5.3.2.1 充油电缆终端与中间接头的型号和结构特点
5.3.2.1.1 充油电缆终端和中间接头的分类
充油电缆终端为充油电缆两端头的引出装置,作为与送电线路或其他电器设备连接用。用于连接户外的架空线或其他电器设备的电缆终端称为户外终端。户外终端的外绝缘污秽等级分1、2、3、4四个等级,可按具体使用环境选定所需要的外绝缘(瓷套)的泄漏比距。用于连接GIS(SF6全封闭组合电器设备)的电缆终端称为GIS终端,它的外绝缘工作在具有一定气压的SF6气体中,因此又称为SF6气中终端。用于直接与变压器连接的电缆终端称为变压器终端,它的外绝缘工作在变压器油中,因此又称为油中终端。
中间接头用于电缆线路上电缆之间的相互连接。按照它的功能,以将电缆金属护套、接地屏蔽和绝缘屏蔽在电气上断开或连续分为绝缘接头与直通接头。充油电缆线路中还有一种特殊的中间接头,它只作电缆线路电气连接,而将被连接的两段电缆的油路隔绝,称为塞止接头。因此,用塞止接头连接起来的两段电缆油流是互不相通的。塞止接头普遍用于把大长度电缆线路或把高落差电缆线路的油路分隔成几个独立油区段,采用单独供油方式,以控制各油区段的油压。
我国充油电缆的国家标准GB9326—88《330kV及以下油纸绝缘自容式充油电缆和附件》是在1988年制定的。按照GB9326—88的规定,充油电缆的终端分为开敞式终端和封闭式终端两类;充油电缆的中间接头也分为直通接头和塞止接头两类,并且给出了它们的代号。然而,在GB9326—88发布之后的十多年里,充油电缆的技术又获得了发展,实际需要更细的分类。例如,GB9326—88规定的封闭式终端事实上包括GIS终端(SF6气中终端)和变压器终端(油中终端)两种产品,而现在的国内用户和专业人士已习惯直接称GIS终端或变压器终端,较少再称封闭式终端。但是,对于更细的分类,GB9326—88还没有给出它们的代号。因此,在GB9326—88没有修改之前,读者应该知道这一事实。表5-3-2-1列出充油电缆终端与中间接头的分类和代号。
表5-3-2-1 充油电缆终端与中间接头的分类和代号
5.3.2.1.2 充油电缆终端和中间接头的型号
国产充油电缆终端和中间接头的型号,由电缆系列代号、终端盒、中间接头代号及终端内外绝缘代号组成。产品用型号、规格(额定电压,适用电缆截面)及标准号表示。表示方法如下所示:
例:
(1)CYZK11110/240 GB9326—3,表示:自容式充油电缆用的普通瓷套型增绕绝缘开敞式终端,额定电压110kV,适用于电缆截面240mm2,采用标准号为GB9326—3。
(2)CYJT220/600 GB9326—4,表示:自容式充油电缆用的直通接头,额定电压220kV,适用于电缆截面600mm2,采用标准号为GB9326—4。
5.3.2.1.3 充油电缆终端和中间接头的结构特点
如上所述,充油电缆终端和中间接头有许多类型,可以满足各种使用场所的不同要求。以下介绍常用的充油电缆终端和中间接头的结构特点。
(1)开敞式终端。
开敞式终端用于电缆与架空线或其他电气设备相连接,可以用在户内也可用在户外。
图5-3-2-1 国产110~500kV自容式充油电缆户外终端(增绕式内绝缘)(单位:mm)
1—出线杆;2—上屏蔽罩;3—轴衬;4—顶盖;5—屏蔽法兰;6—上衬瓦;7—瓷套;8—电缆油;9—增绕绝缘;10—应力锥环氧树脂套;11—支撑环;12—下屏蔽罩;13—下衬瓦;14—下法兰;15—尾管;16—底板;17—支柱绝缘子;18—阀门;19—铅封110kV:A=1570mm;B=1665mm;C=φ610mm 132kV:A=1983mm;B=2105mm;C=φ610mm 220kV:A=2610mm;B=2910mm;C=φ700mm 500kV:A=5350mm;B=5650mm;C=φ700mm
国产110~500kV开敞式终端的内绝缘有增绕式绝缘和电容式绝缘两种,如图5-3-2-1和图5-3-2-2所示分别为这两种终端的结构。
增绕式内绝缘的特点是:在电缆绝缘外表面上绕包绝缘纸卷,再在增绕纸卷外套上一个在制造厂内预制成型的应力锥环氧树脂套,以增强绝缘。绝缘纸卷是切制成型的油浸电缆纸。
电容式内绝缘的特点是:在终端内绝缘中附加了电容元件,使终端的电场分布更为合理,从而可以减小终端的结构尺寸。终端内附加电容元件通常有两种方法:一种是将预制的电容饼逐个套在电缆上,形成一组串联电容器,如图5-3-2-1-2所示,称为电容饼式;另一种是将一组一定尺寸的金属箔逐个嵌入增绕纸卷内,也同样形成一组串联电容器,称为电容锥式。
图5-3-2-2 国产330kV自容式充油电缆户外终端(电容式内绝缘)(单位:mm)
1—出线杆;2—镀锡软导线;3—皱纹纸填充;4—电容饼;5—增绕绝缘;6—支撑环;7—应力锥;8—铅封
(2)封闭式终端。
封闭式终端用于电缆与SF6气体绝缘全封闭组合电器的连接,或者插入变压器内作为变压器的引出线。前者电缆终端置于SF6气体中,后者置于变压器油中,两者均封闭在金属外壳内,不受外界大气条件的影响。有时候人们称它们为GIS终端(又称气中终端)和变压器终端(又称油中终端)。
由于封闭式终端工作在高强度的气体或油介质中,又避免受外界大气条件的影响,所以结构尺寸比开敞式终端小得多。在结构上,它们与开敞式终端很相似,也是由内绝缘(增绕式或电容式)、外绝缘(瓷套或环氧树脂套管)、出线杆(导体接头)、密封结构(耐油橡胶)和屏蔽罩等组成的。因此,它们的制作工艺也与开敞式终端极相似。
图5-3-2-3 GIS终端(SF6气中终端)
1—出线杆;2—高压屏蔽;3—上屏蔽罩;4—导体连接触头;5—电缆导体;6—环氧树脂套管;7—应力锥环氧树脂套;8—支撑环;9—终端底板法兰(开关厂提供);10—螺栓;11—卡环;12—增绕绝缘;13—尾管;14—铅封
图5-3-2-3所示是一个典型的封闭式终端的结构。有些封闭式终端是根据特殊的使用要求设计的,结构与一般的电缆终端很不一样,例如图5-3-2-4所示的国产110kV“象鼻”式终端,就是一种特殊的结构,它是用来在变压器内的油中与变压器出线端连接。这些封闭式终端看起来结构很复杂,但是,由于大部分部件都是在工厂内预制好的,所以现场施工反而简单。
GIS终端与GIS开关的配合尺寸是根据IEC859《额定电压72.5kV及以上的气体绝缘金属全封闭组合电器的电缆连接》标准确定的。IEC859标准还同时明确了电缆制造商和GIS开关制造商各自的供货范围。因此,任何一个按IEC859标准制造的GIS终端都可以正确无误地安装在标准型的全封闭组合电器上。
图5-3-2-4 国产110kV变压器终端(单位:mm)
1—油路接头;2—壳体;3—衬垫;4—导体连接触头;5—电缆连接头;6—电缆导体;7—增绕绝缘;8—电缆绝缘;9—接头主绝缘;10—绝缘筒;11—铅封;12—电缆铅护套;13—防震罩;14—套管引出触头;15—瓷套管;16—导电杆
传统的GIS终端的顶部密封结构是采用与户外终端相同的橡胶圈轴封结构。由于安装不好或者橡胶密封圈老化等种种原因,GIS终端的顶部密封渗漏时有发生。为了防止SF6气体进入充油电缆GIS终端甚至进入充油电缆的绝缘内而导致终端或电缆的损坏,我国电力行业有关规程规定充油电缆的GIS终端的工作油压必须大于GIS组合电器的SF6气体压力。然而,国产110~220kV充油电缆的工作油压一般为0.04~0.4MPa,低于110~220kV GIS系统的SF6气体的气压。在这种情况下,必须采取特殊措施,例如用塞止接头加接一段工作油压为0.4~0.8MPa的充油电缆。但这种方法会造成投资增加并给运行带来诸多不便。一种新型的称为“死密封”的充油电缆GIS终端已出现,它是将出线杆嵌埋在环氧树脂套管上形成“死”密封,从而完全排除渗漏的可能性。这种结构的电缆导体与嵌埋在套管上的出线杆是通过一组特殊梅花触头实现的。图5-3-2-3所示GIS终端就是这种“死密封”的结构。几十套产品的十余年的安全运行记录已经足够证明了它的可靠性。国外,例如Pirelli公司、BICC公司等也开发有类似的产品。
