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高压交联电缆终端和接头安装要点

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:高压交联电缆终端及接头与高压充油电缆附件安装有很大区别,而不同型式的交联电缆终端与接头也有所不同,在此仅介绍一些主要工艺方法。对交联电缆终端,保证内部清洁是至关重要的一环,因为终端内无论是充以硅油或聚异丁烯油,特别是干式终端,如应力锥与电缆表面存在杂质将会导致终端致命故障。

高压交联电缆终端和接头安装要点

高压交联电缆终端及接头与高压充油电缆附件安装有很大区别,而不同型式的交联电缆终端与接头也有所不同,在此仅介绍一些主要工艺方法。

1.交联电缆预制终端的制作

1)安装前的准备工作:同充油电缆终端相同。

2)切割电缆及电缆加热校直:按终端尺寸要求,切割电缆外护层和金属护套。电缆外半导电层外面包以加热带或套入加热套,在80~100℃下加热2~4h,用两个半圆金属管捆扎电缆(此工艺也可在加热前进行),等电缆冷至室温后,卸除捆扎在电缆上的金属管,并依次将金属底座、密封垫圈……套入电缆,最后安装好底座及支承绝缘子(此工作一般在电缆绝缘处理及导体连接工艺前一天进行)。

3)导体连接及电缆绝缘处理:测量瓷套实际准确长度,确定电缆位置,剥除电缆绝缘部位前做好标记,选用合适的压机、压模,对电缆出线梗与电缆导体进行压接。之后将电缆垂直吊直进行绝缘屏蔽剥离工作,可采用剥离工具,也可以用玻璃刮剥方式。达到规定尺寸要求后分别用240#、320#、400#、600#等不同型号的砂纸对电缆进行打磨和抛光处理。处理的重点是应力锥套在电缆绝缘的部位,要求电缆粗糙度应在20μm以下,且电缆重点抛光部位的绝缘直径应达到图样设计要求的范围。在抛光绝缘部位时注意不要打磨到绝缘屏蔽上,以避免绝缘屏蔽中导电粒子进入绝缘表面。

4)电缆绝缘下部绝缘屏蔽处理:此处理有两种方式:一种是采用涂刷半导电漆方式;另一种是采用半导电半硫化带加热方式。对涂半导电漆方式,可分为溶剂型及硫化型,硫化型又分加热硫化及室温硫化两种,该工艺重点是注意半导电涂层应与电缆绝缘粘接可靠,表面光滑均匀,上端平整不起边。采用半硫化带加热及硫化型加热处理方式大多用在220~500kV终端上。

绝缘屏蔽处理也可以将电缆绝缘屏蔽末端加工成一个锥形,电缆绝缘与绝缘屏蔽打磨抛光呈平滑过渡状,预制增强绝缘应力锥套入到绝缘屏蔽上的长度为20~50mm。

5)装配预制件:复核尺寸并做好标记,用合适的清洗剂对绝缘表面及绝缘屏蔽表面进行清洗,用电吹风吹干后在电缆绝缘及绝缘屏蔽表面涂抹硅油,然后将预制橡胶增强件从出线梗处缓缓套入,对110~220kV终端可用手工套入,对部分220kV及以上终端一般使用专用工具套入。套到规定位置后,清除应力锥末端处多余硅油,用半导电带绕包,之后用金属屏蔽网或带绕包把绝缘屏蔽与应力锥半导电相连。同时对出线梗与电缆导体之间进行密封处理。

6)安装套管:对户外终端,在套入前用合适的溶剂将瓷套内部清洗干净,然后用起吊工具缓缓将瓷套垂直套入电缆,在套入过程中注意瓷套不得碰撞预制增强件。对GIS终端与油浸式终端,套入前应清洗环氧套管内、外面。对交联电缆终端,保证内部清洁是至关重要的一环,因为终端内无论是充以硅油或聚异丁烯油,特别是干式终端,如应力锥与电缆表面存在杂质将会导致终端致命故障。在瓷套与环氧套管安装完毕后,将金具连接好。

