電纜及其施工

1、電纜及其施工講座2007年8月本講座分為三部分 一、電纜的結構原理 二、電纜頭的制作 三、電纜的施工規(guī)范聽講座有什么用這個講座的目的，主要是針對近期我們的施工建設中暴露出的問題，比如電纜起火，電纜頭爆炸等事故。我們時候都詳細分析了這些故障，認為其根本原因，并不是電纜或者附件質量不好，而是我們施工存在問題我們施工存在問題。特別是電纜頭制作，存在很大的隨意性，或者只知道施工過程，沒有透徹了解電纜、電纜頭的結構原理，把握不到電纜施工的關鍵質量控制點，從而導致電纜施工質量存在很嚴重的不可控。所以，今天的講座，是有針對性的對電纜施工中的關鍵環(huán)節(jié)進行講解說明，目的是提高施工人員對電纜質量的把握，使電纜施工

2、質量在控，保證施工質量和設備的安全。講座中，可能有部分地方需要一定理論基礎才能理解，不過，聽不懂沒有關系，我會指出其理論得出的結論，在施工中怎樣體現(xiàn)，注意哪些細節(jié)。 一、電纜的原理 我們目前使用的10kV電力電纜，叫交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE熱固性塑料 立體網狀結構、加熱軟化，冷卻變硬，不可重復軟化。），一般為三芯結構，絕緣擠包成型。型號為YJLV22，Y代表聚乙烯絕緣，J代表交聯(lián)，V代表聚氯乙烯護套，22代表鋼鎧。 導體： 起導電作用，為銅或者鋁。銅的導電、導熱、機械性能（抗拉）、焊接性能均超過鋁。 內半導電屏蔽 作用：均勻電場，防止絕緣層和半導電層之間產生間隙而發(fā)生局部放電。 絕緣層 作用：

3、絕緣。材料為交聯(lián)聚乙烯。乳白色、半透明、熱塑性高聚物。 電性能好：高擊穿場強，低介損，高絕緣電阻，耐素質放電、局部放電。 物理性能好：吸水性小、具有一定的柔軟性、機械強度。絕緣性能長期穩(wěn)定。 輻照交聯(lián)聚乙烯為聚乙烯經過射線、射線、X射線照射，分子結構由線型變?yōu)榫W狀，各方面性能提高：熔融溫度由110提高到130，長期允許工作溫度達到90，短期允許過載溫度130，耐短路溫度250。熱膨脹系數(shù)變小，受熱后不會產生氣泡。內應力變小，使用壽命延長。 外半導電屏蔽層 可以很緊密的附著于絕緣層，防止絕緣層和銅帶屏蔽之間的間隙而產生局部放電。 基本采用進口、超光滑、可剝離半導電料。 因為電纜絕緣層和半導電屏蔽

4、層交界面是否光滑時影響電纜使用壽命的非常關鍵因素。 界面處半導電屏蔽層上的凸起嵌入絕緣層，會導致局部電場強度過高，增加水樹現(xiàn)象產生的可能。 其余各層 軟銅帶：用于電纜的屏蔽層。 填充層：保持電纜園整。 包帶：防止電纜芯和填充物松散，保持電纜圓整。 內護套：成型和絕緣。 鋼帶（鎧）：起機械保護和電磁屏蔽作用。要求鍍鋅或者涂漆。 外護套：聚氯乙烯，較聚乙烯更防水。隔離、防水、密封作用。保護電纜不受機械損傷和化學腐蝕，增強機械強度。 關鍵詞：關鍵詞：屏蔽、尖端。尖端。從電纜的原理，我們可以看出，經過內半導電、絕緣層、外半導電層、銅帶屏蔽，高壓電場被屏蔽在電纜線芯中。在電纜結構上的所謂“屏蔽”，實質上

