电缆炮接工艺

电缆炮接工艺王富军/包头供电局大用户管理处【摘要】随着大容量电力电缆的使用,中间接头事故发生率也越来越高,曾多次造成变电所全所停电和部分停电的恶性事故,利用炮接架空导线的经验偿试着对电缆中间头进行炮接。【关键词】电缆中间接头;炮接背景概述近年来随着我处所辖钢铁企业生产规模的不断扩大,用电量也在不断增加,使得企业大容量大截面电缆使用越来越多,尤其以变电所的受电及大型电机等重要负荷为主。随着大容量电力电缆的使用,中间接头事故发生率也越来越高,曾多次造成变电所全所停电和部分停电的恶性事故,严重影响了钢铁企业的正常生产。而且我们现在使用的电缆绝大多数是交联聚乙烯电力电缆,聚乙烯是一种可燃物,如果中间接头事故发生在电缆较多的通廊和隧道内时,有可能引起其他电缆着火,造成整条通廊或隧道内电缆受损的重大事故。2010年一钢铁企业变电站电缆隧道内的电缆着火曾经将100多米长的隧道内的所有电缆及地下室的电缆全部烧毁,造成氧气厂停产和共2000多米电缆报废的重大经济损失。在2013年之前,每年由于各种原因导致中间头引发事故的多达几十起,严重影响了钢铁企业的正常生产。鉴于此,我与钢铁企业技术人员反复研究了中间接头爆炸的各种原因,经过对事故中间头的多次研究后发现事故原因有以下几种:1、中间头制作的工艺比较落后,缺少部分工序。2、经压钳压接后挤压出的棱角没有打磨平整,造成尖端放电使绝缘损坏3、中间接头连接处的接触电阻较大,在大电流的作用下,产生大量的热量,使中间头处的温度升高,并使其绝缘迅速老化,造成短路事故。其中以第三种事故最多,约占总事故的60%左右。分析中间头事故的原因后,我们对症下药着手在减小中间头接触电阻上进行了大量的研究和试验。二、炮接中间头的试验和产生过程我们利用炮接架空导线的经验偿试着对电缆中间头进行炮接。首先将连接管两端用压钳各压一道与电缆芯导体固定在一起,然后在连接管上缠绕了三层蘸过水的棉花纸将导爆索缠绕在棉花纸上进行引爆。引爆后发现了以下几个问题1、由于中间的棉花纸填充太少,棉花纸本身为麻面,所以导致导爆后将连接管压出麻面和一道道凹槽2、由于导爆索缠绕太密,用药量过大,以致将连接管炸得变了形。3、导爆索缠绕到了连接管两端的端部,导致电缆线芯受伤。4、由于应力锥和电缆本身绝缘以及中间头的各种管材没做保护,导致铅笔头、电缆绝缘、中间接头的绝缘管、半导电管等管材受损。引爆后用双臂电桥测量接触电阻为“0”,也就是说只要我们解决了以上发现的问题后,炮接可很好的解决中间接头接触电阻大的问题。于是,根据岀现的问题我们又进一步的硏究和改进。由于中间头连接管的表面光滑度要求比较高,所以我们采用了用塑料带、腊带等物填充同时増加了填充量而放弃了用棉花纸填充的方法。因为塑料带、腊带本身是光滑的,而且质地较硬,不仅可以解决连接管表面的光滑问题而且可减少导爆时的冲压力,解决了凹槽问题。导爆索的缠绕也由紧密缠绕改为每圈之间留出2m米左右的空隙。将应力锥和绝缘层用塑料带紧紧缠绕2--3层,中间头的各种管材用破布包好。同时在连接管两端各留出10m左右的距离开始缠绕导爆索。通过以上改进后,再次进行了炮接试验,引爆后,发现以前所有的问题都解决了。连接管表面的光洁度已经能达到我们的要求。按照以上工艺又经过几次试验,每次都能顺利完好的完成炮接,至此,我们的炮接电缆中间头试验过程也告结束。开始了实际应用,并且效果非常理想。三、炮接要求及注意事项1、炮接时对环境的要求对于直埋电缆应尽量选择地势宽阔而周围建筑物较少的地方进行炮接,引爆地点要远离油库、加油站、氧气、乙炔站等易燃易爆场所。在隧道内炮接时应尽量不要选择小隧道,隧道两侧通风亭的门要打开以保证空气流通。同时引爆点要有足够的灭火器具,以防火灾发生。2、不同型号的联接管对导爆索的用量由于不同型号的连接管的长度和外径不同,所以对导爆索的用量也不同,下表是铜连接管对导爆索具体用量参数。