探析10kV高壓電纜頭制作及故障指示器的安裝

黃永堅(jiān)

【摘 要】為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需求，10kV高壓電纜成為了目前電力輸送的主要線路，電纜頭作為線路連接的核心配件，其制作質(zhì)量決定著供電網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行。同時(shí)電纜故障指示器的安裝能夠在線路故障情況下快速地找到故障源，及時(shí)進(jìn)行搶修，極大地節(jié)約了時(shí)間成本，從而保證了電力輸送的持續(xù)穩(wěn)定。本文就10kV高壓電纜頭的制作工藝和故障指示器的安裝應(yīng)用進(jìn)行了探析，詳盡地闡述了電纜頭制作的步驟及注意事項(xiàng)，同時(shí)說(shuō)明了故障指示器在10kV電纜網(wǎng)絡(luò)線路中的安裝步驟，旨在提高電網(wǎng)線路的運(yùn)行水平。

【關(guān)鍵詞】10kV 電纜頭制作 故障指示器安裝

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)改造工程的推進(jìn)，電纜網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積也與日俱增，目前我國(guó)在電力輸送上主要采用的是10kV高壓電纜線路，可以說(shuō)該網(wǎng)絡(luò)決定著我國(guó)整體的電力供應(yīng)。10kV高壓電纜網(wǎng)絡(luò)線路是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，其運(yùn)行質(zhì)量受到天氣、環(huán)境、材料以及電力調(diào)度等多重因素影響，而電纜頭作為連接網(wǎng)絡(luò)線路的核心配件，對(duì)于電力的傳輸起著至關(guān)重要的作用，其制作質(zhì)量決定著網(wǎng)絡(luò)線路安全穩(wěn)定地運(yùn)行。由于10kV供電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和廣域性，線路發(fā)生故障的情況在所難免，如何準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，并迅速地采取修護(hù)措施成為了保證電力供應(yīng)的重要手段，因此在電力網(wǎng)絡(luò)上安裝指示器就顯得尤為重要?？傮w來(lái)說(shuō)，電纜頭的制作工藝和故障指示器的安裝應(yīng)用是整個(gè)10kV高壓電纜線路中特別關(guān)鍵的兩個(gè)核心步驟，這對(duì)于整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定起著十分關(guān)鍵的作用。

1 10kV高壓電纜頭的制作工藝

10kV的電壓等級(jí)在我國(guó)高壓配電網(wǎng)絡(luò)最為常見(jiàn)，其電纜頭的種類(lèi)繁多，可以根據(jù)材料性質(zhì)的不同分為熱縮電纜頭和冷縮電纜頭，也可以根據(jù)使用環(huán)境的不同分為戶內(nèi)電纜頭和戶外電纜頭，同時(shí)還可以根據(jù)電纜芯數(shù)的差異劃分為單芯和多芯電纜頭等，具體選擇那種類(lèi)型的電纜頭要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行而定[1]。筆者以10kV冷縮電纜頭的制作為例，詳盡地?cái)⑹銎渲圃觳襟E和工藝，主要包括剝離內(nèi)外護(hù)套及鋼鎧、包繞填充膠以及固定電纜元件等眾多步驟。

（1）剝離內(nèi)外護(hù)套及鋼鎧。在剝離內(nèi)外護(hù)套及鋼鎧之前，首先要將電纜線擦拭干凈并且校正拉直，便于剝皮分離，其次剝離掉安裝位置到接線端子之間的外護(hù)套，注意預(yù)留鋼鎧30mm，內(nèi)護(hù)套10mm，便于包裹固定，最后用扎絲或者生膠帶對(duì)剝離的鋼鎧、銅屏蔽端口進(jìn)行纏繞[2]，防止松散后劃傷冷縮管。

