110kV电缆附件安装质量控制

深圳分公司2014/05/15广东火电送变电工程公司110kV电缆附件安装及质量控制110kV电缆附件的类型及结构特点110kV电缆附件安装的关键问题110kV电缆附件安装的基本工艺110kV交联电缆中间接头安装工艺110kV电缆附件的类型及结构特点110kV及以上交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）附件主要由两大部分组成：电缆终端及电缆中间接头。电缆终端的主要品种为：户外终端、GIS终端、和变压器终端。目前比较常用的主要形式为预制橡胶应力锥终端（简称预制型终端）。电缆中间接头，按照其功能分，以将电缆金属护套、接地屏蔽、和绝缘屏蔽在电气上断开或连续分为绝缘接头和直通接头。按绝缘结构分为：绕包型接头、包带模塑型接头、挤塑模塑型接头、预制型接头等。比较常用的是预制型中间接头。电缆附件分类电缆终端电缆中间接头高压电缆附件变压器终端GIS终端户内终端户外终端绕包型预制型包带模塑型挤塑型封闭类终端开敞类终端绝缘型中间接头直通型中间接头整体预制型组装预制型包带模塑型预制橡胶应力锥型绕包型应力锥与电缆绝缘不直接接触用弹簧装置压紧应力锥应力锥扩张后直接套在电缆绝缘上电缆附件分类结构图电缆附件结构特点电缆附件主要分为：绕包型电缆附件、包带塑模型电缆附件、预制型电缆附件等，在施工过程中接触得比较多的及使用范围比较广的主要是预制型电缆终端及电缆中间接头，因此主要介绍这两种电缆附件的结构特点。（一）预制型终端110kV及以上高压交联电缆预制型终端的内绝缘采用预制应力锥控制电场，外绝缘是瓷套或环氧树脂套管。套管与应力锥之间一般都充硅油或聚丁烯、聚异丁烯之类的绝缘油。有部分GIS终端的结构是将应力锥紧贴环氧树脂套管，期间不充绝缘油，称之前干式绝缘GIS终端。预制型终端出厂时，厂家提供的是橡胶预制应力锥、套管、硅油等零部件，在现场安装时再进行组装成终端。（一）预制型终端左边：户外终端；右边：GIS终端1：导体引出杆；2：瓷护套；3：橡胶预制应力锥；4：绝缘油；5：环氧树脂套管。（一）预制型终端高压交联电缆附件中保持橡胶预制应力锥与电缆绝缘的界面之间的紧压应力对保电缆附件电气强度是至关重要的因素。因此，制型电缆附件必须确保它的橡胶预制应力锥与电缆的绝缘表面，在经过长期运行后，仍保持足够紧压力。围绕着如何保持橡胶预制应力锥与电缆绝缘之间的界面应力，采用了不同的措施，主要有三种基本结构：1、将橡胶预制应力锥机械扩张后套在电缆的绝缘上。2、采用弹簧压紧装置。3、采用一种既能提供可靠的应力控制又能避开应力锥与电缆绝缘直接接触的特殊应力锥设计。（二）预制型中间接头110kV及以上交联电缆的预制型中间接头用得较多的有两种结构：1、组装式预制型中间接头；2、整体预制型中间接头。（2.1）组装式预制中间接头是由一个以工厂浇铸成型的环氧树脂作为中间接头中段绝缘和两端以弹簧压紧的橡胶预制应力锥组成的中间接头。应力锥靠弹簧支撑。接头内无需充气或浸渍油。这种中间接头的主要绝缘都是在工厂内预制的，现场安装主要是组装工作。与绕包型和模塑型中间接头比较，对安装工艺的依赖性相对减少了些，但是由于在结构中采用多种不同材料制成的组件，所以有大量界面，这种界面通常是绝缘上的弱点，因此现场安装工作的难度也较高。由于中间接头绝缘由3段组成，因此在出厂时无法进行整体绝缘的出厂试验。（2.1）组装式预制中间接头110kV交联电缆组装式预制中间接头绝缘结构图1-环氧树脂件；2-电缆绝缘；3-高压屏蔽电极；4-接地电极；5-压环；6-橡胶预制应力锥；7-防止电缆绝缘收缩的夹具；8-弹簧；9-导体接头（2.2）整体预制型中间接头将中间接头的半导电内屏蔽、主绝缘、应力锥和半导电外屏蔽在制造厂内预制成一个整体的中间接头预制件。与组装式预制型中间接头比较，它的材料是单一的橡胶，因此不存在上述由于大量界面引起的麻烦。现场安装时，只要将整体的中间接头预制件套在电缆绝缘上即成。