5、是一種改善電場分布的措施。導體的表面形狀，決定了導體表面場強的大小，可以認為，導體越尖，其間斷部位的場強越大，越容易破壞其接觸的絕緣體，而產生放電。我們可以形象的把尖端看作一個針頭，在運行中慢慢的破壞絕緣。被破壞了的絕緣反過來又變成了導體，于是可以看作針頭變長了，最終破壞了電纜的全部絕緣。減少了尖端，電纜內部場強更均勻，電纜的壽命大大的延長了。關鍵詞：水樹。關鍵詞：水樹。 在電纜制造過程中，由外面侵入的極微量的水分在電纜絕緣層中是均勻分布的，但電纜投入使用后，在電場的作用下，受到不均勻電場的吸引，產生極化遷移，逐漸積累而產生局部過飽和狀態(tài)，導致聚乙烯分子發(fā)生顯著氧化，形成水樹。電纜的絕緣層中只

6、要同時存在水和電場就會產生水樹。水樹是直徑在微米到幾微米充滿水的空隙集合。水樹和環(huán)境濕度也有關，電纜運行中進入的水分子同樣會產生水樹。交聯(lián)聚乙烯電纜在以上的濕度環(huán)境中通電就可以產生水樹。水樹的存在直接影響到電纜的壽命。關鍵詞：密封關鍵詞：密封 由于交聯(lián)聚乙烯電纜有水樹老化現(xiàn)象，因此這種電纜不應長期在潮濕環(huán)境中使用，在施工時要嚴格防止潮氣侵入電纜芯內部，鋸斷的電纜端頭要及時密封。二、電纜頭的制作 高壓電纜頭的基本要求高壓電纜頭的基本要求電纜終端頭是將電纜與其他電氣設備連接的部件，電纜中間頭是將兩根電纜連接起來的部件，電纜終端頭與中間頭統(tǒng)稱為電纜附件。電纜附件應與電纜本體一樣能長期安全運行，并具有

7、與電纜相同的使用壽命。良好的電纜附件應具有以下性能：線芯聯(lián)接好：主要是聯(lián)接電阻小而且聯(lián)接穩(wěn)定，能經受起故障電流的沖擊；長期運行后其接觸電阻不應大于電纜線芯本體同長度電阻的1.2倍；應具有一定的機械強度、耐振動、耐腐蝕性能；此外還應體積小、成本低、便于現(xiàn)場安裝。 絕緣性能好：電纜附件的絕緣性能應不低于電纜本體，所用絕緣材料的介質損耗要低，在結構上應對電纜附件中電場的突變能完善處對電纜附件中電場的突變能完善處理理，有改善電場分布改善電場分布的措施。密封性能好：對電纜外護套以內部件以及電纜線芯進行密封，防止水份、潮氣進入電纜內部，對電纜絕緣造成破壞。 電場分布原理電場分布原理 高壓電纜每一相線芯外均

8、有一接地的（銅）屏蔽層，導電線芯與屏蔽層之間形成徑向分布的電場。也就是說，正常電纜的電場只有 從（銅）導線沿半徑向（銅）屏蔽層的電力線，沒有芯線軸向的電場（電力線），電場分布是均勻的。在做電纜頭時，剝去了屏蔽層，改變了電纜原有的電場分布，將產生對絕緣極為不利的切向電場（沿導線軸向的電力線）。在剝去屏蔽層芯線的電力線向屏蔽層斷口處集中。那么在屏蔽層斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。 應力管：屏蔽層斷口的處理電纜最容易擊穿的屏蔽層斷口處，我們采取分散這集中的電力線（電應力），用介電常數(shù)為2030，體積電阻率為1081012cm 材料制作的電應力控制管（簡稱應力管），套在屏蔽層斷口處，以分散斷口處的電

9、場應力（電力線），保證電纜能可靠運行。為盡量使電纜在屏蔽層斷口處電場應力分散，應力管與銅屏蔽層的接觸長度要求不小于20mm，短了會使應力管的接觸面不足，應力管上的電力線會傳導不足（因為應力管長度是一定的），長了會使電場分散區(qū)（段）減小，電場分散不足。一般在2025mm左右。 延伸參考資料 電纜終端電應力控制方法電纜終端電應力控制方法 電應力控制是中高壓電纜附件設計中的極為重要的部分。電應力控制是對電纜附件內部的電場分布和電場強度實行控制，也就是采取適當?shù)拇胧沟秒妶龇植己碗妶鰪姸忍幱谧罴褷顟B(tài)，從而提高電纜附件運行的可靠性和使用壽命。 對于電纜終端而言，電場畸變最為嚴重，影響終端運行可靠性最大