(3)直通接头。
直通接头的特点是不仅在电气上连通了两段被连接的电缆,还使两段被连接的电缆油流也畅通。因此用直通接头连接起来的电缆系统供油是连续的。图5-3-2-5示出国产110~220kV充油电缆直通接头,图中数据列于表5-3-2-2中。
直通接头的电缆导体采用压接连接。压接时在导体中央油道中垫衬中空的钢衬芯,以保证导体在压接连接后油道仍能畅通。导体连接处两侧的电缆绝缘剥切成阶梯形或锥形,称为反应力锥或“铅笔头”。反应力锥的形状、尺寸和制作工艺是电缆中间接头质量的关键因素。在反应力锥上用与电缆绝缘纸类似的电缆纸带或者皱纹纸带填充到电缆绝缘的外径处。之后再用成型纸卷绕包中间接头的增绕绝缘。增绕绝缘两侧是控制中间接头端部电场的应力锥。直通接头的金属外壳是用非铁磁金属材料(通常是用铜管)制成的。金属外壳除了起密封作用以外,在电气性能上相当于电缆的金属护套。金属外壳外还有外保护套,常用的有玻璃纤维盒灌上沥青或聚氨脂,也有用交联聚乙烯热缩套管的。接头外保护套的作用是防止金属外壳受腐蚀和保证金属外壳对地绝缘的要求。
表5-3-2-2 图5-3-2-5中数据 单位:mm
图5-3-2-5 110~220kV充油电缆直通接头(单位:mm)
(a)直线接头:(b)绝缘接头
1—电缆外护套;2—热收缩管;3—金属加强带;4—铅封;5—电缆油;6—电缆绝缘;7—导体压接套管;8—增绕绝缘;9—金属外壳;10—油浸纸;11—加强铜丝;12—铜编织带;13—半导电皱纹纸;14—密封垫圈;15—环氧法兰;16—铅护套;17—铜带
直通接头以将接头的绝缘屏蔽和金属外壳在电气上连续或断开分为直线接头与绝缘接头。直线接头和绝缘接头的导体连接和内绝缘结构都是一样的,只是直线接头的增绕绝缘屏蔽是连续的,也是连续一体的。绝缘接头的增绕绝缘外面的半导电纸和金属屏蔽是断开的,且有足够的绝缘强度,金属外壳也用环氧树脂绝缘片或瓷质绝缘片分隔成相互绝缘的两部分,如图5-3-2-5(b)所示。
绝缘接头主要用于大长度电缆线路中各相电缆金属护套的交叉换位、互联接地,以减小电缆金属护套的感应电压。因此,对绝缘接头两侧的绝缘强度是有要求的。根据国际大电网会议(CIGRE)的推荐,我国110kV和220kV电压等级的绝缘接头两侧的绝缘水平应该分别是冲击电压75kV和95kV正、负极性各10次。
(4)塞止接头。
塞止接头只作电缆的电气连接,而将被连接的电缆油道隔开,因而用塞止接头连接的电缆,两端油流是互不相通的。塞止接头的另一个特点是可以连接压力油箱,使其向电缆线路供油。塞止接头多用于大长度电缆线路和高落差电缆线路,前者用它分段供油,后者则用它分隔油压。
塞止接头是充油电缆终端、中间接头中结构最复杂的一种电缆附件,制造和安装的难度都较高。
塞止接头的种类较多。图5-3-2-6所示是目前广泛使用的国产220kV塞止接头的结构。它用两个环氧套管将塞止接头分成三个油腔,即左、右两个内腔和一个外腔。油路连接管14可以根据需要将任一内腔与外腔接通。外腔是在工厂内预制的,现场施工时只需制作两个内腔绝缘,然后插入环氧套管内即可。
图5-3-2-6 国产220kV塞止接头(单位:mm)
1—密封圈;2—油管路接头;3—外腔绝缘(工厂内预制);4—内腔绝缘(施工现场绕包的油纸绝缘);5—环氧树脂套管;6—导体连结(梅花触头,带有闭锁,必要时可开启);7—高压屏蔽电极;8—接地端子;9—外壳;10—支架;11—油管路绝缘接头;12—铅封;13—支持绝缘子;14—内、外腔油路连接管;15—尾管
5.3.2.2 制作充油电缆终端与中间接头的基本工艺和专用工具
5.3.2.2.1 制作充油电缆终端和中间接头的基本工艺
5.3.2.1中所述的各种终端和中间接头,尽管结构各异,但从安装工艺来看,都有四个基本工艺过程,也是制作终端和接头的四项关键技术。即:导体连接、绝缘绕包、搪铅和真空注油。
(1)导体连接。
国产或进口的充油电缆的导体几乎都是铜导体,铝导体罕见,且在可见的未来也无开发铝导体充油电缆的趋势。对导体接头的要求是结构合理,尺寸小;接头电阻小且稳定,机械强度(主要是抗拉强度)高。在导体接头设计和定型时都已经过严格的试验验证。导体接头的性能是靠设计和施工工艺两方面保证的。同一设计的导体接头,如果工艺条件不同或者达不到原设计工艺要求,则性能上会有很大差异。即使是相同工艺,接头性能也会有一定的分散性。按照充油电缆的国家标准GB9326和其他有关标准的规定,在电缆终端或接头竣工试验时,对导体接头质量不再进行试验检查。因此,进行导体连接施工时,必须严格遵照产品工艺规定,绝不能马虎,否则将会造成不堪设想的后果。轻则使导体接头局部过热影响正常使用或影响使用寿命,严重时会导致电缆终端或中间接头发生热击穿。
终端、中间接头的导体连接除了电气和机械方面的要求外,还要求导体接头处油路畅通。为了保证导体连接后油路畅通和提高导体接头的机械强度,通常在油道中垫衬钢衬芯,图5-3-2-7为钢衬芯的结构。
图5-3-2-7 充油电缆导体连接用钢衬芯
(a)供接头用;(b)供终端用
充油电缆终端和中间接头的导体连接一般都采用压接连接。图5-3-2-8和表5-3-2-3示出充油电缆中间接头的导体连接及其压接套管的结构尺寸。图5-3-2-9所示的是充油电缆终端的导体连接,它的压接套管的结构尺寸不难从图5-3-2-8和表5-3-2-3中找到。导体压接套管是由电解铜车制并经过退火处理制成。压接套管两端边缘很薄,又是十分重要的工作面,使用时应谨慎处置,防止碰坏或变形。从图5-3-2-8(b)和图5-3-2-9可见,导体连接完成压接后,电缆导体的绞线发生明显变形。试验结果表明,这种结构的导体接头的电气性能优良,机械拉断强度高。一个240mm2的电缆导体接头的拉断强度高达37kN。
图5-3-2-8 充油电缆直通接头的导体连接(单位:mm)
(a)压接套管;(b)导体连接完成压接后
1—钢衬芯;2—压接套管;3—加强螺丝;4—电缆导体
表5-3-2-3 压接套管的结构尺寸 单位:mm
由于充油电缆的导体截面积大,压接管外径粗,要求压接钳的工作压力足够大,一般希望在100MPa以上。采用四分模或二分模圆形围压。压接管直径最大处应与钢衬芯凹凸处相对应。压接时用肉眼观察,待四块(或二块)压模并缝后,维持压力一分钟使金属蠕变过程中保持规定压力。第一次围压后将压模转动45°再作第二次围压,经过两次围压后的导体接头可达到基本完整。
图5-3-2-9 充油电缆终端的导体连接
1—出线杆;2—钢衬芯;3—电缆导体;4—加强螺丝;5—油孔
压接后的导体接头还需用细锉和砂布将压接管上的毛刺除去。应十分注意切莫将锉下的金属屑落在绝缘上。
(2)绝缘绕包。
终端、中间接头增绕绝缘的主要材料是油和纸。充油电缆的油有矿物油和合成油两种,合成油中使用最广泛的是十二烷基苯和聚丁烯油。近年来合成油逐渐代替了矿物油。早期的国产电缆使用矿物油,70年代国产充油电缆开始使用十二烷基苯,近期的国产充油电缆已全部使用十二烷基苯作为浸渍剂,矿物油已不再使用。十二烷基苯的热稳定性和电场作用下的稳定性都大大超过一般的矿物油,它还具有优异的吸气性能,不仅能在较低的温度下吸气,在较高温度(130~140℃)下仍能吸附一定气体。十二烷基苯还能以任何比例与矿物油混用。
终端、中间接头的增绕绝缘所用的纸是与电缆绝缘相同的木纤维纸。使用最多的是厚度为125μm的电缆纸。有时也用一些100μm或75μm的电缆纸,但用量很少。电缆纸首先按设计的尺寸切削成成型纸卷,然后再干燥和真空浸油成为油浸成型纸卷。油浸成型纸卷是绕包终端、中间接头的增绕绝缘的主要材料。此外终端、中间接头中还使用皱纹纸。皱纹纸的性能与同规格的电缆纸接近,且具有较大的伸长率和极好的弹性,易绕包在一些形状不规则的部位,例如在导体接头附近和反应力锥表面等地方。
