塑料線芯加以固定。在工作時(shí)，只需將起支撐作用的塑料線芯抽出，橡膠件將會(huì)恢復(fù)到其原有結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并且不會(huì)損傷材料原有的分子結(jié)構(gòu)和完好狀態(tài)。

二、工作中的特殊環(huán)境

在實(shí)際的工作中，制作電纜中間接頭的工作與工作環(huán)境密切相關(guān)，因?yàn)闊o(wú)論是埋地敷設(shè)還是橋架敷設(shè)，故障點(diǎn)總不會(huì)老是在可以動(dòng)火的環(huán)境下出現(xiàn)，尤其是在一些煉油化工企業(yè)中，動(dòng)火作業(yè)相當(dāng)危險(xiǎn)，易燃易爆氣體分析、動(dòng)火作業(yè)票、危險(xiǎn)裝置配合停工等等，大大降低了工作的效率，甚至?xí)?duì)企業(yè)造成一定的損失，在此種情況下電纜中間頭的熱縮工藝就顯得有些捉襟見(jiàn)肘了。而且在相同的條件下，除去剝鎧裝、剝銅屏蔽、剝外半導(dǎo)、壓接等等這些制作電纜中間頭前的預(yù)備工作，熱縮技術(shù)常常需要冷縮技術(shù)的2～3倍的工作時(shí)間，這樣就在對(duì)工作效率要求較高的工作環(huán)境中不相適應(yīng)。

三、冷縮工藝的優(yōu)勢(shì)

冷縮工藝的優(yōu)勢(shì)就是環(huán)境要求低，對(duì)于工作中對(duì)動(dòng)火要求較高和在易燃易爆的工作環(huán)境下工作是非常有利的；制作時(shí)間短，一般在2人工作的情況下（除去復(fù)雜工作環(huán)境，如空氣中含有電塵粒等需要制作前進(jìn)行特殊防護(hù)），從開(kāi)剝電纜外皮起經(jīng)過(guò)去鎧裝、剝銅屏蔽、剝?nèi)ネ獍雽?dǎo)（此時(shí)應(yīng)當(dāng)注意戴干凈的手套進(jìn)行以下工藝的作業(yè)，防止灰塵，汗?jié)n等黏附在工作區(qū)造成爬電現(xiàn)象導(dǎo)致縱向擊穿）、除去主絕緣（切不可傷及芯線）、對(duì)接芯線（接續(xù)管的選用一定要和芯線的材料相一致）、壓接（必須在接續(xù)管內(nèi)涂抹導(dǎo)電膏）、處理瑕疵（包括用細(xì)砂紙輕輕打磨主絕緣；用銼刀、砂紙打磨接續(xù)管由壓接產(chǎn)生的棱角以防止局部場(chǎng)強(qiáng)集中，電場(chǎng)畸變，產(chǎn)生局部放電等現(xiàn)象；用清潔帶擦拭主絕緣和芯線與接續(xù)管使以上工作中所產(chǎn)生的灰塵與廢粒被清潔，需注意不要使清潔帶觸及主絕緣與外半導(dǎo)的連接處產(chǎn)生新的隱患）、收縮冷縮材料（要嚴(yán)格按照材料的尺寸要求使材料的正中心識(shí)標(biāo)正好在接續(xù)管的正中心位置并且注意要?jiǎng)蛩偈湛s以防將空氣留在其中）、恢復(fù)銅屏蔽（一定要用自粘帶將銅屏蔽網(wǎng)的末端毛刺處理好）、繞包防水絕緣自粘帶（使用雙向半重疊法兩次加固繞包，在電纜頭突起處一定要仔細(xì)繞包以防止電纜由繞包空隙而受潮，切忌在塵土飛揚(yáng)的環(huán)境下進(jìn)行此項(xiàng)工藝的工作）、恢復(fù)接地（使用自粘帶處理接地帶末端毛刺防止發(fā)生事故）、繞包鎧裝帶（恢復(fù)機(jī)械強(qiáng)度，一定要使鎧裝帶與水充分反應(yīng)）等等電纜頭制作工藝為止，2個(gè)小時(shí)左右即可完成工作；工藝流程快捷，一般市場(chǎng)上的冷縮材料內(nèi)都附帶簡(jiǎn)明工藝說(shuō)明書(shū)，工作人員只需按照說(shuō)明書(shū)內(nèi)確定電纜規(guī)格并且按照要求尺寸進(jìn)行作業(yè)即可；工藝完成質(zhì)量較高。