10、的，是電纜外屏蔽切斷處，而電纜中間接頭電場畸變的影響，除了電纜外屏蔽切斷處，還有電纜末端絕緣切斷處。為了改善電纜絕緣屏蔽層切斷處的電應力分布，一般采用以下幾種方法：延伸參考資料電纜終端電應力控制方法電纜終端電應力控制方法 1、幾何形狀法，采用應力錐緩解電采用應力錐緩解電場應力集中場應力集中：應力錐設計是常見的方法，從電氣的角度上來看也是最可靠的最有效的方法。應力錐通過將絕緣屏蔽層的切斷處進行延伸，使零電位形成喇叭狀，改善了絕緣屏蔽層的電場分布，降低了電暈產生的可能性，減少了絕緣的破壞，保證了電纜的運行壽命。 采用應力錐設計的電纜附件有繞包式終端、預制式終端、冷縮式終端。 延伸參考資料電纜終端電

11、應力控制方法電纜終端電應力控制方法2、參數(shù)控制法采用高介電常數(shù)材料緩解電場應力集中。其原理是采用合適的電氣參數(shù)的材料復合在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上，以改變絕緣表面的電位分布，從而達到改善電場的目的。 另一方法是增大屏蔽末端絕緣表面電容（Cs），從而降低這部分的容抗，也能使電位降下來。在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一層高介電常數(shù)的材料。非線性電阻材料（FSD）也是近期發(fā)展起來的一種新型材料，它利用材料本身電阻率與外施電場成非線性關系變化的特性，來解決電纜絕緣屏蔽切斷處電場集中分布的問題。 目前應力控制材料的產品已有熱縮應力管、冷縮應力管、應力控制帶等等，一般這些應力控制材料的介電常數(shù)都大于20

12、，體積電阻率為108-1012.cm。應力控制材料的應用，要兼顧應力控制和體積電阻兩項技術要求。 延伸參考資料要使電纜可靠運行，電纜頭制作中應力管非常重要，而應力管是在不破壞主絕緣層的基礎上，才能達到分散電應力的效果的。在電纜本體中，芯線外表面不可能是標準圓，芯線對屏蔽層的距離會不相等，根據(jù)電場原理，電場強度也會有大小，這對電纜絕緣也是不利的。為盡量使電纜內部電場均勻，芯線外有一外表面圓形的半導電層，使主絕緣層的厚度基本相等，達到電場均勻分布的目的。在主絕緣層外，銅屏蔽層內的外半導電層，同樣也是消除銅屏蔽層不平，防止電場不均勻而設置的。熱縮電纜頭制作步驟：熱縮電纜頭制作步驟： (1) 剝切電纜

13、：按圖51所示尺寸剝去電纜外護層、鋼帶(若有鋼帶)和內護層。圖中，L為護套剝切長度，戶內為550mm、戶外為750mm。 j為端子孔深十10mm。 （2）焊接地線，將10-25mm2的多股軟銅線分成三股，在每相的屏蔽上繞一周扎緊，分別錫焊在各相銅屏蔽上，合并后，綁扎在鋼甲上并焊牢，在離剝塑口向下10mm處的接地線焊接20mm長的錫焊防潮段； （3）在三叉根部至鋼甲下端10mm，包繞填充膠，形狀似橄欖狀，其直徑為電纜外徑15mm，涂抹少許硅脂，然后將軟手套套入三叉根部，且搭蓋鋼甲20mm，由手指根部依次向兩端加熱固定；剝切屏蔽銅帶和半導電層(對10kV三芯電纜)：(4)從分支套指端上部50mm處

14、開始剝去屏蔽銅帶。保留20mm半導電層外，其余剝去，保留的半導電層端部應按安裝工藝一般程序和要求處理. (5)剝切線芯末端絕緣：按接線端子孔深加10mm的長度剝去線芯末端絕緣； (6)壓接接線端子：壓接后除去毛刺和飛邊。 (7)安裝應力管：用清洗劑擦凈絕緣安裝應力管：用清洗劑擦凈絕緣表面。注意：擦過半導電層的清洗表面。注意：擦過半導電層的清洗布不可布不可再擦絕緣。在絕緣表面均勻再擦絕緣。在絕緣表面均勻地涂一層地涂一層硅脂硅脂，套入應力管，應力，套入應力管，應力管下端覆蓋到電線屏蔽銅帶上面管下端覆蓋到電線屏蔽銅帶上面(1OkV電纜為電纜為20mm，35kV電纜電纜為為30mm)。自下而上地加熱收

