電力電纜及終端接頭劣化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

武漢第二電線電纜有限公司 朱清龍

1 電力電纜終端概念

在電力線兩端與其他電氣設(shè)備相連的電氣設(shè)備稱為頭部端子，室外使用的端子稱為室外端子，在室內(nèi)使用的稱為室內(nèi)端子。終端頭是電力線路的薄弱環(huán)節(jié)，其安裝質(zhì)量對(duì)于電力線路的安全運(yùn)行至關(guān)重要，必須引起足夠的重視，如圖1所示。

圖1 電力電纜終端接頭配件

一是安裝時(shí)應(yīng)注意防止端子頭部和中部受潮，不得在雨天、霧天或大風(fēng)天制作電纜附件；當(dāng)平均溫度低于0℃時(shí)，必須對(duì)電纜進(jìn)行預(yù)熱。二是施工時(shí)應(yīng)保持手、工具、材料清潔。三是電纜設(shè)備安裝前應(yīng)檢查其規(guī)格型號(hào)是夠符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，各部件是否齊全，以及出廠日期、包裝（密封性）。

2 電纜終端頭的工藝流程

第一，除外皮。為防止外皮松動(dòng)，應(yīng)將外皮剝到鐵甲（外側(cè)）切口內(nèi)側(cè)的圓圈處，并用銅線將其焊接好鋼鎧裝接地金屬，最后剝?nèi)ネ鈱?。為防止鋼護(hù)套松動(dòng)，應(yīng)將外護(hù)套從鋼鎧裝切口處（外側(cè)）的圓圈剝?nèi)?，做成夾子，用銅絲綁住鋼鎧裝，并焊接地線金屬。最后剝?nèi)ネ鈱拥匿撴z裝，不同型號(hào)的線纜和室內(nèi)外連接器的剝線長度不同，以下僅供參考，具體以說明為準(zhǔn)，如圖2所示。

圖2 去除電纜外皮

第二，找到鋼鎧。完成上一步后，沿著夾子的邊緣（沒有夾子在銅線的邊緣）找到一個(gè)環(huán)形的深標(biāo)記（兩層鋼鎧不要往外翻，否則會(huì)傷到電纜），用螺絲刀劃一下（鋼鎧處損壞），再用鉗子一拉，松開鋼絲鎧裝，然后去除使用過的金屬鎧甲，以及鋸切部分的毛刺。整個(gè)過程必須順著鋼鎧的方向，電纜的鋼鎧才不會(huì)松動(dòng)[1]。仔細(xì)保護(hù)相位和色標(biāo)，保證銅屏蔽層和鋼鎧裝的絕緣。

第三，取下填充物。根據(jù)電纜標(biāo)準(zhǔn)和室內(nèi)外電纜終端對(duì)應(yīng)的尺寸從電纜終端測量（通常室外：終端深度65mm+245mm， 室內(nèi)：深度65mm+180mm），移除銅屏蔽層，長度會(huì)根據(jù)不同品牌的冷縮電纜而有所不同，可以根據(jù)說明書來確定。用工具輕輕劃開金屬屏蔽層，破除銅質(zhì)屏蔽層（可以用恒力小彈簧調(diào)節(jié)，否則更容易拉壞）。

第四，焊接屏蔽層接地線。使用該材料去除金屬外層銅的氧化物。將扁平銅線（分為三股）在鍍銅層上拉緊接地，握住線頭，然后用焊錫將其放在銅保護(hù)層上，以固定線端。一是銅屏蔽層的地線可以繞在地線上，也可以將地線分成三股固定在銅屏蔽層上，然后用普通彈簧夾緊固定。二是鋼鎧地線。地線先用恒彈簧力固定一個(gè)圈，然后折回固定地線。三是固定地線時(shí)，應(yīng)固定牢固，接觸面積接觸良好，接觸面積盡量增大。四是不同類型的冷縮電纜有不同的接地方式，有的銅屏蔽和鋼鎧接地是同一根接地線，一般情況下，應(yīng)分開接地，在電纜附件中用絕緣膠帶或填充膠包好。五是纏繞地線時(shí)應(yīng)注意纏繞均勻，使三爪頭飽滿美觀。六是用絕緣膠帶纏繞恒力彈簧，防止恒力彈簧松動(dòng)[2]，圖3所示為焊接屏蔽層接地線。

