2.1.7 电缆头制作
电缆敷设完成以后,其两端要剥出一定长度的线芯,以便分相与设备连接端子连接,做终端头;在电缆施工中,通常会由于电缆长度不够,需要将两根电缆的两端连接起来,这也需要做接头。电缆头制作,也是电缆施工中一项非常重要的工作。
1.施工准备
(1)技术准备。在电缆终端头和电缆接头制作前,应熟悉电缆头制作的工艺要求和工艺参数;对于充油电缆,尚应熟悉相关事项以及真空工艺等有关规程的规定。
1)检查电缆附件部件和材料应与被安装的电缆相符。
2)检查安装工具,应齐全、完好,便于操作。
3)安装电缆附件前应先检验电缆是否受潮,是否受到损伤。检查方法如下:
用绝缘摇表摇测电缆每相线芯的绝缘电阻,1kV及以下电缆应不小于100MΩ,6kV及以上电缆应不小于200MΩ;或者做直流耐压试验测试泄漏电流。
(2)材料要求。
1)中低压挤包绝缘电缆附件的品种、特点及使用范围见表2-14。
表2-14 中低压挤包绝缘电缆附件的品种、特点及使用范围
2)采用的附加绝缘材料除电气性能满足要求外,与电缆本体绝缘材料的硬度、膨胀系数、抗张强度和断裂伸长率等物理性能指标应接近。橡塑绝缘电缆应采用弹性大、粘接性能好的材料作附加绝缘。
3)不同牌号的高压绝缘胶或电缆油,不宜混合使用。若需混合使用时,应经过物理、化学以及电气性能试验,符合使用要求后方可混合。
(3)电缆验潮。对电缆进行验潮时,常采用清洁干净的工具将统包绝缘纸撕下几条进行检验。检验的方法包括以下三种:
1)用火柴点燃绝缘纸,若没有嘶嘶声或白色泡沫出现,表明绝缘未受潮。
2)将绝缘纸放在150~160℃的电缆油(若无电缆油,则可用100份变压器油及25~30份松香油的混合剂)或白蜡中,若无嘶嘶声或白色泡沫出现,表明绝缘未受潮。
3)用钳子把导电线芯松开,浸到150℃电缆油中,若有潮气存在,则同样会看到白色的泡沫或听到嘶嘶声。
经过检验,若发现有潮气存在,应逐步将受潮部分的电缆割除,一次切割量多少,视受潮程度决定。重复以上检验,直至没有潮气为止。
(4)施工作业条件。电缆头制作前,应先到预定的施工现场进行察看,以审视安装场地是否符合所需安装条件。若在地下水较多地区,中间接头沟的一端须挖一集水坑,并且备有小型水泵。
1)有较宽的操作场地,施工现场应干净,并且备有220V交流电源。
2)在土质较松地区,要预先放好接头基础板(混凝土板或防腐处理的方木),板长应比接头两端各长700~1000mm。
3)作业场所环境温度应在0℃以上,相对湿度应在70%以下,严禁在雨、雪、风天气中施工。
4)高空作业应搭好平台,在施工部位上方搭建好帐篷,防止灰尘侵入。
5)变压器、高低压开关柜、电缆均安装完毕,电缆绝缘合格。
2.电缆头的制作要求
1)电缆终端头或电缆接头制作工作,应由经过培训有熟练技巧的技工担任;或在前述人员的指导下进行工作。
2)在制作电缆终端头与电缆中间接头前应做好检查工作,并且符合下列要求:
①相位正确。
②绝缘纸应未受潮,充油电缆的油样应合格。
③所用绝缘材料应符合要求。
④电缆终端头与电缆中间接头的配件应齐全,并且符合要求。
3)室外制作电缆终端头和电缆中间接头时,应在气候良好的条件下进行,并且应有防止尘土和外来污染的措施。
在制作充油电缆终端头和电缆中间接头时,对周围空气的相对湿度条件应严格控制。