绕包绝缘的工艺质量对终端、中间接头的绝缘品质有极大的影响,原则上讲,绝缘绕包工艺应该达到以下要求:
1)增绕纸卷的绕包方向必须与电缆外层绝缘纸带绕包方向相同。这是为了防止紧绕增绕纸卷时扭松电缆绝缘纸带。
2)绕包第一层纸卷时,纸卷头应插入电缆绝缘纸带内1~2匝并且平服地紧贴在电缆绝缘上。绕包在电缆上的纸卷应尽可能紧密,绝缘纸卷不允许出现皱折或局部松软点。外层的其他纸卷也按此原则绕包。
3)两个轴向相邻的纸卷之间的接缝处,应尽可能紧密,不能有明显的间隙。
4)绕包纸卷过程中应尽可能避免脏污和受潮,绕包过程中应经常用80~100℃合格的热油冲洗。还可适当开启电缆另一端的压力箱,使纸卷中保持有油渗出以驱赶潮气。
5)绕包增绕绝缘的尺寸应严格符合制造厂图纸的要求。
(3)搪铅。
电缆终端、中间接头要求有可靠的密封。终端的尾管或接头的金属外壳与电缆金属护套之间的密封均采用搪铅密封。搪铅工艺的质量直接影响终端、中间接头的安全运行。据统计,由于搪铅密封不良造成漏油事故在充油电缆的漏油事故中占有很高的比例。搪铅工艺中,首先要求手工操作的铅封结构致密并能与电缆金属护套及终端尾管或接头铜外壳紧密接合,达到与电缆本体相同的密封性能和机械强度。同时还要求在搪铅过程中不能由于温度过高而损坏电缆内部的纸绝缘。
由于充油电缆的金属护套有铅护套和铝护套两种,搪铅的工艺也有所不同。对于铝护套的充油电缆,必须先在电缆铝护套表面搪一层过渡底铅,如图5-3-2-10所示。这种带有铝焊剂的过渡底铅料通常由电缆制造厂提供,它既能保证与电缆铝护套表面黏合得很好,又能与搪铅的焊料熔成一体。也就是说,图5-3-2-10所示的过渡底铅2,它的下面既能与电缆铝护套表面黏合得很好,上面又能与搪铅的焊料熔成一体。
图5-3-2-10 铝护套电缆的搪铅
1—电缆铝护套;2—过渡底铅;3—铅封头;4—终端的尾管或接头的铜套管
搪铅必须选用熔点较低的焊料,并且在一定温度范围内呈糊状,以便搪揩成型。铅锡合金能满足上述要求,是良好的搪铅焊料。铅和锡的熔点都较低,前者为327℃,后者为232℃。经验证明,铅、锡重量比在65∶35时,配制的焊料最便于操作。如果锡的含量太少,操作时搪揩性能不好;反之如果锡的含量太大,虽然搪揩容易些,但焊料呈糊状的温度范围缩小,造成喷灯移去后,可搪揩的时间太短,这样也不易于操作。含锡量为35%的焊料,呈糊状的温度范围为183~250℃,具有较宽的操作温度范围。
配制铅封焊料时,先将铅、锡两种金属按重量比65∶35称量好,然后将铅放在铁容器内加热熔化,再将锡加入。待锡全部熔化后,维持温度在260℃左右用勺子搅拌均匀,然后注入特殊模具内迅速冷却,即成搪铅用的焊条。通常搪铅焊条长700mm左右,重约2kg。在配制搪铅焊条过程中,应注意以下几点:
1)加入液态铅的锡和触及铅锡合金熔液的搅拌棒、舀勺等物应烘干,表面不得沾有水分。否则,当水分遇到液态铅锡合金时,会突然汽化,引起铅锡液体飞溅,容易烫伤人员。
2)配制焊料的铅、锡材料应采用工业用纯铅和纯锡。电缆铅护套是合金铅,不宜作搪铅焊料的材料。
3)在浇铸焊条的过程中,应经常搅拌,使铅锡均匀混合。
4)操作人员应穿长袖衣裤,戴防护眼镜、手套和护脚罩。
搪铅时,首先用喷灯加热铅封部位并用硬脂酸清除电缆铅护套和终端或中间接头的搪铅部位的油污。同时加热焊条,使焊条端部呈糊状,迅速将糊状焊料黏集在铅封部位。在铅封部位堆积足够焊料后,继续用喷灯加热积集在铅封部位的焊料,使它保持糊状并用牛油浸渍过的抹布将铅封加工成所要求的形状。操作时间应尽可能短,温度掌握要适当,铅封头应密实无气泡或杂质,使电缆的铅护套与终端的尾管或接头的套管焊接密封良好。
在对终端尾管搪铅时,由于纸卷中尚有少量油流出,质量不易掌握,此时可以采用双层搪铅工艺,即先搪一层较小的铅封,旨在堵塞油流,之后再在外面搪一层足以确保高质量的铅封。实践证明这种方法能获得较好的效果。
为了加强铅封的机械强度,有时可以在铅封外紧密绕扎一层φ1.0~2.0mm的镀锡铜丝并用锡焊固定,如图5-3-2-11所示。这一方法也可以在双层铅封中使用,即在第一层铅封上绕扎一层镀锡铜丝,然后在铜丝上再搪第二层铅封。它适用于有落差线路的低端中间接头和终端的铅封。
图5-3-2-11 用铜丝增加铅封机械强度
1—铜套管;2—铅封;3—镀锡铜丝;4—锡焊;5—电缆加强铜带
对于要求较高的场合,例如高落差电缆下终端或塞止接头高压腔,铅封可以用环氧树脂加玻璃纤维布加固。其方法是,先在铅封上用钢丝刷用力刷去氧化膜及残留硬脂酸等杂物,再用汽油或三氯乙烯等溶剂擦净外表面,待表面干燥后,用配制好的环氧树脂和无碱玻璃丝布带交替包刷,重复4~6层,待环氧树脂固化后即成。无碱玻璃丝带的宽度为25~30mm,选用薄带较适宜。使用之前最好置于200~220℃烘箱内烘焙,以去除其表面的蜡质和脏污。
常用的环氧树脂配方有两种:
1)#634或#638环氧树脂100%加上聚酰胺35%~40%;
2)#634或#638环氧树脂100%加上β—羟基乙二胺18%~20%。
其他配方的环氧树脂也可使用,只要具有较好的机械强度即可。
(4)真空注油。
终端和中间接头制作是暴露在空气中进行的,绝缘中会吸收一些潮气,纸层中也会夹含大量空气,因此,终端、中间接头安装完成后必须进行真空处理,除去绝缘中的空气和潮气,之后再在真空状态下将合格的电缆油注入终端或中间接头内。
真空注油是一项复杂的工艺过程,必须借助于专用设备。下面将详述真空注油所需的真空车、油车等专用设备和工具。本章第六节将详述真空注油的工艺过程。
5.3.2.2.2 制作充油电缆终端与中间接头的专用工具
(1)真空装置。
真空注油工艺中,需要用真空装置去除终端、中间接头中的空气和潮气。真空装置也称真空车,主要由真空泵、溢油缸、真空表和阀门组成。图5-3-2-12为真空装置结构的示意图。
图5-3-2-12 真空装置示意图
1—2X—15真空泵;2—电动机;3—DQC—40带放气电磁真空阀;4—麦氏真空表;5—去气
溢油缸;6~10—GM—10型隔膜式真空阀
被抽真空的终端或中间接头通过真空管道与阀门6或9相连接。电动机2驱动真空泵1通过溢油缸5抽真空。真空度可以通过接在溢油缸上的麦氏真空表4进行检测。终端或中间接头溢出的油也通过阀门6或9流入溢油缸,通过阀门10可将溢油缸的油排出。电磁阀3的作用是保护真空泵。运转中的真空泵如遇突然停电,泵内的真空泵油有被处在高真空状态的溢油缸吸出的危险。当真空装置加装了带放气的电磁真空阀3后,就可以立即将泵与真空系统隔开同时迅速破坏真空泵的真空度,有效地防止真空泵油倒吸的危险。
真空装置常选用2X—8或2X—15真空泵,其技术性能见表5-3-2-4。抽气速率大的真空泵能较快地达到规定的真空度,效果更好些。
为了便于现场施工,真空装置通常组装成移动式,因此又称真空车。
表5-3-2-4 真空装置常用真空泵的技术性能
图5-3-2-13所示为真空装置电气控制线路的一例。本线路考虑到真空泵不允许逆转的特点(真空泵逆转,真空泵油将被排出),在电源侧加装了相序变换装置。为了避免电动机二相运转,三相电源侧加装了中间继电器作无压保护。
(2)油处理装置。
油处理装置又称油车,用于电缆油去潮和去气工作。图5-3-2-14为油处理装置结构示意图。它由贮油罐、真空泵、油泵、去气缸、过滤器、加热器、阀门和不锈钢管道等组装而成。
贮油罐为密封容器,通常用铝合金或不锈钢制成,其容积可根据需要确定,国产油处理装置通常是300~500L,可满足一个220~500kV开敞式终端的需油量。贮油罐侧壁装有油位指示器,可以观测贮油罐内的贮油量。
图5-3-2-13 真空装置电气控制线路图
4KM、5KM—交流接触器;1KM、2KM、3KM—中间继电器;HR、HG—红、绿指示灯;YM—带放气电磁真空阀;R1、R2、R3、R4—电阻;C—电容;1SB、2SB—按钮
图5-3-2-14 油处理装置
