5.2.1.1 电缆终端与中间接头的分类、结构特点和现行标准
我国35kV及以下电缆终端和中间接头的制造是从20世纪60年代初开始定点生产的,至今已有40余年了。70年代以前主要生产的是油浸纸绝缘电缆用附件及金具。80年代开始生产挤包绝缘电缆用绕包式附件的带材以及热收缩电缆附件。90年代初,开始生产预制式电缆附件,随后也开展了冷收缩电缆附件的研制工作,并有部分的冷收缩部件投放市场。目前,国外普遍使用的35kV及以下电缆的各种电缆附件,我国基本上都已能生产制造并且广泛使用。
5.2.1.1.1 电缆终端与中间接头的分类
35kV及以下电缆终端和中间接头的品种很多。习惯上,按照它们的用途和主体绝缘成型的工艺来分类。表5-2-1-1是按照它们的用途进行的分类,它反映了各种电缆附件在电缆线路中的部位及其作用。
按主绝缘成型工艺分类的品种见表5-2-1-2。
表5-2-1-3是综合表5-2-1-1和表5-2-1-2所示的各种电缆附件的特性比较。
表5-2-1-1 35kV及以下电缆终端和中间接头按用途来分类的品种
表5-2-1-2 35kV及以下电缆终端和中间接头按主绝缘成型工艺分类的品种
表5-2-1-3 各种电缆附件特性比较
35kV及以下电缆终端和中间接头通常按下列方法命名:
(1)挤包绝缘电缆附件的名称由主体绝缘成型工艺加附件的用途名称表示,例如热收缩户外终端、绕包式直通接头等。
(2)油浸纸绝缘电缆传统式附件品种名称,一般是按工厂提供的盒体材料、结构加上附件的用途名称表示,例如瓷套式户外终端、铅套管式直通接头等。
(3)电缆直接接入设备的设备终端的名称,通常是按接入方式来命名的,例如可以与设备分开而不损坏自身结构的电缆终端称为可分离电缆终端或插拔式电缆终端。
图5-2-1-1为目前常用的35kV及以下电缆终端和中间接头品种的产品分类框图。
5.2.1.1.2 电缆终端和中间接头的基本技术要求
安装竣工后的电缆终端和中间接头应满足以下的基本技术要求:
(1)导体连接良好。对于终端,电缆导电线芯与出线杆、接线端子之间要连接良好;对于中间接头,电缆导体与连接管之间要连接良好。要求连接点的接触电阻小而且稳定。与同长度同截面导线的电阻相比,对新装的电缆终端和中间接头,其比值应不大于1;对已运行的电缆终端和中间接头,其比值应不大于1.2。
(2)绝缘可靠。要有能满足电缆线路在各种状态下长期安全运行的绝缘结构,所用绝缘材料不应因在运行条件下加速老化而导致降低绝缘的电气强度。
(3)密封良好。结构上要能有效地防止外界水分和有害物质侵入到绝缘中去,并能防止附件内部的绝缘剂向外流失,避免“呼吸”现象发生,保持气密性。
(4)有足够的机械强度。能适应各种运行条件,能承受电缆线路上产生的机械应力而不受损伤。
(5)防腐蚀。能防止环境对电缆终端和中间接头的腐蚀。
5.2.1.1.3 电缆终端和中间接头的型号
已经颁发的11个国家机械行业标准(见5.2.1.1.4)分别对各种类型的终端和中间接头的型号的组成和排列顺序作了明确规定。不同类型的终端和中间接头的型号的组成和排列顺序有差异,但是有共同规律性。掌握这一规律,就可以在品种繁多的电缆附件“堆”里,方便地从一个给定的型号判断出它所对应的电缆终端或中间接头种类和规格。
当然,确切地判断还需对照相应的产品标准,在本书5.2.1至5.2.6中,具体介绍35kV及以下各类终端和中间接头结构特点时,也将再介绍35kV及以下各类终端和中间接头确切的型号确定方法。
35kV及以下电缆终端和中间接头的型号的一般规定如下:
图5-2-1-1 35kV及以下电缆附件的分类框图
示例:
(1)JRB-2-33 JB6464—92。表示8.7/10kV三芯直通型电力电缆绕包式中间接头,第2次设计。
(2)WCTJ-3-51 JB6465—92。表示21/35kV或26/35kV单芯挤包绝缘电缆户外型瓷套式终端,第3次设计。
(3)JRS-2-33 JB7830—1995。表示8.7/10kV三芯挤包绝缘电缆直通型热收缩式中间接头,第2次设计。
(4)NYZ-1-51 JB/T8503.1—1996。表示26/35kV单芯电力电缆户内预制型终端,第1次设计。