7)压力真空检查及注油:110~220kV电压等级户外终端通常是在常温下灌入硅油或聚异丁烯油,在瓷套顶部留有100~200mm的空气腔,作为终端的膨胀腔。更高电压等级的终端往往采用补油装置。在GIS或油浸式终端中往往采用有补油装置的终端,应先采用真空检漏,然后再进行真空浸油,当然也有采用直接灌入的方法。而对干式终端,保持预制件对环氧套管及电缆表面的一定压力是至关重要的,则应按设计要求,将弹簧调整到规定压缩比,且均匀拧紧。

8)收尾工作:GIS及油浸终端在完成上述工作后,应将终端及电缆一起上升到GIS箱体或变压器箱体处,上升过程中,注意保护好套管表面不要被刮伤,然后通过螺栓将其终端固定。所有终端均应将电缆金属护套通过终端的接地系统连接好。注意终端接地宜采用10kV单芯接地电缆,接地线应有足够的截面,它连接到直接接地箱或带阀片接地的接地箱内,并在其连接部位用密封带绕包密封,以避免潮气、水分从该处逐步渗透到电缆中。

更高电压等级目前仍采用电容锥式结构,它使套管表面电场分布均匀,其制作方法与充油电缆电容锥终端工艺基本一致。在制作过程中要考虑交联电缆绝缘的膨胀系数10倍于油浸纸,因此电容锥与电缆绝缘间应有一个缓冲层。

过去高压终端中曾用过自粘带绕包式终端,因其性能差、工艺制作要求高,现在已逐步淘汰,在此不再作介绍。

目前,SF6气体或SF6与N2混合气体取代硅油或聚异丁烯油的充气电缆终端也得到应用,它的结构与预制终端基本相同,仅是充油换成充气,因此终端密封性要求更高一些。

2.交联电缆接头的制作

(1)预制式接头 这是目前国内应用最多的型式,它分为整体式预制与三件组合式预制接头,其工艺要点如下:

1)前期准备工作:同终端要求相同。

2)切割电缆及电缆校直:与终端处理相同,所不同的是电缆绝缘处理长度远小于户外终端,比GIS终端及油浸式终端还要短,但对电缆校直的精度要高于终端要求,一般在400mm长度内的垂直偏离度小于2~5mm。在电缆校直后依次套入金属盒、外套、密封圈等。

3)电缆绝缘表面处理:接头一般先进行表面处理,套入预制件再进行导体压接。电缆绝缘表面处理工作与终端相似,所不同的是绝缘表面抛光处理的长度远小于终端长度,但表面粗糙度要求高于终端,由于接头往往是平卧放置处理的,因此处理工艺要达到规定粗糙度及圆整度需花费较长的时间。(www.xing528.com)

4)套入预制件及导体压接:用合适清洁剂将电缆表面清洗后套入预制件,对整体预制件目前有两种套入方法:一种是采用专用工具过盈式套入电缆一端,采用这种工艺时一根电缆必须剥除较长的金属护套;另一种方法是将整体预制件扩张至二哈夫圆管上,将该圆管套入电缆一端金属护套外,当用压机、压模压接两根电缆导体与连接管后,由于压接后会导致导体连接伸长,故在两端涂刷加热半导电漆或绕包半导电带前,应考虑这一伸长因素。当导电漆或带子固化(硫化)后降至室温,用合适的清洗剂清洗电缆绝缘表面。为防止电缆热机械应力而导致绝缘与导体相对移动过大,两根电缆端部的绝缘上开槽放入金属环,然后清洗连接头部的绝缘与绝缘屏蔽,待干后在绝缘表面涂以硅油(或硅脂)润滑剂,再将整体预制件移至导体压接部位预先标记处,并将两端多余的硅油(或硅脂)润滑剂抹除。

5)外保护盒处理:在整体预制件外绕包一定尺寸的半导电带、金属屏蔽带、防水带,对热收缩管进行加热收缩处理之后,再将外保护盒套入。外保护盒一般采用铜塑外壳或玻璃钢外壳。套好外保护盒后,在其里面灌入灌封剂或填充剂,它通常是室温固化材料,也可以采用非固化填充液体或导热性良好的颗粒状固体材料。最后将端口及同轴电缆(绝缘接头用)密封好。

6)后处理:对绝缘接头一般要将同轴电缆(或绝缘接地线)与绝缘接头连接好,并将带保护层保护器的交叉连接箱内部连接好。如果接头为直埋,在连接箱内灌入一定量密封材料,并将箱体螺栓拧紧,将同轴电缆与箱口处用防水材料密封好。