1—真空泵;2—油气分离器放油阀;3—油气分离器;4—麦氏真空表;5、6—真空检测阀;7—贮油罐;8—去气缸;9—喷油嘴;10—触点温度计;11—加热器;12—喷油阀;13—出油阀;14—进油阀;15—进油接口;16—出油接口;17—压力表;18—过滤器;19—油泵;20—油位指示器;21—三通接头;22—循环阀
去气缸是一个直径约250mm的透明玻璃圆筒,操作者可直接看到去气情况。去气缸内有一个喷油嘴,可将电缆油喷成雾状以提高脱气效果,图5-3-2-15为去气缸的结构。
图5-3-2-15 去气缸的结构
(a)去气缸;(b)去气缸的喷油嘴1—真空管接头;2—挡油板;3—密封垫;4—法兰;5—真空表接头;6—上盖;7—螺栓;8—玻璃筒;9—下盖;10—弹簧;11—基础板;12—喷油孔;13—盒盖;14—盒底;15—油管
真空泵是脱气的主要工具,一般采用2X—5型旋转式真空泵。油泵是油循环和注油、出油的动力,一般采用螺杆泵。
图5-3-2-16 油处理装置的电气控制线路图
1M、2M—油泵、真空泵电动机;1KM~5KM—接触器;6KM、7KM—中间继电器;1SB~4SB、5SB~7SB—按钮
过滤器可以用高目(2000目以上)铜丝网或陶质滤棒。加热器一般采用间接式电热元件,即电缆油不与加热元件直接接触,电缆油在密封的螺旋管内流动,电热元件在管外加热。
图5-3-2-16为油处理装置的电气控制线路图,与上述真空装置电气控制线路相似,油处理装置电气控制线路也设计有相序变换和三相电源无压保护装置。
油处理装置的进油、脱气和出油的操作方法将在5.3.2.6中详细介绍。
(3)导体压接钳。
5.3.2.2.1中已叙述了充油电缆导体连接的基本要求和压接的工艺技术。充油电缆导体连接的工具是导体压接钳。
5.2.1介绍过中、低电压等级电缆附件的导体连接用的导体压接钳。与此相比较,充油电缆用的导体压接钳至少有两点不同:①前者多是点压接,而充油电缆必须采用围压接;②由于充油电缆的导体截面较大,所以导体压接钳的压力也大得多。
图5-3-2-17为一小型油压钳,它由油泵、钳头、压模和高压导管等组成,压力可达125t。
电缆导体连接时,电动机驱动油泵,以油为媒质通过高压橡胶管将高压力传递到钳头和压模,完成导体连接工艺。
图5-3-2-17 电动导体压接钳
1—电动机;2—油泵;3—高压橡胶管;4—钳头;5—压模
导体压接钳有许多品种,除上述电动的以外还有手动的和以汽油、柴油机作动力的,有的还可自动操作。一些自动的压接钳,尽管操作起来更方便些,但由于增加了电动机或汽油机等操作系统,使体积和重量都增加了,也会给现场使用带来一些不便。
(4)麦氏真空表。
制作充油电缆终端和中间接头时,需要进行真空处理,电缆施工用的油也要进行真空脱气。真空处理的真空度要求很高,测量真空度通常采用旋转式麦氏真空表。麦氏真空表用玻璃制成,如图5-3-2-18所示。为便于悬挂和旋转,通常将它装在支架上。
图5-3-2-18 旋转式麦氏真空表
(a)不测量时水平放;(b)测量时直立放
玻璃泡2的上端连有闭口毛细管3,下端与毛细管4相连。3与4平行并具有相同的管径。管5中装有适量的水银。1是一根与真空系统相通的开口管,管8的端头可用橡胶管接入被测量的真空系统。
测量前真空表置于水平状态[见图5-3-2-18(a)],此时1、2、3、4和7均与被测容器相通,它们内部的压力相同,等于被测容器的剩余压力(真空度)p0。测量时,将真空表旋转90°[见图5-3-2-18(b)],使其直立。此时5中的水银经管6流向管1、4和2,将管3上端中的稀薄气体与被测容器隔绝。稀薄气体的体积被压缩至管3上端,内部压力相应增大。当真空表的管1、4内的水银面上升与管3顶端相齐时,开管和闭管的压力达到平衡。管3的水银高度比管4低,其高度差以h表示,如图5-3-2-18(b)所示。2中原来的压力为p0,其体积(包括3管体积)设为V0,当其体积被压缩后,压力增大到p1,体积压缩到V1。根据波义耳定律,可写成下式
因为管1、4上端仍与被测容器相通,压力可以认为不变,所以p1应为管4上端气体压力p0与管3、4水银面高度差h产生压力的总和
由式(5-3-2-6)可见,p0与h的平方成正比,因此从水银面高度差h值就可测得容器中的压力p0(剩余压力,也就是真空度)。真空表管3旁边附有不均匀的刻度尺,真空度可由管3内汞柱高度直接读出。麦氏真空表的量程一般为667~0.13Pa(5~0.001mmHg)。
使用麦氏真空表时,应注意以下几点:
1)在刚开始抽真空时,真空系统压力变化很大时,不要使用麦氏真空表,否则开管和闭管内的水银面很不稳定,2泡中的水银会冲向管1和6,甚至从7处冲至橡皮管内,这样不仅测量无法进行,还容易发生事故。
2)麦氏真空表不能经常处于使用状态。长时间在高真空度作用下,水银易挥发而被抽出,油及油蒸气也将会浸入真空表内,影响测量的准确性。因此不测量时,应用夹头将麦氏真空表接至真空系统的橡皮管压扁,或用阀门关闭;测量时,应在真空状态下打开夹头,稍待片刻使管1、2、3、4与被测容器内的压力相同时,方可将真空表旋转竖立。
3)旋转麦氏真空表时应缓慢,待2泡灌满水银后才能直立、测读。放水平时也要缓慢旋转,待管3内的水银全部流入2泡后,才能逐渐放平,以防汞柱断连,影响测量读数。
(5)冷冻盒。
在检测充油电缆故障或在有落差的充油电缆线路中制作终端、中间接头时,有时需将电缆内的油冷冻至胶状或凝固,以阻止油的流动。通常用液氮作冷冻剂冷冻充油电缆。液氮的液化温度为-196℃,运输时用杜拉瓶保存。冷冻电缆时要求有一个保温性能良好的冷冻盒,以减少液氮耗用量。
图5-3-2-19为一典型的冷冻盒结构,图中标注有参考尺寸,其容积约为20L,用铜皮或铁皮制成。为了便于装卸,冷冻盒一般做成两半,使用时将两半包在电缆上,用螺栓紧固,再用毛毡等进行密封。冷冻盒外层是用珍珠岩组成的保温层,其厚度一般不小于100mm。冷冻盒上方有长、短两根管子,长管作为注入液氮用,短管用于排出气体。
图5-3-2-19 冷冻盒(单位:mm)
(a)冷冻盒;(b)装有保温箱的冷冻盒
1—电缆;2—石棉密封;3—液氮入口;4—排气口;5—冷冻盒体;6—保温箱;7—珍珠岩
(6)增绕纸卷加热桶。
充油电缆终端、中间接头的增绕纸卷在使用前要加热至65~70℃。为了防止加热时局部温度过高,一般不宜用明火加热纸卷桶,而采用感应加热法。图5-3-2-20为感应加热纸卷示意图。感应加热桶是用2mm厚的钢板卷制,直径约400mm、高约1200mm。桶外绕上感应线圈、绝缘及保温层。
5.3.2.3 有落差电缆终端与中间接头的制作
5.3.2.3.1 有落差电缆终端和中间接头的制作顺序及供油点的选择
在许多场合,电缆线路的路径是不平坦的。一条充油电缆线路有多个终端或中间接头时,制作前首先要考虑的是这些终端或中间接头的制作顺序。合理确定制作这些终端或中间接头的先后次序不仅方便施工、减少电缆油的损耗,对保证施工中的整条电缆线路的安全也是至关重要的。
图5-3-2-20 增绕纸卷加热桶
1—纸卷桶;2—绝缘油;3—感应加热桶;4—导热介质(废电缆油);5—感应线圈;6—纸卷
众所周知,充油电缆在运输、储存、敷设安装,包括制作终端或中间接头过程中都必须保证电缆内部油压大于外界的大气压力。因此,在切割电缆和制作终端或中间接头前应该考虑好接头时如何供油,如何确保在整个制作过程中电缆系统都能维持最低油压和使油流损失最小。这是本节要介绍的主要内容。
图5-3-2-21所示为确定某一条充油电缆线路最小供油压力的图解说明。由图可见,该条充油电缆线路的路径中段有一个至高点。如果在供油点的供油压力为Y点以下时,电缆线路的高点附近有一大段电缆会出现内部油压低于大气压力的情况。这时候如果这段电缆上有漏点,空气和潮气就会进入电缆内,造成难以补救的事故。如果在供油点的供油压力过高,制作终端或中间接头时的油流损失太大,会造成浪费。在图5-3-2-21中给出了供油点合理的供油压力,在该供油压力下,制作终端或中间接头时既能确保在整个电缆系统都能维持最低油压高于大气压力又能使油流损失最小。