(5)JYZ-2-33 JB/T8503.2—1996。表示8.7/10kV三芯电力电缆直通型预制接头,第2次设计。
5.2.1.1.4 电缆终端和中间接头的现行标准
20世纪80年代后期,我国电线电缆行业协会和上海电缆研究所开始进行中低压电缆附件的标准化工作,着手制定35kV及以下电缆附件的基础标准和产品标准。迄今已制定了4个国家标准和11个行业标准。
国际电工委员会(IEC)在各会员国要求下,于1991年筹划制定电缆附件标准,经过多次征求意见和修改,于1997年3月至5月先后颁布了6~30kV挤包绝缘电缆附件、纸绝缘电缆附件以及电缆附件试验方法等三个标准。
上述这些国家标准(GB)、行业标准(JB)和IEC标准的标准号和名称如下:
(1)GB电缆附件标准:
GB11033《额定电压26/35kV及以下电缆附件的基本技术要求》。
GB5589《电缆附件试验方法》。
GB9327《电缆导体压缩和机械连接接头试验方法》。
GB14315《电线电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》。
(2)JB电缆附件标准:
JB6464《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型绕包式接头》。
JB6465《额定电压26/35kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》。
JB6466《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型瓷套式终端》。
JB6468《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型绕包式终端》。
JB7829《额定电压26/35kV及以下电力电缆直通型热收缩式接头》。
JB7830《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆直通型热收缩式接头》。
JB7831《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆户内型、户外型浇铸式终端》。
JB7832《额定电压8.7/10kV及以下电力电缆直通型浇铸式接头》。
JB/T8503.1《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆户内型、户外型预制件装配式终端》。
JB/T8503.2《额定电压26/35kV及以下塑料绝缘电力电缆直通型预制件装配式接头》。
(3)IEC电缆附件标准:
IEC60502—4 额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第4部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆附件试验要求。
IEC60055—1 额定电压18/30kV及以下纸绝缘金属护套电缆(带有铜或铝导体,但不包括压气和充油电缆)第1部分:电缆及附件试验。
IEC61442 额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电力电缆附件试验方法。
5.2.1.2 制作电缆终端与中间接头所需要的工具
由于电缆终端和中间接头种类很多,施工方法各异,使用的工具、器材不尽相同,本章只就通用工具、器材进行介绍,各种专用器材在有关电缆终端和中间接头制作的章节中,另行介绍。
5.2.1.2.1 常用工器具
电缆工程中无论制作终端或制作中间接头,常用的工器具有压接模具、压接钳。
(1)压接模具(GB14315—93)。
电缆导体与接线端子连接时,有的采用压接方法。压接方式有局部压接和整体围压两种。由于电缆导体材料有铝芯和铜芯之分,因而压接模具也不同。
1)铝芯局部压接模具。图5-2-1-2所示为电缆铝芯局部压接阳模,其结构尺寸见表5-2-1-4。图5-2-1-3所示为电缆铝芯局部压接阴模,其结构尺寸见表5-2-1-5。
图5-2-1-2 电缆铝芯局部压接阳模
图5-2-1-3 电缆铝芯局部压接阴模
表5-2-1-4 电缆铝芯局部压接阳模尺寸