圖3 焊接屏蔽層接地線

第五，銅層修復(fù)。在電纜芯分岔處標(biāo)出顏色等級(jí)，按電纜材料說明測量保護(hù)層切割位置，并用焊錫將其焊接牢固（以防止銅保護(hù)層松動(dòng)）。用銅線將切口內(nèi)側(cè)收緊，用小刀順著銅線的銅帶方向劃一個(gè)淺處（注意不要?jiǎng)潅雽?dǎo)體層），輕輕拉出防銅帶，最后按照銅帶的方向解開。

第六，去除半導(dǎo)層。距斷銅線10mm 處為斷半導(dǎo)層，在裂縫處纏上一圈膠帶做標(biāo)記?？蓜冸x型，在預(yù)定的半導(dǎo)體層剝離切割區(qū)域（膠帶外側(cè)），用刀劃出環(huán)形標(biāo)記，從環(huán)形標(biāo)記到末端劃兩條垂直線，距離為大約10mm。然后將條狀半導(dǎo)體層從一端向環(huán)標(biāo)方向掰開（切記環(huán)內(nèi)的半導(dǎo)體層不能拉扯），用刀劃開絕緣層不要損壞，裂紋半導(dǎo)體層的表面應(yīng)保持清潔。檢查主絕緣層表面是否有刀痕和電氣設(shè)備殘留物，如有則清理干凈。不可剝離型，去掉金屬芯末端帶玻璃的半導(dǎo)電層（也可以用專用刀），電氣設(shè)備必須放置在主要絕緣材料的表面。

第七，清潔主絕緣層表面：用不起毛的布或紙蘸清潔劑擦去主絕緣層上的污垢，清潔時(shí)只能從絕緣端部清潔到半導(dǎo)體層。不允許重新擦拭，以免半導(dǎo)體物質(zhì)進(jìn)入主絕緣層表面[3]。

第八，安裝半導(dǎo)體電壓管（連接器）：三根芯線與分岔處的距離半導(dǎo)體管的管徑必須相同，一般情況下，距分叉處必須有50mm。半導(dǎo)體手套應(yīng)留20mm。在半導(dǎo)體層骨兩側(cè)使用應(yīng)力消除膠（絕緣層長度為15mm），并在主絕緣表面涂抹硅油。加熱半導(dǎo)體管時(shí)，切記：銅帶不得脫落，表面必須清潔（原焊錫必須焊牢），不能有空氣進(jìn)入半導(dǎo)體管內(nèi)。熱收縮，從中間向兩端收縮，尺寸一定要控制好。

第九，安裝絕緣套管和端子：測量電纜的固定位置和每級(jí)所需的長度，剪掉多余的電纜。測量壓接端子芯線的長度，根據(jù)尺寸剝?nèi)ブ鹘^緣層（略帶錐度），在芯鐵上涂抹導(dǎo)電膏或硅脂，將端子彎曲（務(wù)必按照說明操作，開槽端子螺釘）去除壓接處的毛刺，用填料包裹端子和主絕緣（壓接痕跡要壓平），套上絕緣熱縮管（蓋住手套的腳趾），用密封膠密封端子膠，最后熱縮絕緣套應(yīng)覆蓋端子（接觸區(qū)除外），且上層絕緣套必須壓緊。

3 電纜終端電應(yīng)力控制方法

第一，電氣張力控制在中高壓電纜生產(chǎn)中非常重要。電氣應(yīng)力管理是對(duì)電氣設(shè)備室的電能進(jìn)行控制，即采用適當(dāng)?shù)拇胧┦闺姎庠O(shè)備的電能傳輸和電能處于最佳狀態(tài)，從而提高電纜配件的可靠性和使用壽命。

