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交聯電纜接頭的電纜是一種用以傳輸電能信息和實現電磁能轉換的線材產品。既有導體和絕緣層,有時還加有防止水份侵入的嚴密內護層,或還加機械強度大的外護層,結構較為復雜,截面積較大的產品叫做電纜。 接頭故障原因分析 由于電纜附件種類、形式、規格較多;質量參差不齊;施工人員技術水平高低不等;電纜接頭運行方式和條件各異,致使交聯電纜。 交聯電纜是交聯聚乙烯絕緣電纜的簡稱。交聯電纜適用于工頻交流電壓500KV及以下的輸配電線路中。目前高壓電纜絕大部分都采用了交聯聚乙烯絕緣。 接頭發生故障的原因各不相同。由于交聯電纜與油紙電纜的介質不同,接頭發生故障的原因有很大的差異,油紙電纜接頭發生故障主要是絕緣影響,而交聯電纜接頭發生故障主要是導體連接。交聯電纜允許運行溫度高,對電纜接頭就提出了更高的要求,使接頭發熱問題就顯得更為突出。接觸電阻 電阻 電阻,物質對電流的阻礙作用就叫該物質的電阻。電阻小的物質稱為電導體,簡稱導體。電阻大的物質稱為電絕緣體,簡稱絕緣體。 過大、溫升加快、發熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚,又使接觸電阻更大,溫升更快。如此惡性循環,使接頭的絕緣層破壞,形成相間短路,引起爆炸燒毀。造成接觸電阻增大的原因有以下幾點。 1、壓力不夠。 現今有關資料在制作接頭工藝及標準圖中只提到電纜連接時每端的壓坑數量,而沒有詳述壓接面積和壓接深度。施工人員按要求壓夠壓坑數量,效果如何無法確定。不論是哪種形式的壓力連接,接頭電阻主要是接觸電阻,而接觸電阻的大小與接觸力的大小和實際接觸面積的多少有關,與使用壓接工具的出力噸位有關。造成導體連接壓力不夠的主要原因有以下3點。 (1)壓接機具壓力不足。近年壓接機具生產廠家較多,管理混亂,沒有統一的標準,特別是近年生產的機械壓鉗,壓坑不僅窄小,而且壓接到位后上下壓模不能吻合;還有一些廠家購買或生產國外類型壓鉗,由于執行的是國外標準,與國產導線標稱截面不適應,壓接質量難保證。 (2)連接金具空隙大。現在交聯電纜接頭多數單位使用的連接金具,還是油紙電纜按扇型導線生產的端子。 端子通常指由銅材等沖制而成的連接器接觸件。端子是連接電氣線路的常用元件,主要在器件與組件、組件與機柜、系統與子系統之間起電連接和信號傳遞的作用,并且盡量保持系統與系統之間不發生信號失真和能量損失的變化。和壓接管。從理論上講圓型和扇型線芯的有效截面是一樣的,但從運行實際比較,二者的壓接效果相差甚大。由于交聯電纜導體是緊絞的圓型線芯,與常用的金具內徑有較大的空隙壓接后達不到足夠的壓縮力。接觸電阻與施加壓力成反比,因此將導致增大。 (3)假冒偽劣產品質量差。假冒偽劣金具不僅材質不純,外觀粗糙,壓后易出現裂紋,而且規格不準,有效截面與正品相差很大,根本達不到壓接質量要求,在正常情況下運行發熱嚴重,負荷稍有波動必然發生故障。3、截面不足將交聯電纜與油紙電纜的允許載流量,在環境溫度為25℃時,進行比較得出的結論是:ZQ2—3×240油紙銅芯電纜可用YJV22-3×150交聯銅芯電纜替代。因為YJV22-3×150交聯電纜的允許載流量為476A;而ZQ2-3×240油紙電纜的允許載流量為420A,還超出56A。ZLQ2-3×240可用YJLV22-31×50替代,因為交聯3×150鋁芯電纜的載流量為364A,而油紙3×240鋁芯電纜的載流量才320A,交聯電纜還超出44A。如果用允許載流量計。 流量計是指示被測流量和(或)在選定的時間間隔內流體總量的儀表。流量計在生活中廣泛應用,有轉子流量計、節流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等,算,150mm2交聯電纜與240mm2油紙電纜基本相同,或者說150mm2交聯電纜應用240mm2的金具連接才能正常運行。