表5-2-1-5 电缆铝芯局部压接阴模尺寸
注 阴模长度有三种规格,短模易使连接管变形,宜用长者。
2)铜芯局部压接模具。图5-2-1-4所示为电缆铜芯局部压接阳模,其结构尺寸见表5-2-1-6图5-2-1-5所示为电缆铜芯局部压接阴模,其结构尺寸见表5-2-1-7。
图5-2-1-4 电缆铜芯局部压接阳模
图5-2-1-5 电缆铜芯局部压接阴模
表5-2-1-6 电缆铜芯局部压接阳模尺寸
表5-2-1-7 电缆铜芯局部压接阴模尺寸
3)整体围压模具。图5-2-1-6所示为整体围压用的压模,其结构尺寸见表5-2-1-8。
图5-2-1-6 整体围压用的压模(单位:mm)
表5-2-1-8 整体围压用的压模尺寸
(2)压接钳。
压接钳种类很多,有手动的、脚踏的、机械的、油压的、局部压接的、整体围压的,也有通用局部压接和整体围压的(配有不同模具)。电缆施工中应尽量选用轻便的。
1)QYS—12型导体油压压接钳(适用压模标准GB 14315—93)。QYS—12型导体压接钳使用点压模具,具有重量轻、压力大、操作简便、不受方向限制等特点,图5-2-1-7所示为其外形及结构,主要参数如下:
最大工作力:12t。
压接铝或铜导体截面:16~240mm2。
活塞工作压力:60MPa。
净重(不包括模具):不大于4kg。
手动油压压接钳除了上面介绍的QYS—12型外,还有QYS—18型和QYS—300—1型。QYS—18型油压压接钳使用点压模具,用于截面为16~240mm2的铝或铜导体压接。QYS—300—1型油压压接钳使用围压模具,用于截面在300mm2以内的铝或铜导体压接。
2)QYS—18型机械压接钳(适用压模标准GB 14315—93)。QYS—18型导体压接钳使用整体围压模具,压力传递稳定可靠,压力大,操作简便,只有在压坑深度达到规定的数值时压模才能复位,所以压接质量可靠。图5-2-1-8所示为其外形及结构,主要参数如下:
最大工作力:18t。
压接铝或铜导体截面:16~240mm2。(www.daowen.com)
净重(不包括模具):3.8kg。
手动机械压接钳除了上面介绍的QYS—18型以外,还有QYS—24型和QYS—150型。QYS—24型机械压接钳使用围压模具,用于截面为16~240mm2的铝或铜导体压接。QYS—150型机械压接钳使用围压模具,用于截面在16~150mm2以内的铝或铜导体压接。
5.2.1.2.2 专用工具
(1)剖塑刀。
剖塑刀用以切割聚氯乙烯护套,使用方便、安全,制作简单,刀的下端有一脚形托,扣在护套上用力拉,即可切割塑料护套。剖塑刀如图5-2-1-9(a)所示。
图5-2-1-7 QYS—12型导体压接钳(单位:mm)
(a)压接钳外形;(b)压接钳结构
图5-2-1-8 QYS—18型机械压接钳(单位:mm)
(a)压接钳外形;(b)压接钳结构
图5-2-1-9 剖塑刀和割塑钳
(a)剖塑刀;(b)割塑钳1—刀片;2—固定刀片螺栓
(2)割塑钳。
图5-2-1-9(b)所示为割塑钳,用以割断交联聚乙烯绝缘,使用方便,利用钳口上的螺丝可以调节刀片位置,防止误伤导体。
(3)削塑刀。
LTD35—60型削塑刀,用于中低压交联聚乙烯绝缘电缆切削主绝缘层,适用于外径为35~60mm的电缆。
(4)半导电层削切刀。
LBD35—60型半导电层削切刀,用于中低压交联聚乙烯绝缘电缆切削绝缘外半导电层。用该刀操作不易损伤绝缘,适用于外径为35~60mm的电缆。
5.2.1.3 通用安装材料
(1)包绕绝缘材料。
电缆终端和中间接头制作,都要包绕附加绝缘、屏蔽层、密封层和护层,需要使用各种绝缘包带、屏蔽包带、护层包带等。现将绝缘带的种类及其性能分述如下。
1)J—50型高压绝缘自黏带。J—50型高压绝缘自黏带有两种规格,适用于导体连续运行温度不超过90℃,运行电压不超过110kV的挤包绝缘电缆的终端和中间接头的增绕绝缘,也适用于其他场合的绝缘防水密封,但不适用于严重污染环境。J—50的产品规格及主要技术指标分别见表5-2-1-9和表5-2-1-10。
表5-2-1-9 J—50型高压绝缘自黏带规格 单位:mm