第二，電纜終端，電壓畸變最大，影響終端可靠性的是電纜側(cè)屏蔽外的端接，當(dāng)電力的功率在終端受到影響時(shí)，電纜終端可以做在斜坡上，也就是常說的鉛筆頭，使用中主要注意以下問題。一是應(yīng)力管的負(fù)電壓必須達(dá)到上述規(guī)定值才能正常工作。二是XLPE 電纜由于應(yīng)力處理不當(dāng)，在運(yùn)行過程中會(huì)損失很多，因此，在安裝設(shè)備時(shí)，注意應(yīng)力管與屏蔽層的搭接，進(jìn)料小于20mm，以防止應(yīng)力管脫落。

第三，由于熱縮材料彈性小，在運(yùn)行過程中熱脹冷縮時(shí)會(huì)在接頭處形成氣體，因此密封技術(shù)對(duì)于防止水分滲入非常重要。

4 電力電纜及終端接頭修復(fù)技術(shù)

第一，冷補(bǔ)膠法。先剝?nèi)ヒ粚訉酉鹉z屏蔽半導(dǎo)體絕緣層，再一層層背上半導(dǎo)體絕緣屏蔽層，最后進(jìn)行橡膠電纜冷補(bǔ)膠。橡膠電纜冷補(bǔ)膠為聚氨酯橡膠，是一種雙層活性材料。其使用方便，操作簡單，安全可靠，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此深受人們的喜愛。適用于6000V 及6000V 以下，固定在國內(nèi)外各種規(guī)格橡塑電纜護(hù)套表面，特別適用于冷硫化橡套電纜。特別是在煤礦領(lǐng)域，具有攜帶方便，操作方便，安全可靠（5min）平衡，倒入定模修復(fù)膠套等優(yōu)點(diǎn)。圖4所示為電纜終端接頭修復(fù)。

圖4 電纜終端接頭修復(fù)

第二，修復(fù)液。電纜修復(fù)液的有效成分為聚甲基苯基硅氧烷。在催化劑的作用下，低黏度ML 電纜修復(fù)液中的硅氧烷與水發(fā)生聚合反應(yīng)，消除了水分并生成了新的硅氧基團(tuán)有機(jī)化合物和甲醇。有機(jī)聚合物化學(xué)反應(yīng)過程示意如圖5所示。

圖5 有機(jī)聚合物反應(yīng)式

將電纜維護(hù)液注入 XLPE 電纜的芯中需要使用注入設(shè)備和電纜工具。筆者在開發(fā)中遵循的工作方案是在原有電纜兩端的端子連接處增加注液專用設(shè)備，將電纜的一端連接到注液電纜上。圓筒另一端是吸塵器。通過向維護(hù)缸內(nèi)充入惰性氣體，可以為維護(hù)液提供一定的注入壓力，通過真空筒在電纜的另一端制造負(fù)壓，引導(dǎo)修復(fù)液進(jìn)入真空罐。在注入筒正壓力和真空筒負(fù)壓力的雙重作用下，修復(fù)液由注入筒緩緩流入電纜體內(nèi)，并將電纜纜芯內(nèi)可能存在的積水同時(shí)從纜芯中排到真空筒。當(dāng)真空筒一側(cè)有修復(fù)液流出時(shí)，即注液結(jié)束。圖6所示為電纜終端接頭注漿修復(fù)。

圖6 電纜終端接頭注漿修復(fù)

電纜修復(fù)液注入裝置是由氣體壓力罐、修復(fù)液罐、連接管路、出液管以及限壓閥、壓力傳感器、電磁開關(guān)閥、監(jiān)視窗口等構(gòu)成，并且灌注機(jī)能夠同時(shí)向電纜的三相注液，縮短了電纜的注液時(shí)間。提供注入壓力的氣體為高純度氮?dú)?，從而可保證電纜修復(fù)液免受不良影響。施壓氣體的壓強(qiáng)、帶壓液體的壓力可以通過整定壓力傳感器定值來控制，工作人員通過監(jiān)視窗口觀測修復(fù)液的注入速度以及流入量。

5 結(jié)語

電力傳輸和輸電線路中電力電纜及終端接頭質(zhì)量的好壞對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到關(guān)鍵作用，在接頭制作過程中一定要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行施工，對(duì)于電纜及接頭的劣化在修復(fù)時(shí)候應(yīng)采取合理的方案，確保電力運(yùn)行的安全可靠。