4)电缆头从开始剥切到制作完毕必须连续进行,一次完成,以免受潮。剥切电缆时不得伤及线芯绝缘。包缠绝缘时应注意清洁,防止杂质和潮气侵入绝缘层。
5)高压电缆在绕包绝缘时,与电缆屏蔽应有不小于5mm间隙;绕包屏蔽时,与电缆屏蔽应有不小于5mm的重叠。
绝缘纸(带)的搭叠应均匀,层间应无空隙和折皱。
6)电缆终端头的出线应保持必要的电气间距,其带电引上部分之间及至接地部分的距离应符合表2-15的规定。终端头引出线的绝缘长度应符合表2-16的规定。
表2-15 电缆头带电部分之间及至接地部分的距离
表2-16 电缆头引出线最小绝缘长度
7)电缆终端头、电缆中间接头的铅封工作应符合下列要求:
①搪铅时间不宜过长,在铅封未冷却前不得撬动电缆。
②铝护套电缆搪铅时,应先涂擦铝焊料。
③充油电缆的铅封应分两层进行,以增加铅封的密封性。铅封和铅套均应加固。
8)灌胶前,应将电缆终端头或电缆中间接头的金属(瓷)外壳预热去潮,避免灌胶后有空隙。环氧复合物应搅拌均匀,在浇灌时应小心,防止气泡产生。
9)电缆终端头、电缆中间接头以及充油电缆的供油管路均不应有渗漏。直埋电缆中间接头盒的金属外壳及电缆金属护套,均应做防腐处理。
对于象鼻式电缆终端头,应根据设计要求做好其防震措施。
10)单芯电缆护层保护器应密封良好,并且应装在不易接触、易观察的地方,否则,应装设防护遮拦。
11)充油电缆供油系统的安装应符合下列要求:
①供油系统与电缆间应装有绝缘管接头。
②表计应安装牢固,室外表计应有防雨措施;施工结束后应进行整定。
③调整压力油箱的油压,使其在任何情况下都不应超过电缆允许的压力范围。
12)控制电缆在下列情况下可有电缆接头,但是必须连接牢固,并且不应受到机械拉力:
①当敷设的长度超过其制造长度时。
②必须延长已敷设竣工的控制电缆时。
③当消除使用中的电缆故障时。
13)控制电缆终端头可采用干封或环氧树脂浇铸,制作方法同电力电缆终端头。其制作步骤如下:
①按实际需要长度,量出切割尺寸,打好接地卡子,即可剥去钢带和铅包。
②剥除铅包后,先将线芯间的填充物用刀割去,分开线芯,穿好塑料套管,在铅包切口处向上30mm一段线芯上,用聚氯乙烯带包缠3~4层,边包边涂聚氯乙烯胶,然后套上聚氯乙烯控制电缆终端套。
③套好聚氯乙烯终端套以后,其上口与线芯接合处再用聚氯乙烯带包缠4~5层,边包边刷聚氯乙烯胶。若在同一个配电柜内有许多控制电缆终端头,则应保持剥切高度一致,以利美观。
14)电力电缆的终端头、电缆中间接头的外壳与该处的电缆金属护套及铠装层均应良好接地。接地线应采用铜绞线,其截面不宜小于10mm2。
单芯电力电缆金属护层的接地应按设计规定进行。
15)电缆头固定应牢固,卡子尺寸应与固定的电缆相适应,单芯电缆、交流电缆不应使用磁性卡子固定,塑料护套电缆卡子固定时要加垫片,卡子固定后要进行防腐处理。
3.电缆终端头制作
(1)低压塑料电缆终端头。低压塑料电缆终端头结构如图2-20所示,其制作方法如下:
图2-20 低压塑料电缆终端头
1)确定剖切尺寸。将电缆末端按规定尺寸固定好,留取的末端长度稍大于所规定的尺寸。
2)剥除电缆护套。根据电压等级适当剥切电缆护套及布带(纸带),芯线中的黄麻应切除。分芯时应注意芯线的弯曲半径不应小于芯线直径(包括绝缘层)的3倍。
3)套上分支手套。分支手套用于多芯电缆,其型号选择应依据电缆芯线数及电缆截面确定。在套分支手套时,可在其内层先包缠自粘性橡胶带,包缠的层数以手套套入时松紧合适为准。在手套外部的根部和指部,用自粘性橡胶带或聚氯乙烯胶粘带包缠防潮锥并密封。
