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          10KV電纜中間模注熔接頭技術

          發佈時間:2022-10-17 | 文章來源:

            本文針對電力電纜中間接頭機械壓接在運行中存在的隱患,提出電纜中間熔接頭的處理方法,介紹了該方法的施工工藝和實際效果,爲電力電纜中間接頭安全運行提供了新的解決辦法。


            1、電力電纜中間接頭機械壓接存在的隱患


            在電力系統輸變電工程中大量使用電力電纜。受制於供貨長度及施工佈線等實際情況,電纜施工中必須使用大量的電纜中間接頭進行連接。目前普遍使用不同規格型號的電力金具進行機械壓接,但是該工藝存在隱患。


            (1)由於緊固件鬆動、節點腐蝕等原因,機械壓接連接點電阻導電性能將隨着時間的增長而改變。機械壓接後壓坑變形較大,易引起電場畸變,致使壓坑內氣體轉移至高場強處發生遊離,而使絕緣擊穿。中間接頭故障多由上述原因造成。


            (2)機械連接的連接點,抗拉強度大爲降低。由於電力電纜自然拉力、地殼運動等原因,連接點會成爲導線抗拉的薄弱環節,長期受力的連接點會出現鬆動,給電氣連接帶來重大的安全隱患。


            (3)連接點還是大電流衝擊侵蝕的薄弱環節。連接點與導線本身存在電阻差,大電流通過時,連接點會產生放熱,這個過程中熱脹冷縮等會導致連接點鬆動。


            (4)電纜中間接頭機械壓接工作通常在戶外,所需工器具較多,不便攜帶,並且操作大型壓接設備需要人員,操作較繁瑣。


            2、電纜中間熔接頭的原理


            針對機械壓接電力電纜中間接頭存在的諸多問題,可嘗試使用電纜中間熔接頭法。電纜中間熔接頭利用活性較強的鋁將氧化銅還原,通過明火引起爆炸藥劑的爆燃,瞬間完成氧化銅的還原,整個過程僅需2~3s,反應所放出的巨大熱量使被焊接的導線端部與焊劑中還原出的銅分子一起熔化,形成永久性的分子結構合成。


            電纜中間熔接頭具有以下主要特點。


            (1)接頭處不受瞬間大電流的影響。短路電流侵襲時,放熱焊接的熔接點熔化速度弱於一般電氣導體,不易受損。


            (2)抗腐蝕性和整體性強。放熱焊接屬於分子間連接不存在機械應力作用,熔接完成後,接頭部分與原導體連接形成自然不可分割的一個整體,而連接部分的金屬材料通過氧化還原反應後自然形成穩定的金屬化合物。


            (3)熱熔處接頭電阻值小。電纜中間熔接頭處的導體爲相同或更活性金屬材質,使得電阻值趨近於或更低於所相連的導體。


            (4)操作簡便。焊接無須依靠外接電源或熱源,只需配合模具便可,供焊接用的材料和模具輕便、易於攜帶,適於任何場合熔接作業。焊接方法簡單,培訓容易,無須焊接工人,節省成本。


            3、電纜中間熔接頭工藝


            電纜中間熔接頭設備主要由石墨材質水平焊接專用模具、銅粉與爆炸藥劑合成焊劑、點火槍組成。因以往熔接頭僅應用於裸露線纜,故對模具只要求一般光滑;而應用到電纜中間接頭上,必須設計新型模具,以滿足焊接部位平滑、無毛刺,不得出現電場畸變的要求。


            新型模具通過一定的弧度過渡,確保了焊接部位的平滑過渡,從而改善了電場分佈。該新模具取得了相關國家專利。下面介紹用電纜中間熔接頭法對YJV22-8. 7/15-3×70型電纜進行加長。


            先清理電纜銅芯,將需要連接的2個電纜頭固定在相同線徑的模具中,並保持2個電纜銅芯端頭間有3~5mm間隙,隨後擰緊、固定模具,加入焊劑,使用導火槍點火引燃,焊藥充分燃燒後等待2min拆除模具,去除藥渣殘留,用銼刀清理壓接表面和兩端的棱角和尖刺,並用砂紙打磨光滑,後用電纜清潔劑將銅屑擦洗乾淨,至此電纜中間接頭的放熱焊接完成。


            電纜中間接頭的放熱焊接完成後,按電纜中間接頭施工工藝,完成電纜中間接頭製作,加工完成的電纜中間接頭。


            由於電纜中間熔接頭過程中產生大量的熱量,易對電纜端頭絕緣造成影響,因此剝製的電纜絕緣層控制在銅芯端頭80mm處,以保證電纜原有絕緣性能不受影響。


            電纜中間接頭加工完成後,按電力公司《輸變電設備交接試驗規程》中的電力電纜項目要求進行測試。電纜諧振耐壓試驗按交接試驗電壓21. 75kV、時間5min進行測試,結果合格。對長度分別爲310m和10m的電纜進行直流電阻測試,測試前該兩段電纜直流電阻分別爲978 536μΩ。和3 155μΩ,總電阻爲101 008μΩ,在中間接頭加工完成後總電纜直流電阻爲101 858μΩ,即焊接前後直流電阻幾乎沒有變化。


            4 結束語


            使用電纜中間熔接頭法進行電纜中間接頭的連接主要有以下優勢:施工現場無需外接施工電源,操作使用簡單;電纜中間接頭用焊接設備結構簡單,能反覆使用;與機械壓接方法比較,其焊接部位由物理壓接變爲分子連接,能有效降低接觸電阻,避免接頭處發熱、鬆動等隱患,現場試驗結果滿足要求,基本上從焊口外觀可鑑定焊接質量。