2)ZRJ—20型阻燃自黏带。ZRJ—20型阻燃自黏带适用于导体连续运行温度不超过70℃的10kV及以下的挤包绝缘电缆的终端和中间接头,有阻燃性能,规格与J—50型相同,机械性能略低于J—50型。
3)自黏性应力控制带。自黏性应力控制带厚度0.8mm,宽度25mm,适用于导体连续运行温度不超过90℃的35kV及以下电压等级的挤包绝缘电缆终端中的应力控制结构,其技术性能见表5-2-1-11。
表5-2-1-10 J—50型高压绝缘自黏带技术指标
表5-2-1-11 自黏性应力控制带技术性能
4)J基自黏性橡胶带。J基自黏性橡胶带是一种具有良好耐水、耐酸、耐碱特性的包绕材料。有四种规格。J—10型适用于1kV及以下,正常工作温度不超过75℃的一般增绕绝缘和密封防水;J—20型适用于正常工作温度不超过75℃、3~10kV挤包绝缘电缆的终端和中间接头的绝缘保护;J—21型适用于10kV及以下的交联聚乙烯绝缘电缆中间接头的绝缘保护;J—30型适用于35kV交联聚乙烯绝缘电缆终端和中间接头中作包绕绝缘用。
自黏性橡胶带在拉伸包绕后经过一定时间,自行黏结成紧密的整体,但在空气中容易龟裂,因此绕包外面需覆盖两层黑色聚氯乙烯带。J基自黏性橡胶带有四种规格,见表5-2-1-12,其技术指标见表5-2-1-13。
表5-2-1-12 J基自黏性橡胶带规格 单位:mm
表5-2-1-13 J基自黏性橡胶带技术指标
5)聚氯乙烯胶黏带。聚氯乙烯胶黏带厚度0.12mm,宽度10mm、25mm,用于10kV及以下电压等级的电缆终端一般密封。
6)半导电乙丙自黏带。半导电乙丙自黏带厚度0.6mm,宽度25mm,适用于导体连续运行温度不超过90℃的110kV及以下的挤包绝缘电缆终端和中间接头的半导电屏蔽结构,其技术性能见表5-2-1-14。
7)双面半导电丁基胶布带。双面半导电丁基胶布带厚度0.25mm,宽度30mm,适用于10kV及以下电缆中间接头的内外屏蔽。
8)黑聚氯乙烯带。黑聚氯乙烯带厚度0.25mm,宽度25mm,用作电缆终端和中间接头最外层保护,无黏性,绕包末端要用绑线绑牢。
9)聚四氟乙烯带。聚四氟乙烯带厚度0.1mm,宽度25mm,绝缘性能好,但燃烧时产生剧毒气体,一般只在制作交联聚乙烯绝缘电缆终端时用作热塑化脱模用。
表5-2-1-14 半导电乙丙自黏带技术性能
10)自黏性硅橡胶带。自黏性硅橡胶带厚度0.5mm,宽度25mm,绝缘性能好,耐电晕,适用于10kV及以下电缆终端增绕绝缘。
(2)灌注绝缘材料。
需要灌注到各种电缆终端盒和中间接头盒内起到增强绝缘和密封防潮作用的材料,主要有沥青基绝缘胶、聚氨酯电缆胶、电缆复灌油、G20冷浇环氧剂、ZRH—20阻燃环氧冷浇剂等。
1)聚氨酯电缆胶。聚氨酯电缆胶有优良的性能,导热好,能很快地将电缆导体产生的热量散发出去;弹性好,在通过短路电流的情况下,导体也不会发生窜动,是一种很有前途的灌注绝缘材料。
2)G20冷浇环氧剂。G20冷浇环氧剂适用于10kV及以下的环氧树脂电缆终端和中间接头中。它是由厂家配制好的环氧树脂浇注剂,与固化剂配套分装供货,浇注温度应在15℃以上,使用方便。G20的物理机械性能见表5-2-1-15。
表5-2-1-15 G20冷浇环氧剂物理机械性能
3)ZRH—20阻燃环氧冷浇剂。ZRH—20阻燃环氧冷浇剂适用于10kV及以下的环氧树脂电缆终端和中间接头。也适用于有阻燃要求的其他场合。ZRH—20阻燃环氧冷浇剂的物理机械性能见表5-2-1-16。
表5-2-1-16 ZRH—20阻燃环氧冷浇剂物理机械性能
5.2.1.4 制作电缆终端和中间接头所需的部件
制作电缆终端和中间接头所需的部件有接线端子、连接管、分支连接管、接地线、终端盒和接头盒。现分述如下。
(1)接线端子(GB14315—93)。
接线端子又称接线耳。它的作用是连接电缆导体与设备端子。接线端子有铜端子、铝端子、铜铝过渡端子之分。具体选用视电缆导体材料的不同(铜芯或铝芯)、与设备连接的方式不同(铜芯连至铜接点设备,铝芯连至铝接点设备或铝芯连至铜接点设备)而定。
铜端子、铝端子、铜铝过渡端子都有成品供应。特殊情况下也可用T1、T2铜棒或铜管自制,或用L3铝材自制。
铜(铝)接线端子的形状如图5-2-1-10所示,其规格尺寸列于表5-2-1-17和表5-2-1-18中。