安装过程中，中间接头预制件和电缆绝缘的界面暴露的时间短，接头工艺简单，安装时间也缩短。由于接头绝缘是一个整体的预制件，接头绝缘可以做出厂试验来检验制造质量。（2.2）整体预制型中间接头110kV交联电缆整体预制型中间接头结构图1-导体连接管；2-导体屏蔽（内屏蔽）；3-接头绝缘；4-接头绝缘屏蔽（外屏蔽）；5-电缆屏蔽；6-电缆绝缘；7-防止电缆绝缘收缩的夹具；8-接头密封注：其中2、3、4厂家做成整体预制件110kV电缆附件安装的关键问题110kV交联电缆附件，由于电压等级的提高和线路重要性的提高，技术上考虑更周全，技术要求和技术难度都上了一个等级，而不是简单的尺寸放大。一些在中低电压等级的交联电缆附件中可以忽视的问题，在110kV高电压等级时有可能成了关键的技术问题。因此，要安装和使用好110kV交联电缆附件，必须知道和掌握它的特点。从安装和使用角度来看，必须注意110kV交联电缆附件具有以下几个关键问题。电缆附件安装的关键问题一、绝缘界面的性能在电缆附件的绝缘中有不少多种介质交界的地方，不同介质的交界面称为界面。可以把界面设想为很薄的一层间隙，由于两层绝缘材料表面是凹凸不平的，间隙中包含有不均匀散布的材料微小颗粒、少量水分、气体和溶剂等异物。由于这些因素加上外界压的作用，使界面的绝缘性能低于材料本身的性能并且基本上没有本征的电气参数。它的电气参数随上述异物状况和外界条件的变化而变化。一、绝缘界面的性能问题的严重性还在于这些界面往往处在电缆附件绝缘中高场强的位置，例如中间接头的反应力锥（电缆“铅笔头”）处、终端的应力锥根部等位置。在110kV电压等级的高压交联电缆附件中，它就成了制约整个电缆附件绝缘性能的决定因素，成了电缆附件绝缘的最薄弱环节。尽管电缆附件绝缘设计时已经采取了适当裕度保证在正常安装后的使用，但是在安装时还必须特别（比其他附件更须）注意电缆绝缘表面的处理和界面压力。一、绝缘界面的性能电缆绝缘表面的处理常规的电缆绝缘表面的处理方法是用刮刀、玻璃片等工具刮削后用砂纸抛光。对110kV电压等级的高压交联电缆附件来说，电缆绝缘表面的超光滑处理是一道十分重要的工艺。处理电缆绝缘表面用的砂纸目数应该在#400以上，至少不要采用低于#320的砂纸。这是由于处理用的砂纸目数会直接影响电缆绝缘表面的光滑程度。一、绝缘界面的性能一、绝缘界面的性能界面压力交联电缆附件界面的绝缘强度与界面上所受的压紧力呈指数关系。在一定范围内，也正是在实际安装时操作施力的范围内，界面的绝缘强度与它所受到的压紧力有很敏感的关系。提高压紧力能有效地提高界面的绝缘强度。不要简单地认为只要接头工多使一点劲就可以提高界面压紧力了。界面压紧力除了取决于绝缘材料特性外，还与电缆绝缘的直径的公差和偏心度有关。由于电缆制造厂的工艺水平的差异，有时候同一电压等级、相同导体截面的电缆，它们的电缆绝缘的直径和偏心度会差很多。如果不注意这一事实，配用的预制型电缆附件难免出现因界面压紧力不够而降低电缆附件电气裕度或者因界面压紧力过大而损坏橡胶预制件的可能。作为从事安装高压交联电缆附件的接头工作人员应该知道并且必须牢记这一条原理，严格按照工艺规程处理界面的压紧力。一、绝缘界面的性能二、绝缘回缩问题生产交联聚乙烯绝缘电缆时，电缆的绝缘内部会留有应力。这应力会使电缆导体附近的绝缘向绝缘体中间呈收缩的趋势。当切断电缆时，就会出现电缆绝缘逐渐回缩和露出线芯的现象。这种电缆绝缘内的应力会随时间而缓慢地自行消除，但是往往需要很长时间才能全部消失。在制作高压交联聚乙烯电缆附件时，必需认真对待绝缘回缩问题。由于电缆绝缘回缩后，中间接头中就产生了能导致中间接头致命的缺陷——气隙。在高电场作用下，气隙很快会产生局部放电，导致中间接头被击穿。二、绝缘回缩问题二、绝缘回缩问题1-电缆绝缘；2-接头绝缘；3-导体连接管二、绝缘回缩问题在现场施工时，花长时间等待绝缘内存留的应力自行消除是不可能的。消除回缩应力的常用方法是用加热带绕包在每相电缆上（绕包在电缆外护层上即可），加热到80~90℃，保持8~12h。