4)擦净芯线绝缘。用汽油或苯湿润的白布擦净芯线绝缘(必要时用锉刀或砂纸),但是橡皮绝缘电缆不可用大量溶剂擦洗,以免损坏绝缘。
5)按要求连接接线端子。
6)包缠芯线绝缘。将电缆末端的绝缘削成圆锥形,然后用自粘性橡胶带包缠成防潮锥,0.5kV电缆用聚氯乙烯胶粘带包缠。
7)包缠芯线相色。用黄、绿、红三种颜色的聚氯乙烯胶粘带按相别从线端开始,经防潮锥向手套指部方向包缠,而后再从手套指部返回到线端。在分相色胶带外,还需用透明聚氯乙烯绝缘带包缠保护,以防相色褪色。
8)加装防雨罩。3kV户外电缆需加装防雨罩,在芯线末端距裸露芯线70~80mm处,用聚氯乙烯胶粘带包缠突起的防雨罩座,然后套上防雨罩,用自粘性橡胶带包缠并固定,再包缠相色聚氯乙烯胶粘带与透明聚氯乙烯绝缘带。
9)按要求固定电缆头。
(2)10kV交联电力电缆热缩型终端头。传统的环氧树脂浇注式电缆终端头附件不能用于聚乙烯交联电缆,但是热缩型电缆终端头附件适用于油浸纸绝缘电缆,也适用于聚乙烯交联电缆,并取代了传统的制作工艺。其制作方法如下:
1)剥除内、外护套和铠装。电缆一端切割应整齐,并固定在制作架上。根据电缆终端头的安装位置至用电设备或线路之间的距离,确定剥切尺寸。外护套剥切尺寸(电缆端头至剖塑口的距离),一般要求户内为550mm,户外为750mm。在外护套断口以上30mm处用截面1.5mm2铜线扎紧,然后用钢锯沿外圆表面锯至铠装厚度的2/3,剥去至端部的铠装。从铠装断口以上留20mm,剥去至端部的内护层,割去填充物。如图2-21所示,并且将线芯分开成三叉形。
图2-21 10kV交联电缆终端头剥切尺寸
2)焊接接地线。将铠装打磨干净,刮净屏蔽层。将软铜编织带分成3股,分别在每相的屏蔽层上用截面1.5mm2铜线缠扎3圈并焊牢,再将软铜编织带与铠装焊牢,从下端引出接地线,以使电缆在运行中铠装及屏蔽层都良好接地。
3)固定三叉手套。线芯三叉处是制作电缆终端头的关键部位。先在三叉处包缠填充胶,使其呈橄榄形,最大直径应比电缆外径大15mm。填充胶受热后能与其相邻材料紧密黏结,以消除气隙,增强绝缘。套装三叉手套用液化气烤枪加热固定热缩手套时,应从中部向两端均匀加热,以利排除内部残留的气体。
4)剥铜屏蔽层,固定应力管。如图2-22所示,从三叉手套指端以上35mm处用胶带临时固定,剥去至电缆端部的铜屏蔽层之后,便可看到灰黑色交联电缆的半导电保护层。在铜屏蔽层断口向上保留20mm半导电层,将其余剥除,并用四氯乙烯清洗剂擦净绝缘层表面。固定安装热缩应力管时,从铜屏蔽层切口向下量取20mm并作一记号,该点即为应力管的下固定点。用液化气烤枪沿底端四周均匀向上加热,使应力管缩紧固定,再用细砂布擦除应力管表面杂质。
图2-22 热缩三叉手套和应力管安装
5)压接接线端子和固定绝缘管。剥除电缆芯线顶端一段绝缘层,其长度约为接线端子孔深加5mm。将绝缘层削成“铅笔头”,并套入接线端子,用液压钳压接。在“铅笔头”处包绕填充胶,填充胶上部要搭盖住接线端子10mm,下部要填实线芯切削部分,使之成橄榄状,以密封端头。然后,将绝缘管分别从线芯套至三叉手套根部,上部应超过填充胶10mm,以保证线端接口密封。再按上述方法加热固定后,套入密封管、相色管,经加热紧缩,即完成了户内热缩电缆头的制作。