铜铝过渡接线端子的形状如图5-2-1-11所示,其规格尺寸见表5-2-1-19。
图5-2-1-10 DT(G)铜、DL铝接线端子
图5-2-1-11 DTL型铜铝过渡接线端子
表5-2-1-17 DT(G)系列铜接线端子尺寸表 单位:mm
注 型号中G代表用管材制造。
表5-2-1-18 DL系列铝接线端子尺寸表 单位:mm
表5-2-1-19 DTL系列铜铝过渡端子尺寸表 单位:mm
(2)连接管(GB14315—93)。
连接管是作为电缆中间接头的导体连接用。连接管有焊接铜连接管、压接铝连接管、压接铜连接管和铜铝过渡连接管之分。依据不同的连接方法(锡焊或压接)、不同的电缆导体材料(铜—铜连接、铝—铝连接、铝—铜连接)而定。
铜(铝)压接连接管的形状如图5-2-1-12所示,其规格尺寸见表5-2-1-20和表5-2-1-21。
堵油式铝连接管的形状如图5-2-1-13所示,其规格尺寸见表5-2-1-22。堵油式铜铝过渡连接管的形状如图5-2-1-14所示,其规格尺寸见表5-2-1-23。
图5-2-1-12 GT(L)型铜(铝)压接连接管
图5-2-1-13 GDL型堵油式铝连接管
(3)分支连接管和电缆分接箱。
图5-2-1-14 堵油式铜铝过渡连接管
在1kV配电电缆网络中,有时一条电缆要向两个负载线路供电,在这种运行方式下,构成了一条主电缆分出一条分支电缆的线路结构。一般分支部位选择在二根(主)电缆的连接处,这时相当于三根电缆(二根截面大些,一根截面小些)用连接管连接在一起,在这种情况下要使用特殊连接管——分支连接管。分支连接管的一端与一条主电缆导体连接,另一端与一条主电缆导体和一条分支电缆导体连接。分支连接管两端所适用的电缆导体截面积一端要适应于一条主电缆导体的截面积,另一端要适应于一条主电缆导体的截面积加上一条分支电缆导体截面积之和。例如一条95mm2的电缆要分支出一条25mm2的电缆,则分支连接管一端内径按95mm2截面积的电缆选用,另一端内径按95+25=120mm2截面积的电缆选用。对于铜芯电缆分支连接管可以采用锡焊焊接,也可以采用压接;铝芯电缆则采用压接连接。
表5-2-1-20 GT系列铜连接管规格尺寸表 单位:mm
表5-2-1-21 GL系列铝连接管规格尺寸表 单位:mm
表5-2-1-22 GDL系列堵油式铝连接管规格尺寸表 单位:mm
表5-2-1-23 GDTL系列堵油式铜铝过渡连接管规格尺寸表 单位:mm
分支连接管可以使用T2铜或L3铝自制。分支连接管成品较少。
在电缆配电网络中遇有分支较多的场合,可以采用电缆分接箱。电缆分接箱由电缆分接器和箱壳组成,适用于10kV及以下电缆馈电线路的电能接受和分配之用。电缆分接器中有一组共用母线可以与各进、出电缆线路终端相接。把电缆分接器和各进、出电缆终端置于箱壳内保护起来构成电缆分接箱。
(4)接地线。
当电缆线路或电力网络发生短路故障时,电缆导体将通过较大故障电流,在金属护套中产生的感应电压有可能击穿电缆内衬层,引起电弧,甚至将电缆金属护套烧熔成洞。为了避免发生这种事故,特别是防止穿越性短路电流导致电缆护套击穿,必须将电缆线路中除导体以外的金属部分(金属护套、金属屏蔽层、铠装层、电缆终端及中间接头的金属外壳、法兰等)用铜绞线或镀锡、铜编织线锡焊连接起来并与接地网连通,同时电缆各相金属构架之间也要用导体连通起来接地。电缆接地线的截面应按电缆线路的接地电流大小而定,如果施工时缺乏这方面的资料,接地线可按表5-2-1-24选用。
表5-2-1-24 电缆接地线截面(GB50168—92) 单位:mm2
(5)电缆终端盒和中间接头盒。
电缆终端的外壳称为电缆终端盒。35kV及以下电压等级的电缆终端盒,根据不同的使用电压和不同的环境,可以分为三类:1~10kV户内电缆终端盒;1~10kV户外电缆终端盒;35kV电缆终端盒。
电缆中间接头的外壳称为电缆中间接头盒。35kV及以下电压等级的电缆中间接头盒,根据不同的使用电压,可以分为1~10kV电缆中间接头盒和20~35kV电缆中间接头盒两类。
电缆终端盒和中间接头盒都有配套的成品。
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