四、工作中發(fā)現(xiàn)的隱患

但是在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，冷縮材料和冷縮技術(shù)在克服熱脹冷縮這個(gè)物質(zhì)材料與生俱來(lái)的自然屬性上還是處在弱勢(shì)。經(jīng)過(guò)冷縮技術(shù)處理過(guò)的電纜中間頭，在經(jīng)過(guò)了一個(gè)夏天或一個(gè)冬天后，由于熱脹冷縮原理會(huì)發(fā)生在經(jīng)過(guò)繞包處理的開(kāi)剝處的電纜外護(hù)套從開(kāi)剝處開(kāi)始收縮，從而將電纜的鋼暴露出來(lái)，長(zhǎng)時(shí)間暴露必然會(huì)導(dǎo)致電纜受潮，潮氣使絕緣層在電場(chǎng)力的作用下形成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，樹(shù)枝多且密，樹(shù)枝管內(nèi)含有水分，使擊穿電壓降低，從而傷害電纜的主絕緣，造成事故隱患。

五、解決該隱患的辦法

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，為了有效減小此種現(xiàn)象發(fā)生，在制作電纜中間頭時(shí)可在外皮的破開(kāi)處的根部用恒力彈簧將電纜外皮進(jìn)行額外加固，并且要注意恒力彈簧的力量強(qiáng)度的選擇，然后從撥開(kāi)處起向完好處進(jìn)行清洗△L+0.3米，另一端也作此處理，此項(xiàng)工作可以在恢復(fù)銅屏蔽這個(gè)工藝之后進(jìn)行，在繞包防水自粘帶的時(shí)候向兩邊將剛才清洗好的地方也一并包住，一定要將防水帶拉伸至原來(lái)的四分之三寬，使用雙向半重疊法兩次加固繞包，并且在繞包時(shí)注意電纜頭隆起部位。最后在繞包鎧裝帶恢復(fù)機(jī)械強(qiáng)度的時(shí)候，也多包△L+0.3米。當(dāng)然，多包的長(zhǎng)度△L+0.3米則根據(jù)電纜的長(zhǎng)度決定，以電纜外皮材料的線膨脹系數(shù)計(jì)算。線膨脹系數(shù)指溫度每變化1℃材料長(zhǎng)度變化的百分率，亦稱(chēng)線脹系數(shù)。即固體物質(zhì)的溫度每改變1℃時(shí)，其長(zhǎng)度的變化和它在0℃時(shí)長(zhǎng)度之比，單位為1/開(kāi)。符號(hào)為a1，公式為。由于物質(zhì)的不同，線膨脹系數(shù)亦不相同，其數(shù)值也與實(shí)際溫度和確定長(zhǎng)度1時(shí)所選定的參考溫度有關(guān)，但由于固體的線膨脹系數(shù)變化不大，通常可以忽略，而將a當(dāng)做與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)。根據(jù)線膨脹系數(shù)可以求出電力電纜的PVC外皮在當(dāng)?shù)販夭畹淖兓戮烤股扉L(zhǎng)或者收縮了多少米，由公式△L=α×△T×L求出，其中△L是變化量，α是線膨脹系數(shù)，△T是溫差，L是長(zhǎng)度。以上的方法和計(jì)算都是基于6/10KV交聯(lián)聚乙烯電力電纜的實(shí)驗(yàn)。所以，根據(jù)這種計(jì)算電纜外皮熱脹冷縮具體長(zhǎng)度后加裝額外固定恒力彈簧的方法，可以使電纜外護(hù)套由于熱脹冷縮而引起的電纜鎧裝裸露在外而導(dǎo)致主絕緣受潮發(fā)生事故隱患的問(wèn)題得到一定的解決。

[1]楊光臣 .建筑電氣工程施工. 重慶:重啟大學(xué)出版社. 1996年7月第一版

[2]于景豐，趙峰.電力電纜實(shí)用技術(shù).北京:水利水電出版社.2006年9月第一版

[3]吳智華.高分子材料加工工程試驗(yàn)教程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2004年9月第一版

To solves humble opinion of the electric cable middle contraction craft carry-over question

Lijie Qiu JianHong Cao
Petrochina Lanzhou petrochemical company,gansulanzhou,730060

Repair work in the power cables, high voltage cable in the middle of the first production of the merits and the entire operation of cable lines is closely related to the increasingly sophisticated requirements of thermal process in the work environment in the work does not allow hot work can not meet demand Although the shrinkage process can overcome the requirements of this work environment, but there are some material issues, through a series of physical measures can reduce these defects to a minimum.

Contraction craft ;Electric cable middle head;Coefficient of thermal expansion

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.046

邱黎捷，1983.6，男，籍貫：山東省煙臺(tái)市，畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，本科，現(xiàn)供職單位：中國(guó)石油蘭州石化公司 研究方向：電氣檢修;

曹建洪，1973.9，男，籍貫：四川省安縣，畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，專(zhuān)科，現(xiàn)供職單位：中國(guó)石油蘭州石化公司 研究方向：

繼電保護(hù)與電氣檢修。