对于户外热缩电缆头,在安装固定密封管和相色管之前,还须先分别安装固定三孔防雨裙和单孔防雨裙。
6)固定二三孔防雨裙和单孔防雨裙。将三孔防雨裙套装在三叉手套指根上方(即从三叉手套指根至三孔防雨裙孔上沿)100mm处,第一个单孔防雨裙孔上沿距三孔防雨裙孔上沿170mm,第二个单孔防雨裙孔上沿距第一个单孔防雨裙孔上沿60mm。对各防雨裙分别加热缩紧固定后,套装密封管和相色管,再分别加热缩紧固定,即完成了室外电缆终端头的制作,如图2-23所示。
图2-23 交联电缆热缩型户外终端头
(3)10kV油浸纸绝缘电力电缆热缩型终端头制作。10kV油浸纸绝缘电力电缆热缩型终端头附件包括聚氯四氟乙烯带、隔油管、应力管、耐油填充胶、三叉手套、绝缘管、密封管和相色管等,户外热缩型终端头还有三孔、单孔防雨裙。其制作方法如下:
1)剥麻被护层、铠装和内垫(护)层。电缆一端固定在制作架上,确定从电线端部到剖塑口的距离,一般户内取660mm。户外取760mm,并用截面1.5mm2铜线或钢卡在该尺寸处扎紧,剥去至端部的麻被护层,如图2-24所示。在麻被护层剖切口向上50mm处用钢带打一固定卡,并将铜编织带接地线卡压在铠装上,再剥去至端部的铠装。这时可见由沥青及绝缘纸构成的内垫层紧紧绕粘在铅包外表面,可用液化气烤枪加热铅包表面的沥青及绝缘纸,加热时应注意烘烤均匀,以免烧坏铅包。用非金属工具将沥青及绝缘纸等内垫层剥除干净。
图2-24 10kV油浸纸绝缘电缆终端头剥切尺寸
2)焊接接地线,剥铅包,胀管。将内垫层剥除干净后,在铠装断口向上120mm段用锉刀打磨干净,作为铜编织带接地线焊区,用截面1.5mm2铜线将接地线缠绕3圈后焊牢。将距铠装断口120mm处至端部的铅包剥除,用胀管钎将铅包口胀成喇叭口,喇叭口应圆滑、无毛刺,其直径为铅包直径的1.2倍。从喇叭口向上沿统包纸绝缘层20mm处,用绝缘带缠绕5~6圈,以增加三叉根部的强度。用手撕去至端部的统包纸绝缘层,把线芯轻轻分开。
3)固定隔油管和应力管。电力电缆线芯部分的洁净度会影响电缆终端头的制作质量,所以应戴干净手套用四氯乙烯清洗剂清除线芯表面的绝缘油及其他杂质。为了改善应力分布,还应在线芯表面涂抹一层半导体硅脂,然后用耐油四氟带从三叉根部沿各线芯绝缘的绕包方向分别半叠绕包一层,以起阻油作用。套入隔油管至三叉根部,用液化气烤枪从三叉根部开始烘烤,先内后外、由下而上均匀加热,使隔油管收缩固定,收缩后的隔油管表面应光亮。将固定好的隔油管表面用净布擦干净后,距统包纸绝缘层20mm处套入应力管,用同样方法加热固定。应力管主要用来改善电场分布,使电场均匀,以免发生放电击穿故障。
4)绕包耐油填充胶和固定三叉手套。三叉口处制作是电缆终端头制作的关键。由于三叉口处易形成气隙,易发生绝缘击穿故障,所以须用耐油填充胶填充,受热后使其与相邻材料紧密粘结,以消除气隙和加强绝缘,同时还具有一定的堵油作用。在应力管下口到喇叭口下10mm处用填充胶绕包,再用竹签将线芯分叉口压满并填实。在喇叭口上部继续用填充胶绕包成橄榄状,使其最大直径约为电缆直径的1.5倍。套入三叉手套,应使指套根部紧靠三叉根部,可用布带向下勒压。加热时,先从三叉根部开始,待三叉根部一圈收紧后,再自下而上均匀加热使其全部缩紧。三叉手套用低阻材料制成,这样可使应力管与接地线有一良好的电气通路,也保证了电缆端部密封。