这样处理后的电缆95%以上的回缩应力能够被消除。之后再安装电缆附件就比较安全了。事实上，一次性处理掉全部电缆绝缘内的回缩应力是不可能的，电缆附件在设计时已经考虑到这一事实。在预制型附件的设计中，导体连接管附近的半导电屏蔽设计得比较长，使半导电屏蔽的两端分别搭盖在电缆绝缘上10~15mm。在电缆附件安装好后，即使电缆绝缘还会有些回缩，导体的半导电屏蔽仍旧可以克服回缩造成的缺陷。二、绝缘回缩问题1-电缆绝缘；2-电缆导体；3-导体连接管；4-导体半导电屏蔽三、防水、防潮有些人认为交联聚乙烯绝缘电缆不怕受潮、不怕水，即使电缆两端密封不好，电缆内进入一些水分也不要紧，这种观念是错误的。交联电缆进水后，在短时间里一般不会发现问题，即使电缆导体进水，进行直流耐压试验和泄漏电流试验时也不会发现影响电缆使用的问题。但是，高压交联聚乙烯绝缘电缆进水后，在长期运行中会出现水树枝现象，即电缆导体内的水分呈树枝状进入交联聚乙烯绝缘内，从而使交联聚乙烯绝缘性能下降，最终导致电缆绝缘击穿。三、防水、防潮交联电缆进潮的主要路径之一是从电缆附件进潮或进水。电缆附件的密封，一般说来总是比电缆本体差一点。潮气或水分一旦进入电缆附件后，就会从绝缘外铜丝屏蔽的间隙或从导体的间隙纵向渗透进入电缆，从而危及整个电缆系统。因此，在安装电缆附件时应该十分注意防潮，对所有的密封零件必须认真安装。110kV电缆附件安装的基本工艺110kV电缆附件安装的基本工艺温馨提示：安装电缆附件前，必须仔细阅读厂家提供的安装说明书，按厂家规定的安装程序进行安装。主要介绍110kV交联电缆附件安装的工艺要点和一些主要的注意事项。110kV电缆附件安装的基本工艺一、施工人员1、施工人员必须是经过培训和掌握所施工的附件的专用安装手册的有经验人员。2、设备生产厂家需有专人到场进行技术指导及把控。110kV电缆附件安装的基本工艺二、施工场地1、一般情况下，施工现场的环境温度应高于5℃，相对湿度不应超过75%。（温度、湿度各个厂家要求不同，一般温度要求在安装人员在施工过程中不会流汗的温度，湿度一般低于80%）2、搭建工作棚或密封安装房，安装场地应用雨布和防尘材料妥善封闭好。3、工作棚必须安全牢固、防雨、防潮、防尘，并配备有应力锥扩径场所和附件材料临时堆放场所。工井底部无积水、铺木板，保持干净整洁。电源、照明用具、温湿计具备。4、工作棚内准备空调、抽湿机，确保安装过程工作区域的温、湿度在允许范围内。110kV电缆附件安装的基本工艺中间接头井工作棚110kV电缆附件安装的基本工艺终端场工作棚1、安全牢固、防雨、防潮、防尘；2、顶部必须用一整块防水帆布搭建，不允许拼接，不建议用彩条布。3、棚架搭建时，顶部预留一定坡度，以免棚顶积水过多。4、棚架底部用木板搭建工作平台，工作平台需具备一定载重能力。（工作人员及附件重量，特别是瓷护套终端工作平台）110kV电缆附件安装的基本工艺三、材料、工具准备1、按产品装箱单检查零部件是否齐全、有无损伤或缺陷。特别是应力锥、O形密封圈及与O形密封圈的所有接触表面不能有损伤或缺陷。2、所有的必要工具，如电缆校直工具、游标卡尺、扳手/套筒扳手、“铅笔头”制作专用工具、无水酒精、无毛纸/无毛棉布、PVC带等。110kV电缆附件安装的基本工艺四、电缆准备1、将电缆放至在适当位置；2、确认每一根电缆的相序，用相色带作好标记；3、预热并校直电缆，一般的方法是使用带温控的加热带子，在电缆和带子之间有足够的衬垫。加热完毕后将加热带子除去，并用三角铁（或平板）将电缆绑住校直，让电缆自然冷却。加热校直的同时也能消除电缆绝缘层的应力，减少电缆回缩。110kV电缆附件安装的基本工艺中间接头电缆摆放位置图其中重叠部分的长度根据各个附件厂家的尺寸要求来定。定准接头中心后切断电缆。注意，电缆断面必须与电缆轴线正交。110kV交联电缆中间接头安装工艺110kV交联电缆中间接头安装工艺110kV交联电缆预制型中间接头有两种典型结构：组装式预制型中间接头和整体预制型中间接头，国内用得较多的是后者