图5-3-2-21 制作充油电缆接头时供油的原则
原则上说,制作终端或中间接头的次序是从线路的最低位置开始逐级向高处做比较好。有的电缆线路的路径比较复杂,就需要仔细考虑作出最佳方案。例如,对于图5-3-2-22所示的电缆线路,按原则应该做好接头“4/5”后再做接头“5/6”。但是这样一来,在做接头“5/6”时,会使“0”点供油的压力更高。因此,制作中间接头更好的顺序应该是:
第一,做中间接头“1/2”,接头时在0和2/3处供油;
第二,做中间接头“2/3”,接头时在0和3/4处供油;
第三,做中间接头“3/4”,接头时在0和4/5处供油;
第四,做中间接头“6/7”,接头时在5/6和8处供油;
第五,做中间接头“5/6”,接头时在4/5和8处供油;
第六,做中间接头“4/5”,接头时在0和8处供油。
图5-3-2-22 路径比较复杂的电缆线路接头顺序例举
在某些情况下,例如由于场地条件不便于反复搬运供油箱,制作终端或中间接头时用一点供油的办法会更方便些。图5-3-2-23是一个利用一个供油点同时制作红相“1/2”中间接头和黄相“2/3”中间接头的例子。不过,要注意的是,为了避免过多的油流损失,最好在黄相“2/3”中间接头完成导体连接和绕包上一些纸带后再开始切割红相电缆,制作“1/2”中间接头。
图5-3-2-23 用一个供油点制作充油电缆中间接头的例子
利用一个供油点制作终端或中间接头时,依然要注意图5-3-2-21提出的确定最小供油压力的问题。这里假设图5-3-2-22所举例子的电缆路径图是图5-3-2-23所示的那样,那么这时候电缆线路内部油压分布的情况应该如图5-3-2-25所示。显然,在这种情况下制作“1/2”中间接头时,将供油点设置在“2/3”处比如图5-3-2-24所示将供油点设置在“0”点好得多。
图5-3-2-24 假设图5-3-2-23所举的例子的电缆路径图
对于大落差电缆和垂直落差电缆就不能用上述的方法制作终端或中间接头,必须采用特殊的方法。5.3.2.3.2将作专门论述。
图5-3-2-25 图5-3-2-24电缆在制作中间接头时电缆内部油压分布
制作终端或中间接头的顺序和供油点位置的选择是要根据不同电缆线路的具体情况而确定的,总的原则是,确保在整个制作过程中电缆系统都能维持最低油压和油流损失最小。一般来说,制作终端或中间接头的次序是从线路的最低位置开始逐级向高处做比较好。
5.3.2.3.2 高落差电缆终端和中间接头的制作
当电缆线路两端存在落差时,由于油的自重,使电缆内部产生油的静压力。落差越大,静压力也越大,静压力的数值可以表示为
式中 p——电缆内静油压,MPa;
H——电缆线路的落差;m;
d——电缆油的密度,低黏度的矿物油或者十二烷基苯约为0.9g/cm3。
电缆线路落差越大,电缆内静油压越大。当p大于大气压强p0时,如果接在电缆上的压力箱压力大于p,整条电缆内部还是充满油,如图5-3-2-26(a)所示;在制作终端或中间接头时,压力箱被关闭,电缆封端也被打开,这时电缆下端与大气相通,电缆油就迅速流出,电缆内油位下降,形成如图5-3-2-26(b)所示的情况,油位差约11m的水平面以上的电缆内部(图注4)形成托里则里真空。图5-3-2-26(c)所示为终端或中间接头进行真空处理的情形,此时电缆内的油位下降到B平面。在图5-3-2-26(b)和图5-3-2-26(c)两种情况下,如果电缆线路的高端电缆封帽(图注1)有泄漏,电缆就会进气受潮。
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图5-3-2-26 高落差电缆线路电缆内部油压变化
(a)压力箱保压时的油位;(b)制作终端或中间接头时(大气压力下)的油位;(c)终端或中间接头抽真空时的油位1—双孔封帽;2—阀门;3—压力箱;4—托里则里真空;5—抽真空
有高落差的电缆线路,施工时应先制作下终端或中间接头,后制作上终端,否则,电缆内进气和受潮的可能性大大增加。在进行下终端或中间接头施工时,必须采取一定的措施,以防止电缆油过分流失和电缆进气。
根据DL453—91《高压充油电缆施工工艺规程》的规定,电缆线路落差(指下终端或中间接头剖铅口与电缆最高位置的高度差)小于11m时,下终端或中间接头可采用常规方法施工;电缆线路落差超过11m但小于30m时,下终端或中间接头可采用真空法施工;电缆线路落差超过30m时,由于落差所造成的静油压力很大,下终端或中间接头应采用冷冻法工艺将电缆油路冻结分隔成两部分,使下终端或中间接头处于电缆油路分隔后的最高位置,待电缆终端或中间接头制作完毕(包括真空注油)后,再解除冷冻,恢复正常状态。下面以制作终端为例介绍真空法和冷冻法的具体工艺过程。
(1)真空法。
在电缆线路落差大于11m但小于30m时,下终端可采用真空法施工。
图5-3-2-27 真空法制作高落差终端时电缆上终端密封处理
1—附加封帽;2—电缆封帽;3—电缆铅护套;4—铅封;5—压力箱
用真空法制作下终端或中间接头时,只需要在电缆上端的封帽外再套装一个附加封帽。套装前,电缆封帽和附加封帽均应清洗干净。套装后,在附加封帽上接上压力箱,并用真空注油的方法使附加封帽内充满油,保持一定的正压力,如图5-3-2-27所示。
下终端制作完毕(包括真空注油)后,再拆除上端的附加封帽。
(2)冷冻法。
冷冻法是用液氮作为冷冻剂冷冻电缆油路。冷冻点的选择应能使电缆油路冻结分隔成两部分后,下终端或中间接头可能处于所在油路的最高位置,如图5-3-2-28所示。但是,冷冻点也不宜太靠近下终端或中间接头,以免造成搪铅困难和增加液氮消耗量。一般地说,将冷冻点设在距下终端或中间接头10~15m的位置较为妥当。
图5-3-2-28 冷冻法制作高落差电缆下终端
1—电缆;2—冷冻盒;3—下终端制作位置;4—电缆上端
将图5-3-2-19所示的冷冻盒装置在电缆所选定的冷冻点上,用湿毛毡加上用水调和的石棉泥塞缝密封。套上保温箱后,将液氮瓶(杜拉瓶)以10kPa压力从冷冻盒注入口注入少量液氮,预冷5~10min,此时由于冷冻盒温度很高,将会有大量氮气喷出。如果冷冻盒缝隙处密封不良有液氮或氮气泄出,可用毛刷沾水在漏处涂刷,直至密封良好。在保温箱内填入珍珠岩,装上箱盖保温。继续注入液氮并定时补充,使冷冻盒充满液氮,直至电缆油冻结。电缆全部冷冻时间约1~2h。
检查电缆油是否被冻结时,可开启电缆封端螺帽,如果只有少量油溢出且经一段时间微量淌油后不再有油流出,说明油已冻结。溢油量和滴油时间与冷冻前电缆内部油压有关。
电缆油冻结后,每隔15~30min补充一次液氮。此时由于冷冻盒和电缆温度已经很低,氮气喷出量已经很少。制作一个220kV终端需要液氮约150L,冷冻时间约为15h。
电缆终端制作完毕并真空注油后,停止注入液氮,拆卸保温箱和冷冻盒,让电缆自然解冻。
冷冻工艺操作人员应戴面罩、帆布手套、脚套等防护用品,避免液氮溅出而冻伤皮肤。注意,液氮瓶和冷冻盒的出气口不能堵死;冷冻场地应通风良好,以免工作人员窒息。
上面仅以终端介绍了真空法和冷冻法的工艺和要求。中间接头的真空法和冷冻法施工与终端相同,只是电缆中间接头采用真空法施工时,被连接的两段电缆的上端都要套装附加封帽;采用冷冻法施工时,两段电缆都要进行冷冻。
5.3.2.4 充油电缆终端的制作
5.3.2.4.1 开敞式终端的制作
(1)场地准备。
在制作充油电缆终端的过程中应保持环境的清洁和干燥,避免脏物污染绝缘和减少绝缘吸潮。因此施工前应把工作场地清扫干净。
操作区的相对湿度不宜超过70%。在湿度较高的电缆终端房制作终端时,可以事前用电炉加温使之干燥或安装合适的空气去湿装置。如果在室外施工,应尽可能选择干燥晴朗天气。严禁在大雾或雨中施工。如果操作区有风和尘土或者湿度很高,可以搭建一个合适的帐篷作为工作间。