（2）固定地線及冷縮管。無(wú)論是鋼鎧地線還是銅屏蔽地線都要對(duì)其進(jìn)行固定操作，制作者首先使用三角電錐插入到電纜分叉處，打磨鋼鎧表面的油漆及鐵銹，然后采用大恒力彈簧將地線固定在鋼鎧之上，為了確保地線固定牢靠，通常在固定地線時(shí)預(yù)留15-25mm的線頭，而后將這些線頭繞恒力彈簧一圈之后，將其反折，最后再用彈簧對(duì)其進(jìn)行一步的固定。銅屏蔽地線的固定，操作步驟基本上與鋼鎧地線一致，唯一的不同在于銅屏蔽地線有三股地線，需要采用三個(gè)小恒力彈簧進(jìn)行固定。為了避免短接事故的發(fā)生，鋼鎧地線和銅屏蔽線要盡量分開(kāi)，二者不能夠串在一起。固定冷縮管是在冷縮套指往上約80mm處纏繞生料帶，然后將冷縮管套在指套根部，逆時(shí)針?lè)较虺槌鏊芰蠗l，根據(jù)冷縮管端頭到接線端子的距離對(duì)冷縮管進(jìn)行切除。

（3）剝離銅屏蔽層和外半導(dǎo)層。在距離已固定的冷縮管20mm處用刀剝離銅屏蔽線，并同時(shí)記住相色線，然后在距離其10mm處對(duì)外半導(dǎo)層進(jìn)行剝離，同時(shí)根據(jù)原有的相色線的顏色纏繞相色條。值得注意的是，剝離外半導(dǎo)層時(shí)切忌刀口不要太深，否則極易破壞電纜的絕緣性，進(jìn)而因尖端放電而擊穿絕緣層。

（4）半導(dǎo)電帶的纏繞及固定密封。在纏繞之前要對(duì)銅屏蔽線表面進(jìn)行打磨清洗，并用有機(jī)硅油脂涂抹，確保光滑干凈之后在已經(jīng)剝離的銅屏蔽線上纏繞幾圈半導(dǎo)電帶。當(dāng)剝離、清洗以及纏繞工序完成之后，電纜頭的制作進(jìn)入了最后的固定密封階段，主要的固定區(qū)域是冷縮終端、密封管和冷縮指套。首先緩緩地抽拉冷縮終端的支撐條，讓其與終端接口對(duì)齊，進(jìn)而拉動(dòng)支撐條進(jìn)行收縮，從而將冷縮終端固定；其次用填充膠將接線端子部位的間隙涂抹均勻，而后用生膠帶在填充膠的外層進(jìn)行纏繞，從而將密封管固定起來(lái)；最后將冷縮指套的一端和連接地線用密封膠和電纜外套連接起來(lái)，而后將指套翻轉(zhuǎn)對(duì)折，用扎線捆緊扎牢，從而最終完成電纜頭制作。

2 電纜故障指示器的工作原理

電纜故障指示器是一種能夠根據(jù)電網(wǎng)線路中電流、電壓的變化來(lái)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行智能判斷、檢測(cè)以及定位的重要設(shè)備儀器。它通常被安裝在電力輸送網(wǎng)絡(luò)之中，主要用來(lái)監(jiān)視檢測(cè)線路可能出現(xiàn)的短路以及單相接地等故障，當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路現(xiàn)象，則線路中的電流值瞬間突變，此時(shí)的故障電流在通過(guò)指示器時(shí)就會(huì)觸動(dòng)指示器的翻牌或閃光動(dòng)作，而非故障電流則不會(huì)影響其正常顯示。同時(shí)故障指示器大都配備了自動(dòng)延時(shí)復(fù)位功能，當(dāng)故障排除之后，恢復(fù)電力輸送，故障指示器會(huì)自動(dòng)復(fù)位，為下一次的檢測(cè)做好準(zhǔn)備，這使得電網(wǎng)日常的檢測(cè)維護(hù)更加方便快捷。