15、縮，。自下而上地加熱收縮，避免應力管與線芯絕緣之間留有氣避免應力管與線芯絕緣之間留有氣隙。隙。(8)安裝絕緣管：用填充膠帶繞包應力管端部與線芯絕緣之間的階梯，使之為平滑的錐形過渡面。再用密封膠帶包繞分支套指端(二層)；然后，套絕緣管(10kV三芯電纜套到分支套指端根部，再由下向上加熱收縮。 (9)安裝密封管：切去多余長度的絕緣管，10kV電纜切到與線芯絕緣末端平齊。接著用密封膠帶包繞填平接線端子壓坑以及電纜絕緣與接線端子之間的間隙。最后，套密封管，加熱收縮。(10)套標志管：將紅、綠、黃相色標志管套在接線端子壓接部位后加熱收縮。(11)安裝雨罩：10kV三芯電纜先將三7L雨罩套在三相線芯上，離

16、分支套分叉處約100mm處，加熱收縮固定，再套單孔雨罩，加熱收縮固定。 電纜制作關鍵質量控制點半導電屏蔽層切斷處要光滑平整半導電屏蔽層切斷處要光滑平整，如果打磨出凹坑、出現(xiàn)臺階或出現(xiàn)半導電尖端，這些都是非常危險的。注意應力管的正確使用，不能用普通熱縮管替代不能用普通熱縮管替代。要注意用硅脂填充電纜絕緣半導電層斷口處的氣隙用硅脂填充電纜絕緣半導電層斷口處的氣隙以排除氣體，達到減小局部放電的目的。交聯(lián)電纜因內應力處理不良時在運行中會發(fā)生較大收縮，因而在安裝附件時，注意應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于應力管與絕緣屏蔽搭蓋不少于20mm，以防收縮時應力管與絕緣屏蔽脫離。熱收縮附件因彈性較小，運行中熱脹冷縮時

17、可能使界面產生氣隙，因此密封技術很重要，以防止潮氣浸入。因為熱收縮材料只是在收縮溫度以上具有彈性，在常溫下是沒有沒有彈性和壓緊力彈性和壓緊力的，所以安裝以后的熱縮終端頭不應再彎曲和扳動不應再彎曲和扳動，否則將會造成層間脫開，形成氣隙，在施加電壓時引起內部放電。 電纜制作關鍵質量控制點 如果將終端頭安裝固定到設備上時必須扳動或彎曲，則應在定位以后再加熱收縮一次應在定位以后再加熱收縮一次，以消除因扳動或彎曲而形成的層間間隙。 接線端子（線鼻子）處必須使用密封膠帶包繞接線端子（線鼻子）處必須使用密封膠帶包繞，熱縮密封管后，徹底隔離導線線芯和空氣、水份。 由于交聯(lián)聚乙烯電纜有水樹老化現(xiàn)象，在施工時要嚴

18、格防止潮氣侵入電纜芯內部，鋸斷的電纜端頭要及時鋸斷的電纜端頭要及時密封。密封。 為保證良好的密封，應將接地線穿過熱縮頭的一段制將接地線穿過熱縮頭的一段制作作錫焊防潮段錫焊防潮段，避免水份通過接地線浸入電纜頭內部。 電纜制作關鍵質量控制點 關鍵詞：清潔、干燥關鍵詞：清潔、干燥實際上對電纜長期運行來說，水分和小雜質是非常有害的，容易引起水樹和局放的發(fā)生。所以，要注意環(huán)境濕度及粉塵情況。施工前要注意將環(huán)境打掃干凈，施工中要保證手和工具、材料的清潔。操作時不應做其他無關的事（特別不能抽煙?。ｋ娎|附件不要亂放在地下。夏季施工接頭人員應戴手套，避免汗水、臟污附著在電纜絕緣芯表面，降低電纜頭整體絕緣。在套