对于三件套预制件,处理完两端绝缘表面后,在一根外半导电留出较长的电缆上套上乙丙橡胶预制件及环氧树脂预制件,在另一根电缆套上橡胶预制件后进行导体压接,移动环氧预制件到规定位置,把两根电缆上的乙丙橡胶预制件移到与环氧元件相接触,并固紧弹簧,使橡胶预制件与环氧及电缆表面之间的压力在规定范围内。其他工艺与整体式预制件相同。

(2)绕包带型接头制作 20世纪80年代初这种接头在110kV级广泛应用,目前已很少用了,在某些特殊场合有可能少量应用,为此作简单介绍。

1)准备工作:出发到现场去前的准备工作与充油电缆终端及接头准备工作相同。在正式制作接头前,先把电缆固定伸直,水平放置在同一高度,把两根电缆略有重叠部分剥去电缆外护层,除去金属护套上的沥青,铝护套在需要铅封之处镗铅。

2)导体连接及绝缘处理:按规定尺寸剥去金属护套,使电缆接头部分保持直线形,然后垂直切断电缆。将接头外壳及外护套等套上电缆,剥除外半导体,并在头部露出导体,将端部的绝缘部分刮削成所要求的锥形,对整个绝缘层表面进行光滑处理,使其表面没有任何划伤、杂质及其他缺陷存在。当导体采用压接时,套入压接套,从中部开始加压,之后向两端移动加压;如果采用焊接,要有防止导体过热、烧焦绝缘的措施。对导体连接部分进行磨锉,使其平滑,并用溶剂清洗导体和连接套。

3)绕包半导体带及绝缘带:待清洗溶剂充分挥发后,用半搭盖方式在导体连接套、内半导体层上及电缆导体上绕包规定层数的半导体带。之后在电缆接头两端做好标准位置的标记,用绕包机或用手按一定张力在标准位置内绕包绝缘带。首先在压接套及锥形绝缘处绕包,之后在整个绝缘表面进行绕包,应力锥每层绕包尺寸在绕包前要预先计划好。增绕绝缘绕包后,绕包外半导体层及导电层,如果是绝缘连接盒,外半导体要做好绝缘处理。不论绕包内、外半导体层或绝缘层,结束时切不可用手拉断,必须用刀或剪刀切断胶带。

4)装置保护外壳及进行防水处理:与预制件接头相同。若是绝缘接头,同样应做好交叉互连接地箱工作。

(3)模塑型接头制作 此工艺也是20世纪80年代应用较多,目前较少应用。它的工艺与绕包型接头相近,只是使用的带子是与电缆相同绝缘材料,在制造过程中主要点是防止杂质的混入,因此现场工作室内要相当清洁,最好要有调温、调湿、除静电的装置。进行外半导体处理后,加热、加压使其交链,与电缆绝缘成为一个整体结构。为了确保交链充分、性能可靠,要严格控制加热温度、加热时间,冷却时间也应充分之后才能除去外层压带。

(4)模铸型接头的制作 它的制作工艺可以简化成如下形式:

接头制作前处理→整修电缆绝缘表面→进行导体连接→进行内半导体处理(可以使用半导体热收缩管)→套上模子→进行预热→空挤→把交链剂加入聚乙烯料中并混合→把料注入模子中→冷却→进行外半导体处理→加热、加压交联→进行外屏蔽处理→装配外壳→加入防水复合物并绕包防水带。

在整个过程中,整修电缆表面、挤塑接头绝缘工艺及加热、加压交联几个步骤是至关重要的。因此通常用下列措施,包括现场环境的控制,以达到高质量目的。

1)现场要有清洁房,控制尘灰量、温度与湿度,工人要穿上防尘衣服。

2)为了防止杂质进入增强绝缘中,聚乙烯在工厂内用专门容器包装与密封;输送到现场后,在密闭系统下模铸进接头中。

3)挤塑与交联自动控制,使挤塑压力及挤塑量稳定,交联工艺稳定并达到高质量。

为了加强检测电气缺陷,有的国家专门开发各种仪器设备,检测表面质量与高清晰度探测杂质大小。

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