5)压接线端子和固定绝缘管。缆芯端部绝缘层剥除长度为接线端子孔深加5mm。将绝缘层削成“铅笔头”,套入接线端头并用液压钳压接。用耐油填充胶在“铅笔头”处绕包成橄榄状,要求绕包住隔油管和接线端子各10mm,以达到堵油和密封的效果。将绝缘管套至三叉口根部,上端应超过耐油填充胶10mm,用同样方法由下而上均匀加热,使绝缘套管收缩贴紧,再套入密封管、相色管后,终端头即制作完成。
对于室外油浸式电缆终端头,还需安装固定三孔、单孔防雨裙,其安装固定方法与10kV交联电缆终端头的三孔、单孔防雨裙固定方法相同,如图2-25所示。此外,还有更为便捷的冷缩式橡塑型电缆头附件(QS2000系列),使用时无须专用工具和热源,在易燃易爆等场所使用尤为方便。
图2-25 油浸纸绝缘电线热缩型户外式终端头
4.电缆中间接头制作
(1)低压塑料电缆中间接头。中间接头主要包括导体的连接、绝缘的加强、防水密封和机械保护几个基本部分。低压塑料电缆中间接头常用热缩管接头、硬塑料管接头、成形塑料管接头,以上接头内部都不加绝缘胶。制作时从开始剥切到制作完毕,必须连续进行,中间不得停顿,以免受潮。其制作方法如下:
1)根据接头盒、管的规格,按图2-26的尺寸,剥去电缆内外护层。
图2-26 低压塑料电缆中间接头
2)电缆一侧用塑料布包封,套上接头套管。留20mm,包缠布带,扎牢三芯根部。
3)根据接管长度,切去线芯绝缘。擦净线芯后,将线芯套上接管,进行压接。
4)按图2-26的长度,在线芯上包缠塑料带2层,接管上包缠4层,包缠长200mm。
5)四芯中间加塑料带卷,使相间距离保持10mm后扎紧四芯。
6)按图2-26(a)套上大于电缆直径1倍的热缩管,管内涂热溶胶后加热密封。加热时应特别注意加热时间和加热长度,并按一定方向转圈,不停地进行加热收缩,防止出现气泡和局部烧伤,以保证接头绝缘强度。按图2-26(b)两端包缠塑料带后套入塑料管,再用塑料带封好,并涂胶合剂。按图2-26(c)套入成型塑料管接头,用扳手上紧两端橡胶垫。
7)封焊接地线,并用钢带卡子压牢。
8)将接头用塑料布包缠两层后用塑料带扎紧,将接头放入水泥保护盒内或砌砖沟内加盖保护。如果是直埋电缆中间接头,制作完后外面还要浇一层沥青。
(2)高压电缆中间接头。高压电缆中间接头有铅套管式、环氧树脂浇注式、热缩式等。现以铅套管式中间接头为例,介绍10kV电缆中间接头各部分做法,如图2-27所示。
图2-27 10kV电缆中间接头及铅套管
1—混凝土保护盒;2—混凝土盒内上下均用细土填实;3—垫以沥青麻填料;4—电缆麻护层;5—油浸木制端头堵;6—将钢带与铅包用铅焊接在一起;7—电源侧电缆封铅后,挂上接头铭牌;8—封铅(铅65%+锡35%);9—统包绝缘外包油浸黑蜡布;10—铅套管;11—加剂孔封铅;12—加剂孔;13—瓷隔板;14—相绝缘外缠油浸黑蜡布;15—电缆钢带保护层;16—用1.0mm2铜绑线3匝扎牢;17—电缆铅皮;18—沥青绝缘剂;19—相绝缘外包油浸黑蜡布;20—铅管外涂三层热沥青,缠两层高丽纸;21—用六层油浸白纱布带将三芯扎牢;A—中心至钢带的距离;B—中心至环形深痕的距离
1)铅套管。铅套管如图2-28所示,图中尺寸见表2-17。
图2-28 铅套管示意图
表2-17 铅套管尺寸表
2)电缆中间接头保护盒。电缆中间接头一般应设置在钢筋混凝土保护盒内,其外形如图2-29所示。
图2-29 电缆中间接头保护盒