由此可見連接金具截面不足將是交聯電纜接頭發熱嚴重的一個重要原因。4、散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭,不僅繞包絕緣較電纜交聯絕緣層為厚,而且外殼內還注有混合物,就是最小型式的熱縮接頭,其絕緣和保護層還比電纜本體增加一倍多。這樣無論何種型式的接頭均存在散熱難度。現行各種接頭的絕緣材料。 絕緣材料又稱電介質。通俗講絕緣材料就是能夠阻止電流在其中通過的材料,即不導電材料。常用的絕緣材料有:氣體:如空氣、六氟化硫等。液體:如變壓器油、電纜油、電容器油等;固體材料:包括兩類,一是無機絕緣材料,如云母、石棉、電瓷、玻璃等,另一類是有機物質,如紙、棉紗、木材、塑料等。 耐熱性能較差,J-20橡膠自粘帶正常工作溫度不超過75℃;J-30也才達90℃;熱縮材料的使用條件為-50~100℃。當電纜在正常負荷運行時,接頭內部的溫度可達100℃,當電纜滿負荷時,電纜芯線溫度達到90℃,接頭溫度會達140℃左右,當溫度再升高時,接頭處的氧化膜加厚,接觸電阻隨之加大,在一定通電時間的作用下,接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物,導致故障發生。綜上所述增加連接金具接點的壓力、降低運行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進連接金具的結構尺寸、選用優質標準的附件、嚴格施工工藝是降低接觸電阻的幾個關鍵因素。 2、工藝不佳,主要是指電纜接頭施工人員在導體連接前后的施工工藝。 (1)連接金具接觸面處理不佳。無論是接線端子或連接管,由于生產或保管的條件影響,管體內壁常有雜質、毛刺和氧化層存在,這是不為人們重視的缺陷,但對導體連接質量的影響,頗為嚴重。特別是鋁表面極易生成一層堅硬而又絕緣的氧化鋁薄膜,使鋁導體的連接要比銅導體的連接增加不少麻煩,工藝技術的嚴格性也要高得多。造成連接(壓接、焊接和機械連接)發熱的主要原因,除機具、材料性能因素外,關鍵是工藝技術和責任心。施工人員不了解連接機理,沒有嚴格按工藝要求操作,就會造成連接處達不到電氣和機械強度。運行證明當壓接金具與導線的接觸表面愈清潔,在接頭溫度升高時,所產生的氧化膜就愈薄,接觸電阻就愈小。 (2)導體損傷。交聯絕緣層強度較大剝切困難,環切時施工人員用電工刀左劃右切,有時干脆用鋼鋸環切深痕,往往掌握不好而使導線損傷。剝切完畢雖然不很嚴重,但在線芯彎曲和壓接蠕動時,會造成受傷處導體損傷加劇或斷裂,壓接完畢不易發現,因截面減小而引起發熱嚴重。 (3)導體連接時線芯不到位。導體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm,但因產品孔深不標準,易造成剝切長度不夠,或因壓接時串位使導線端部形成空隙,僅靠金具壁厚導通,致使接觸電阻增大,發熱量增加。 交聯電纜接頭運行狀況,6-10KV高壓動力電纜在水利工程和電力系統運用非常廣泛,其完好的接頭和附件對機電設備安全、經濟、可靠運行和供電安全是非常重要的。設計良好、施工合理的電纜接頭,經實際運行證明,在大多數情況下是可以長期使用的。但交聯電纜由于載流能力強,電流密度大,對導體連接質量要求就更為嚴格。對接頭所要求機械的電氣的條件日益從嚴越來越高,特別是6-10KV電動機電纜,各種接頭將經受很大的熱應力和較高激烈程度與持續時間的短路電流的影響。所以說交聯電纜附件也不是附屬的,更不是次要的部件,它與電纜是同等重要,必不可少的部件,也是與安全運行密切相關的關鍵產品。交聯電纜在國外已普遍應用,國內廣泛采用雖然僅10余年,目前還存在一些問題,但隨著技術的發展,附件的配套,質量的提高,工藝的完善,de 已有替代油紙電纜的趨勢具有廣闊、深遠的發展前景。 |
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