目前電力網(wǎng)絡(luò)輸送中最容易發(fā)生的是相間短路和單相接地兩類(lèi)故障，因此故障指示器的設(shè)計(jì)也是按照這兩類(lèi)故障而設(shè)定的。相間短路指的是輸送線路的兩相或三相之間相互接觸，從而造成了線路短路故障的發(fā)生[3]。當(dāng)相間發(fā)生短路時(shí)，線路中的瞬間電流突然增大，并形成電流突躍，故障指示器內(nèi)部對(duì)電流突變值進(jìn)行了設(shè)定，若電流變化量超過(guò)了設(shè)定值，那么指示器就會(huì)顯示與之對(duì)應(yīng)的故障信號(hào)。對(duì)于單相接地的判斷依據(jù)和原理目前使用最多的是零序電流幅值法，即在中性點(diǎn)不直接接地的配電網(wǎng)絡(luò)中采集暫時(shí)的電流、電壓等數(shù)據(jù)值，然后采用穩(wěn)態(tài)零序電流和電壓的基波或高次諧波對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，從而線路中的電流電壓值進(jìn)行判定，若為故障電流則顯示翻牌或者亮燈，反之指示器無(wú)變化。

3 電纜故障指示器的安裝應(yīng)用

目前在10kV高壓網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較為廣泛的是有源二合一故障指示器，其不僅能夠指示相間短路故障，而且還能夠檢測(cè)單相接地故障，其安裝應(yīng)用主要如下所示：

（1）主機(jī)的安裝。有源二合一故障指示器主機(jī)為95*50*85mm尺寸規(guī)格，存放主機(jī)的柜體的開(kāi)孔規(guī)格為90（長(zhǎng)）*45（寬）mm。主機(jī)的安裝相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，只需要將主機(jī)上方的四個(gè)彈片按下即可放入到柜體中，即完成主機(jī)安裝。

（2）接地傳感器的安裝。接地傳感器是為了感應(yīng)單相接地短路電流，因此該設(shè)備必須安裝在各個(gè)分相的三芯電纜上，從而使得傳感器能夠接收并感應(yīng)每一相的接地電流。接地傳感器在安裝時(shí)首先用螺絲刀擰開(kāi)螺絲，打開(kāi)金屬卡環(huán)，然后將金屬卡環(huán)套在各項(xiàng)三芯電纜上面，最后用螺絲刀擰緊固定，同時(shí)拉緊抱扎鎖扣，將卡扣牢牢地固定在電纜上面，從而防止傳感器脫落。圖一為短路傳感器安裝示意圖。

（3）短路傳感器的安裝。短路傳感器是為了監(jiān)測(cè)電纜相間是否存在著短路電流，因此短路傳感器往往安裝在單相電纜的分支之上，安裝方法和步驟與接地傳感器相似，首先用螺絲刀將螺絲釘擰開(kāi)，從而打開(kāi)金屬卡環(huán)，然后將卡環(huán)套在電纜分支上，再次擰緊螺絲釘，如果仍然存在松動(dòng)，則通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器頂端的螺桿來(lái)固定。

（4）光纖線纜的連接。當(dāng)故障指示器的主機(jī)和傳感器安裝完畢之后，安裝人員用光纖線纜將傳感器與主機(jī)連接起來(lái)，這樣傳感器在電纜上接受到的電流信息就能過(guò)通過(guò)光纖輸送至主機(jī)之中，從而根據(jù)電流的大小，主機(jī)判斷是否進(jìn)行翻牌或閃燈動(dòng)作。安裝時(shí)將光纖線纜插入到主機(jī)的光纖線頭之中，然后再旋緊光纖帽，使得光纖與主機(jī)緊密地連接在一起，從而杜絕因接觸不良帶來(lái)的信號(hào)中斷事故。

總而言之，隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，10kV高壓電纜網(wǎng)絡(luò)成為了電力輸送的重要途徑，電纜頭作為線路連接的核心配件，其制作質(zhì)量決定著供電網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行。同時(shí)在線路上安裝故障指示器能夠在線路出現(xiàn)故障時(shí)快速地找到故障源，為工作人員開(kāi)展及時(shí)進(jìn)行搶修節(jié)約了寶貴的時(shí)間，進(jìn)而保證了電力輸送的持續(xù)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳溫藝.配網(wǎng)工程常用電力電纜的設(shè)計(jì)分析和選修[J].城市建設(shè)理論研究，2011（17）.

[2]梁波，李文修.10kV冷縮電纜頭的制作安裝[J].農(nóng)村電工，2014（01）.

[3]李晟.淺析低壓電器線路短路起火的成因及防范措施[J].城市建設(shè)理論研究，2012（01）.