19、入應力錐前應用吹風機吹干絕緣表面。 剝除半導電層要特別仔細，防止損傷線芯絕緣體。線芯絕緣體表面杜絕遺留一點半導電，（等同于汗水、污物），應使用清潔紙將線芯絕緣體表面擦拭干凈。 電纜制作關鍵質量控制點 一定要控制好火焰，不致過大，操作時要不停地晃動火源，不可對準一個位置長時間加熱，以免燙傷熱收縮部件。噴出的火焰應該是充分燃燒的，絕對不可帶有煙，以免炭粒子吸附在熱收縮部件表面，影響其絕緣性能。 戶外電纜頭還要注意雨裙上面的引線不能過長。否則，因為引線的可塑性，容易造成相間或對地距離太近，導致引線表面爬距下降，在下雨或者潮濕時，造成接地短路。建議使用瓷棒支撐，固定引線對地、相間距離。 電纜頭燃燒事故

20、。什么原因？大家注意到銅帶屏蔽。完全沒有按照電纜頭說明書制作，保留過長。同時，在應力管端口處，是場強最集中的地方，卻沒有保持足夠的相間距離，所以，事故是不可避免。三、電纜施工規(guī)范 第5條 電纜及其附件到達現(xiàn)場或者庫房后，應按照下列要求及時進行檢查。 一、產品的技術文件應齊全； 二、電纜型號、規(guī)格、長度應符合訂貨要求，附件應齊全； 三、電纜封端應嚴密。 四、電纜外觀無破損。關于電纜的敷設 電纜溝開挖深度必須大于900mm，溝底寬度應大于400mm，上口寬度大于600mm，以便于電纜敷設。每增加一根電纜其寬度增加170mm。電纜穿越農田時深度必須大于1200mm。電纜溝穿越空地或未成形的街道時，必

21、須以公路或規(guī)劃的“零標高”作為參照，電纜溝開挖深度必須大于“零標高”下1000mm，溝底寬度應大于200mm。電纜之間，電纜與建筑物、管道平行和交叉時的最小凈距，參照下表執(zhí)行。當電纜穿有保護管時，可將與其他管道平行(或交叉)時的最小凈距減小50%。電纜線路在轉角處和中間接頭處必須設置電纜檢查井。電纜溝開挖完工后，必須經電纜施工技術負責人或施工負責人驗收合格后，方可敷設電纜保護管和電纜。電纜溝回填土前，應經工程管理人員（質監(jiān)員）和施工負責人進行中間驗收合格，填寫施工記錄，并由雙方簽字。今后，將推行照相存檔制度。 關于電纜的敷設電纜敷設時，應從盤的上端引出，不應使電纜在支架及地面摩擦拖拉。不得壓扁

22、鎧裝、電纜絞擰、損傷電纜外皮。 機械敷設電纜的速度不宜超過15米/分鐘。 電纜的最小彎曲半徑必須滿足（大于） 15D 。地面上2米的一段應加裝保護鋼管，管根部應深入地面下不小于200 mm。 垂直敷設的電纜，必須每隔1米裝設一附固定支架；超過45傾斜敷設的電纜，必須每隔2米裝設一附固定支架。電纜固定處應加襯墊保護。電纜管明敷時，支持點之間的距離不得超過3米。 在電纜終端頭、電纜中間接頭、電纜檢查井處必須安裝電纜標志牌，注明電纜規(guī)格、長度以及起止地點設備雙重編號。電纜保護管上必須標明電纜對側設備雙重編號。 關于電纜的敷設電纜溝回填后，應在電纜埋設處按照下列要求設置電纜標志：1、直線段每隔3060米處，應設置明顯的走向標志磚或標志樁。2、電纜轉彎處、進入建筑物處，應設置明顯的走向標志磚或標志樁。3、電纜中間接頭處，應設置明顯的走向標志磚或標志樁。4、如果因道路原因不能設置標志磚或標志樁，必須在地面噴涂電纜走向標志。 電纜敷設完工后，必須對電纜溝、管口，電纜進入配電箱、配電室的出入口進行防水、防火、防小動物的封堵，管口應密封嚴實。電纜頭制作 電纜終端與接頭等附件型式、規(guī)格應與電纜類型和環(huán)境要求一致，主要性能符合現(xiàn)行國