终端的支架必须坚固稳定,足以承受电缆及终端的自重和由风、连接导线等引起的外来机械力的作用。围绕终端支架应搭设一个能够保障操作人员安全和方便操作(安装出线杆、绕包增绕纸卷、搪铅等)的临时脚手架。脚手架必须稳固,其上方应装设起重工具(吊车或滑轮组)供起吊电缆和安装瓷套之用。施工场地应有足够的照明,并备有消防器材。(2)工具器材准备。
表5-3-2-5和表5-3-2-6列出了制作终端需用的主要工器具及材料。施工时可能与电缆导体、绝缘油纸接触的工具,例如刀、卡尺、油压钳模座和模具、管钳、扳手、钢丝钳等,应干燥并保持清洁。
表5-3-2-5 制作终端所需的主要设备及工器具
表5-3-2-6 制作终端所需的主要材料和零件(按六个终端计)
(3)终端零部件检查。
施工前应仔细阅读制造厂提供的图纸和安装说明书等有关资料,校正及熟悉终端各零部件之间及其与电缆的配合或进行试装配。
检查瓷套和环氧套,确认无任何破裂或其他有碍使用的疵点,必要时可对瓷套进行液压试验。
检查所有的零部件,确认它们完好无损,密封件无缺陷,尾管铅封部位的镀锡应完好。
瓷套内壁应清洁干燥。如开箱后发现瓷套内壁脏污,可以先用清水刷洗,再用优质汽油或四氯化碳擦净,然后用红外线灯泡干燥内壁。干燥清洁的瓷套可用塑料薄膜将两端部封闭。
施工前还应对电缆本体、压力箱、纸卷桶分别取油样进行测试,其结果必须符合6.4中电缆油试验的要求,否则必须按7.3所述的方法进行冲洗或处理。
纸卷用感应加热桶加热,温度为65~70℃为宜。冲洗用的油,用电炉间接加热,维持在80~100℃备用。
(4)电缆就位。
首先检查电缆的长度,要保证电缆在制作终端时有足够的长度和适当的余量。通常,电缆在终端支架内吊起后,电缆顶端距终端支架平面应不小于瓷套高度加500mm,如图5-3-2-29所示。
电缆的弯曲半径应大于电缆外径的20倍。在电缆的另一端应接上有足够容量的压力箱,以维持电缆在任何时候都保持在油压0.02MPa以上。
将电缆吊起后,根据终端支架结构决定剥切电缆外护层的终止点的位置,一般取在尾管下200~300mm处。剥去终止点以上的电缆铅护套外的护层。为了便于剥除外护层,可以用喷灯温和而均匀地移动加热电缆外护层。用铜丝将外护层终止点处的加强带捆绑固定并留出适当长度(估计能恢复绕包到尾管铅封处),用溶剂将其洗净卷绕保留。
图5-3-2-29 电缆从终端支架内吊起就位
1—电缆;2—终端支架;3—尾管安装位置的下端;4—外护层剥切终止处;H—瓷套高度
(5)装配绝缘支柱和底座。
用螺栓将绝缘支柱固定在终端支架和底座之间,均匀拧紧螺栓,力矩控制在25~35N·m。底座应用水平仪校正水平。
(6)安装出线杆。
在电缆上,从底座平面向上量取相当于瓷套的实际高度,砍断多余的电缆。
将尾管从电缆顶端套入,落在底座上,如图5-3-2-1中的图注15。按图纸规定的尺寸,剥去电缆端部的铅护套和纸绝缘,使电缆铜导体裸露。注意,最内几层绝缘纸应用手撕去,以免割伤导体。用刷子或清洁布擦净附在导体上的铜末屑和其他杂物。用φ1~2mm的铜丝扎紧导体,防止松散。打开电缆另一端压力箱冲洗裸露导体。
从电缆油道内拉出长约50mm一段螺旋管并切断舍去。将钢衬芯小心插入油道内,再套上出线杆。出线杆上压接处的加强螺丝应尽量拧紧,并将长出部分截掉锉平。之后,按照本章第二节导体连接的技术用油压钳和相应规格的压模进行压接。压接后再用锉刀和砂纸将出线杆上压模留下的凸痕打磨圆整光滑,不得残留肉眼可见的毛刺。
完成安装后的出线杆应用刷子或清洁布擦净附着的铜屑和异物,开启接在电缆另一端的压力箱进行冲洗。注意,油从出线杆油孔内流出应畅通无阻。
(7)剥铅护套。
按图纸规定的尺寸,标记电缆终端铅护套的终止点,用弯刀在终止点上做一圆周切口,在被剥铅护套的全长上划两道相距约10mm的轴向切口,如图5-3-2-30所示。用尖嘴钳先拉掉10mm宽的铅条,然后再剥下铅护套。上述切口深度必须严格控制,切不可由于切口太深而损坏电缆的纸绝缘,也不要太浅而使剥铅困难。
也可以用其他方法剥铅护套,例如用劈刀剖铅等,但不能损伤电缆绝缘。
图5-3-2-30 剥铅护套(单位:mm)
1—圆周切口;2—电缆铅护套;3—轴向切口
(8)内绝缘增绕纸卷的绕包。
剥除距铅护套口20mm以上的半导体屏蔽纸(碳黑纸)。留下的20mm半导体屏蔽纸将来供终端屏蔽与电缆屏蔽连接之用。
按照图纸规定的尺寸,用5.3.2.2所述的绕包绝缘方法,顺序地将各个纸卷绕包在电缆绝缘上。最外层纸卷的外径应仔细调整,使环氧套能够相当紧地套入。
环氧套上的应力锥与增绕纸绝缘的应力锥应光滑过渡,如图5-3-2-31所示。应力锥的尺寸和形状必须严格符合图纸的规定。
沿应力锥表面,从剖铅口向上绕包半导体皱纹纸,其下端与上述电缆铅护套口上留出的20mm一段半导体屏蔽纸重叠,上端绕到环氧套的应力锥上25mm处为止。全部半导体纸应连续,不能留出空白点。
在电缆铅护套上密绕3~5匝编织镀锡铜带,接着沿应力锥斜面连续绕到应力锥顶部。然后,将编织铜带旋转90°,折回到应力锥斜面上;用锡焊将编织铜带匝间和折回部分焊在一起,编织铜带的末段与铅护套焊牢。应力锥半导体屏蔽处理后如图5-3-2-32所示。
按照图5-3-2-1安装好环氧套的支撑环和支架。用刷子或软布清除残余焊料和焊剂,并用热油冲洗整个终端的内绝缘。
用油浸绝缘皱纹纸绕包在电缆线芯绝缘与出线杆之间的间隙上。
图5-3-2-31 环氧套安装位置
(a)正确;(b)不良;(c)错误1—环氧套;2—增绕纸绝缘应力锥;3—电缆绝缘;4—铅护套
电容式终端内绝缘的绕包方法与上述增绕式终端内绝缘的绕包方法基本相同,不同的是电容式终端没有环氧套,而是在内绝缘纸层内附加了若干个电容极板(铝箔)或是将工厂预制的电容饼元件逐个套在电缆增绕线卷上。由于国内电容式终端已很少使用,这里就不作详细叙述。
(9)安装瓷套与搪铅。
将电缆降落,使电缆的剖铅口落在尾管内,如图5-3-2-1所示。调整环氧套支架的受力位置。
清除尾管上残留的异物,用热油冲洗清洁整个内绝缘。放好密封垫圈。吊起瓷套并在瓷套下端安装法兰和衬瓦。将瓷套套入终端内绝缘,徐徐落下。注意瓷套内壁不可与增绕绝缘纸和环氧套碰撞,以免损伤内绝缘和移动环氧套的位置。瓷套落到距尾管上端面200mm左右时,再用热油冲洗瓷套内壁和底部密封面,然后将瓷套全部落下并拧紧螺丝固定。
装好瓷套上端的衬瓦及法兰,将密封圈嵌入终端顶盖密封圈槽内后,用螺栓将顶盖与法兰连接。
将出线杆的轴封橡皮安装在顶盖轴封槽内,拧紧轴封螺帽。拧紧轴封螺帽时应用管钳卡住出线杆,谨防电缆导体受扭而损伤绝缘。
搪铅必须由技术熟练的工人操作。搪铅前先用钢丝刷擦去尾管与电缆铅护套上需铅封处的金属氧化物并用喷灯均匀加热后用硬脂酸清洗,按照5.3.2.2所述搪铅技术进行双层搪铅。
图5-3-2-32 电缆终端应力锥屏蔽处理
1—环氧套;2—编织镀锡铜带;3—半导体皱纹纸;4—增绕纸绝缘应力锥;5—电缆绝缘;6—锡焊;7—电缆铅护套;8—编织铜带转折处
铅封冷却后,可以根据实际需要,按5.3.2.2所述的方法用环氧树脂、玻璃丝布带加固铅封。
(10)冲洗。
完成终端制作后,应用压力箱的油进行冲洗。首先开启接在电缆另一端的压力箱冲洗终端,油自尾管阀门排出约5~10L后,关闭压力箱,改用刚制作的终端出线杆接压力箱,再进行冲洗,直到排出5~10L油时为止。
(11)真空注油。
终端制作的最后工序是真空注油。真空注油工作按5.3.2.6的要求进行。
5.3.2.4.2 气中终端和油中终端的制作
5.3.2.4.1已经介绍过,气中终端、油中终端的结构与开敞式终端基本相同,差异仅在于气中终端工作在SF6气体中,油中终端工作在变压油中,两者均不受外界大气条件的影响,结构尺寸比开敞式终端小得多。
从施工角度来看,开敞式终端的制作技术全部可用在气中终端、油中终端的制作上。同时,由于结构尺寸较小,气中终端、油中终端的施工比开敞式终端更方便些。