型号120mm2|150m2|185mm2240m用药量0.85m0.95m1.10m1.20m3、导爆索的缠绕方法及注意事项中国煤化工电缆两端插入连接管后在连接管两端留出5m的距离用压线钳各CNMHG线芯固定在起后缠绕填充材料,然后开始缠绕导爆索。每圈导爆索之间留岀2m左右的空隙,导爆索与填充材料之间应缠绕紧密,以防导爆索松动脱落,最后将电雷管与导爆索固定在一起接好线后人即远离。导爆索与连接管之间的填充材料与填充量如果直接在连接管上缠绕导爆索,由于导爆索的内压力会将连接管压出一道道凹槽,同时也使连接管表面出现大量毛刺,容易产生尖端放电现象。经过大量的实验后我们找到了一种有效的解决办法,就是在连接管上缠绕7—8层塑料带或黃腊带后再缠绕Σ-3层白布带,然后在白布带上缠绕导爆索能有效的防止凹槽和毛刺的岀现,同时也可使导爆索很好的固定在连接管上5、引爆时如何保护电缆本体引爆前首先应在应力锥和绝缘层上缠绕至少两层塑料带以保护应力锥和绝缘层不受损坏。其次应对所有管材用破布和塑料袋包好,避免烧伤和有灰尘及沙土等物进入管材。6、引爆时要注意的其他事项引爆时要将对接电缆悬空0.5米以上,并与其他电缆分开至少0.5米。将地面清扫干净后方能引爆。(地面不能有石头,碎玻璃片等坚硬的物体,以免受引爆时气流的冲击对人体造成伤害或损伤电缆)。如果引爆地点距变电所较近,应将变电所常规保护退岀,以免造成保护误动作。在隧道内炮接时要将待接电缆头与其他电缆用防火隔板隔开,以避免对其他电缆造成损坏。引爆后应及时下去检査,以免引发火灾,四、炮接后解决的问题及效果1、提高了连接管表面的平滑度,解决了电场分布不均匀问题电缆连接管采用压接钳压接后,连接管表面会产生压痕和突起,这就会使连接管表面的电场集中,在棱角或尖端产生很高的电位,电缆中间接头某一点或几点的绝缘如果长期处于高电位下,势必造成绝缘损伤,最终导致击穿故障。连接管炮接后表面平滑,不会产生棱角和突起,电场可均匀分布,能有效解决电场集中的问题。杜绝了因连接管不平滑导致电场分布不均匀而使中间接头发生事故的可能解决了连接管接触电阻大的问题应用了点压和环压连接后,以YⅣV3×185m2电缆为例。压接最好的接触电阻也在49以上,因为中间头本身所套的绝缘层就比正常电缆厚,这样使中间头的散热效果更差。根据Q=IRT得出,当接触电阻为4μΩ的中间头通过300A的电流时,每小时产生的热量为1296J,如果在夏天而且散热效果不好的条件下,会使中间头的温度越来越高,最终导致中间头放炮。炮接连接管是利用导爆索引爆后的热量及爆压力将连接管与电缆导体线芯挤压在一起,这样的连接非常紧密,可以认为就是一个整体,用双臂电桥测量其接触电阻小到无法读出其阻值,也就是说其接触电阻可近似的看作“0”。可有效的预防中间接头因受热使绝缘受损导致事故的发生。3、提高了电缆中间接头的机械强度炮压后接触面积为整个连接管的内壁面积,较压接方式的接触面积增加了近一倍,而且连接管与电缆线芯接触的压力较压接大了很多,所以中间接头的机械强度要提高了许多,达到了电缆本体的机械强度,这对电缆的移动,迁移,回收等创造了很好的条件。五、炮接法与压接法的主要优缺点对比压接炮接接触电阻4μ9-20u90μ9机械强度电缆本体的50%与电缆本体相同连接管表面凹凸不平,有棱角光滑,平整对实际操作环境的要求基本不受环境限制受环境限制实际使用情况每年有20多起事故没有发生一起事故参考文献:[1]王辑祥.电气工程实践训练[M.北京:中国电力出版社,2007[2]GB50217-2007《电力工程电缆设计规程》电力行业标准D/T401-2002《高压电力电缆选用导则》及GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》冶金工业出版社,1996:350351作者简介王富军,工程师,十余年来一直负责包钢、铝业等特大电力客户的用电检查工作,积累了丰富的实践经验。中国煤化工CNMHG