安装气中终端的场地和工具器材等准备工作和要求与开敞式终端相同。但是气中终端不是安装在终端支架上,它是在完成全部装配并且真空注油后,再插入全封闭组合电器内。因此,气中终端施工前应搭建一临时终端支架。临时终端支架可以用木材、角钢等搭设。支架应能保证施工方便和安全,并且终端制作好后能方便将终端取下。
电缆就位于临时终端支架后,与制作开敞式终端一样依次剥去电缆外护层,套入尾管、卡环和底板等,安装出线杆,剥去铅护套和绕包增绕绝缘,直到完成真空注油。
终端制作完成后,从临时支架上将终端取下,插入全封闭组合电器的电缆终端室内,用螺栓将终端底板紧固在电缆终端室的法兰上。注意,在电缆终端插入全封闭组合电器前,应该用溶剂汽油或四氯化碳将终端底板以上的全部零部件表面的油污和其他脏物(包括抹布留下的棉纱纤维)擦洗干净。
将终端插入全封闭组合电器的工序应有开关制造厂的专业人员在场。然后,由开关制造厂的专业人员对全封闭组合电器的电缆终端室进行真空处理和灌注SF6气体。
5.3.2.5 充油电缆中间接头的制作
5.3.2.5.1 直通接头的制作
(1)制作中间接头时对施工环境和工具、器材的要求与制作终端时的要求相同,因此,可以参照5.3.2.4的内容进行施工场地准备和工具、器材准备。
制作中间接头前还应该对中间接头的零部件进行检查,并与图纸进行核对、校正,并熟悉中间接头各零部件之间的配合尺寸,或进行试装配。所有的零部件应完好无损,密封件应无缺陷。金属外壳的铅封部位镀锡应完全,内壁应清洁干燥。如果开箱后发现金属外壳的内壁有脏污,可用清水洗净后,再用优质汽油或四氯化碳擦净,最后加热干燥金属外壳的内壁。
分别取出电缆本体、压力箱、纸卷桶的油样进行测试,其结果必须符合6.4中电缆油试验的要求。
用感应加热桶将纸卷桶加热,温度为65~70℃。用电炉间接加热冲洗用的油,维持在80~100℃备用。
(2)电缆就位。
检查电缆长度,保证电缆在制作中间接头时有足够的长度和适当的余量。电缆的弯曲半径应大于电缆外径的20倍。移动被连接的两段电缆,使之相对、呈一直线地靠近在一起并搁置在临时支架上。临时支架应稳固,其高度以提供操作人员合适操作位置为宜。
中间接头的制作位置应尽可能地置于电缆供油段的最高点,以避免在制作中间接头的过程中电缆内的油过分流失和电缆绝缘进气受潮。在不可能将中间接头的制作位置置于电缆供油段最高处情况下,如果落差(指接头与该供油段最高位置电缆或终端之间的高度差)小于11m,尚可以用常规工艺制作中间接头,否则应按照5.3.2.3所述的冷冻法将电缆油路分成两部分,使中间接头的制作位置处于分隔后电缆油路的最高位置。待中间接头制作完成后,再解除冷冻,恢复正常状态。
两根被连接电缆的另一端都应该连接上有足够容量的压力箱,以维持电缆在任何时候都保持正油压。压力箱可根据操作工艺的需要随时开启或关闭,冲洗制作中的中间接头。
剥去电缆外护层,用汽油擦净电缆铅护套。将金属外壳分别套在被连接的两根电缆上,如图5-3-2-33所示。电缆外护层的剥离长度可按图5-3-2-33估算。为了便于剥离外护层,可以用喷灯温和而均匀地移动加热外护层。在外护层剥离的终止处用铜丝将加强铜带绑扎固定并留出适当长度(估计能恢复到铅封处)用溶剂洗净卷绕后保留。
图5-3-2-33 中间接头制作准备
1—电缆外护层;2—电缆铅护套;3—接头套管;4—环氧树脂绝缘片(绝缘接头用);5—临时支架;A—裸铅护套长度;B—二分之一中间接头长度
(3)导体连接。
按照接头图纸规定的尺寸,剥去两段被连接电缆端部的铅护套和纸绝缘后,在导体油道内插入钢衬芯并套上压接管,用油压钳压接。接头的导体连接工艺与终端安装出线杆的工艺相同。导体连接前的准备、压接工艺过程以及压接后导体接头的清理工作都可按照终端导体连接的要求去做。
(4)切削反应力锥。
参照图5-3-2-30的方法剥去两段被连接电缆的铅护套,分别在这两段的电缆绝缘上切削反应力锥。切削反应力锥的好坏是关系接头绝缘质量的关键,反应力锥的形状、尺寸必须严格按图纸的规定切制。推荐用下述方法切削反应力锥。
用细钢丝吊上重锤在电缆绝缘上绕扎一圈,按反应力锥尺寸要求,移动钢丝位置并逐层撕掉多余的电缆纸即可切制成所要求的反应力锥,如图5-3-2-34所示。
必须注意,在靠近压接套管的反应力锥端部,应留出10~20mm长的电缆导体屏蔽半导体纸,供压接套管屏蔽与电缆导体屏蔽搭接用。
完成反应锥切制后,应用热油冲洗,清洗反应力锥上残留的纸屑和工艺过程中的污物。
图5-3-2-34 切削反应力锥
1—电缆绝缘;2—电缆铅护套;3—压接套管;4—重锤;5—钢丝;A—钢丝移动方向;B—撕掉电缆纸
(5)绕包内绝缘。
先在压接套管上绕包半导体皱纹纸,半导体皱纹纸的两端与反应力锥端部的电缆半导体纸相搭接。半导体皱纹纸绕包搭盖应均匀、平整服贴,在直径变化处应光滑过渡。严禁出现空白点、翘角等现象。
按制造厂图纸的要求,在压接套管与反应力锥之间填充绝缘皱纹纸。绕包绝缘皱纹纸应尽可能紧密、均匀,避免出现松软点和外径不规则的情况。通常将窄的皱纹纸带填在内层,较宽的包在外层。
在绝缘皱纹纸填充绕包到压接套管的最大外径后,可以按5.3.2.2所述绝缘绕包方法绕包接头的增绕纸卷。绕包时应注意保证应力锥的形状和尺寸。完成纸卷绕包后,仔细将纸卷外径调整到图纸规定的尺寸并用热油冲洗。
(6)绕包绝缘屏蔽。
普通直通接头的绝缘屏蔽是连续的。施工时,首先用半导体皱纹纸半叠绕包在接头的增绕绝缘层外,其两端分别与两段被连接电缆绝缘屏蔽半导体纸连接。注意,半导体皱纹纸应绕包平服、搭盖均匀,不能出现空白、翘角等疵点。然后将编织铜带绕在半导体皱纹纸外。编织铜带的两端与电缆铅护套焊接。编织铜带的缠绕工艺可参考图5-3-2-32所示终端应力锥上编织铜带的绕包方法。
对于绝缘接头,其外层的半导体纸和编织铜带是断开的,并且要求有足够的绝缘强度。图5-3-2-35为绝缘接头绝缘屏蔽的制作方法。
(7)安装金属外壳与搪铅。
将预先放置在电缆上的金属外壳拉入接头的内绝缘上,注意不要碰坏内绝缘。固定好金属外壳的位置后,搪铅。搪铅的工艺和要求可参照5.3.2.2。
图5-3-2-35 绝缘接头的绝缘屏蔽结构
1—电缆铅护套;2—接头增绕绝缘;3—编织铜带(点线表示);4—半导体皱纹纸(短虚线表示)
对于绝缘接头,两半的金属外壳是与中间环氧树脂绝缘片连接的。将密封圈嵌入金属外壳法兰的密封槽内,拧紧螺栓后即可进行接头的搪铅。
(8)恢复加强铜带。
铅封冷却后,应立即恢复加强铜带。先在电缆铅护套上绕包塑料带2~4层。将制作中间接头前预留下的加强铜带松开并按原来的节距绕包在塑料带上,再在加强带上密绕一层镀锡铜丝。铜扎丝要绕包到铅封直径最大处,再用焊锡将铜扎线及加强铜带焊牢。
(9)真空注油。
接头的真空注油按5.3.2.6的要求进行。
(10)安装绝缘外壳(保护外壳)。
接头的保护外壳的主要功能是防水和绝缘,它由环氧玻璃钢灌注密封胶组成。早期的密封胶采用沥青,烧熔后灌入外壳内。由于烧熔沥青影响环境保护,近几年已改用聚氨酯。聚氨酯由两个组分混合后固化而成。聚氨酯的电气绝缘性能比早期用的沥青好得多。沥青硬化后,中间会有开裂,聚氨酯不会。
如果所制作的中间接头需直埋在地下使用,为了保护金属外壳免受腐蚀和保证电缆金属护套对地绝缘,必须将中间接头置于绝缘外壳内。绝缘外壳环氧玻璃钢的壳体呈两半型式。使用时,将两半壳体罩在中间接头上用螺栓连接。将制造厂提供的绝缘胶从绝缘外壳的注入孔徐徐注入,直到灌满。绝缘胶的收缩率较大(沥青更大),固化后可以再补充灌注一次。
5.3.2.5.2 塞止接头的制作
塞止接头多数安装在电缆接头井内,常常还处于电缆线路较低的位置。所以,制作塞止接头应按5.3.2.3所述的有落差线路情况来施工。
从施工角度来看,制作塞止接头的工艺和要求与制作终端和直通接头基本相同。因此,在介绍塞止接头制作时,仅以220kV塞止接头为例简述其制作过程。
5.3.2.1介绍过220kV塞止接头的结构(见图5-3-2-6),其外腔是工厂预制件,现场施工的工作量仅集中在制作内腔。制作的程序如下:
(1)按照制作终端和直通接头的要求,准备好施工场地、工器具、材料,并对塞止接头零部件进行检查。塞止接头外腔预制件应无渗漏油现象,如果有漏油情况应请制造厂派员进行检修。导体连接的梅花触头、闭锁和屏蔽罩必须完整无损。
(2)参照图5-3-2-33将两段被连接的电缆置于电缆支架上,剥去适当长度的电缆外护层。
(3)参照终端安装出线杆的方法,进行导体连接(见图5-3-2-6中的图注6)。
(4)按照图纸规定的尺寸,参照图5-3-2-30的方法剥去电缆铅护套,然后参照图5-3-2-34的方法切削导体连接处的反应力锥。
(5)用直通接头绕包内绝缘的方法绕包绝缘。
(6)参照图5-3-2-32的方法,依次将半导体皱纹纸和编织铜带绕包在应力锥的表面上。
(7)将绕包有绝缘的电缆插入环氧树脂套管内。此时应严格控制内腔绝缘的外径,使电缆能较顺利地插入环氧树脂套管内而其间隙又不太大。在电缆插到套管底部时,梅花触头与外腔预制件的触杆相连接并闭锁。(必要时,可以按照产品说明书指示的方法解锁)。
(8)安装尾管与搪铅。
(9)真空注油。
5.3.2.6 充油电缆终端与中间接头的真空注油及油务工作
5.3.2.6.1 充油电缆终端与中间接头的真空注油
制作充油电缆的终端和中间接头过程中,由于暴露在空气中的手工操作时间较长,绝缘中会吸收一些潮气,纸层中也夹含有大量空气。因此,在装配结束后必须进行真空处理并在真空下将合格的电缆油注入终端和中间接头内。典型的真空注油管路连接如图5-3-2-36和图5-3-2-37所示。
图5-3-2-36 充油电缆中间接头真空注油管路图
1—溢油罐;2—去气、溢油缸;3—真空泵;4—麦氏真空表;5—中间接头;6、7—阀门;8—带放气的电磁真空阀;9—压力箱;10—双孔封帽;11—上油嘴;12—下油嘴
为了获得高真空,真空管路的长度应尽可能短。管路的内径对除气速度影响很大,因此管路的内径不宜太小,常用的管路内径为φ12mm左右。为了防止麦氏真空表中的水银进入终端或中间接头内,麦氏真空表应该接在去气缸上而不宜直接接在终端或中间接头上。为了保证真空注油设备有良好的工作状态,管路接通后,在进行真空工作之前,应首先检查真空注油设备本身是否有泄漏。具体方法是开启真空泵后,从靠近真空泵位置开始逐一打开阀门并检查各段真空管路,应无泄漏。
在确认真空注油设备正常完好后,开始终端或中间接头的真空工作。真空工作的目的是除去绝缘绕包工艺过程中残留在绝缘中的空气和潮气。因此,应该尽可能地提高真空度和保证足够的真空时间。
图5-3-2-37 充油电缆终端真空注油管路图
1—溢油罐;2—去气、溢油缸;3—真空泵;4—麦氏真空表;5—终端;6、7、11—阀门;8—带放气的电磁真空阀;9、13—压力箱;10—双孔封帽;12—三通接头;14—出线杆油嘴
真空工作初始时,由于绝缘中含有大量的气体,真空度一般不会很高。随着真空时间增加,绝缘中气体减少,真空度才逐渐提高。真空度上升的速度与绝缘中含气量和受潮情况有关,还取决于真空泵的容量。真空泵容量越大,真空度上升越快。检查真空工作的效果不能以真空度达到某一规定数值后维持数小时作为真空处理合格的标准,这样不严格。因为如果被抽真空的终端或接头腔体较小,而使用的真空泵排气量又较大时,虽有少量渗漏,但真空度仍然可达到规定的要求而掩盖了渗漏现象。正确的方法应该采用测泄漏的方法,即停泵后观察残压上升(真空度下降)的情况。如果绝缘已经充分去气,停泵后残压上升应该极为缓慢,反之则说明绝缘中还有较多气体逸出。图5-3-2-38所示为真空工作时终端、中间接头的真空特性曲线。表5-3-2-7列出终端、中间接头的真空要求。
图5-3-2-38 终端、中间接头的真空特性曲线
当麦氏真空表的读数达到13Pa时,开始计时,到达表5-3-2-7规定的时间后,麦氏真空表读数不应大于2.6Pa。此时停止真空泵运转,15min后,麦氏真空表的读数应小于40Pa。
表5-3-2-7 终端、中间接头的真空要求
在抽真空的过程中,可适当开启接在电缆上的压力箱,使少量电缆油从绝缘中渗出,以油驱气,提高去气效果。渗出的油排入溢油罐内。应该注意的是,在真空工作时,必须保证电缆终端或中间接头内没有油积聚。
真空工艺符合表5-3-2-7规定的要求后,可打开压力箱进行注油。注油的速度不宜过快,表5-3-2-8示出注油的参考速度。
注油时,真空泵应继续运转,保持在高真空下注油。油从终端或中间接头中满出溢入去气溢油缸时,注油工作应继续进行,保持在真空下冲洗。溢油量的多少可根据油源和终端或中间接头的油腔体积决定,一般不少于油腔体积的1/10。此时可停真空泵并关闭有关阀门,结束真空注油工艺。
表5-3-2-8 注油的推荐速度
对于有高落差的电缆线路进行真空注油时应注意,5.3.2.3所述的真空法和冷冻法的施工措施必须在真空注油工艺结束后才能解除,否则电缆仍有进气及受潮的危险。
真空注油工艺结束后,终端、中间接头内的电缆油应静止24h以上,然后按本节第二点所述的方法取油样。油样试验结果应符合6.4中电缆油试验的要求,否则必须用经过脱气处理的合格的电缆油进行冲洗。冲洗后至少隔24h后再取油样,如果油样仍不合格,可继续冲洗,直到合格为止。冲洗出来的油经再生处理后仍可使用。
终端、中间接头油样不合格的主要原因是制作工艺中带入脏污,经多次冲洗后一般都能合格。中间接头油样不合格,一般在大气压下冲洗;先由电缆两端注油(开启电缆两端的压力箱),上油嘴放油;再在下油嘴接压力箱,上油嘴放油冲洗。冲洗油量约为2~3倍中间接头腔体的油量。终端油样不合格时,由于终端内油量较大,按中间接头的冲洗方法耗油太多,一般先将终端内不合格的油在真空状态下放空,重新进行真空注油工艺处理。
5.3.2.6.2 充油电缆的油务工作
充油电缆油务工作的基本任务是监视电缆本体及其终端、中间接头的电缆油的性能,保证施工及检修用油的合格。油务工作主要包括电缆油的处理、取样及施工中的油务管理等工作。
(1)电缆油的真空脱气处理。
充油电缆施工及检修用的电缆油必须经过真空脱气处理,除去油中水分和气体,经取样试验合格后方能使用。
油处理装置(油车)由真空泵、去气缸、齿轮泵、加热器、过滤器和贮油罐等组成,其结构已在5.3.2.2作了详述。下面将介绍油处理工作的主要程序。
1)进油。进油前应检查被处理油的介质损耗因数。介质损耗因数合格的油方可进入油处理装置。油车进油前必须先开启真空泵,抽去气缸及贮油罐内的气体。在真空度达到26Pa后,将装有滤网的吸油管插入油桶,打开图5-3-2-14中的进油阀14、喷油阀12和真空阀6(其余阀门均关闭),开启油泵,油即进入贮油罐内。当油位指示器20指示贮油罐油量达3/4高度时,关闭进油阀14停止进油,以免贮油罐内油量过多影响脱气效率。
2)脱气。进油工作结束后,关闭进油阀14(喷油阀12和真空阀6不关),开启循环阀22,真空泵和油泵继续运转,油即进行循环脱气。此时,根据去气缸内喷油情况,调节喷油阀12,使喷出的油柱到达挡油板后向去气缸四壁溅开。脱气时,当油温低于30℃时,可用加热器11加热。油温在40~50℃时脱气效果最佳,油温过高将影响真空度。循环脱气正常工作时,油自贮油罐经循环阀22至油泵,经过过滤器18和加热器11进入去气缸。油从去气缸内喷嘴喷出,沿缸壁流下,得到较充分地脱气,然后回到贮油罐内。经过一定时间循环脱气(一般情况为2~3h),整个真空系统内的真空度逐渐提高。当真空度达到6.5Pa时,去气缸喷出的油柱已无明显气泡,可认为真空脱气工作已完成。
3)出油。一般情况下,将油车处理合格的油注入压力箱内(称为给压力箱补油),在需要用油时,再由压力箱放出。出油时,先将要准备补油的压力箱用油管与油车出油接口连接。连接油管时,注意不能将空气混入油管路中,必须先将油管路内空气排尽(用低端进油,高端排气的办法),然后在喷油的情况下连接。管路接好后,关闭加热器,停止加热,开启出油阀13,调节喷油阀12,减小喷油量,使压力表17的读数为0.3~0.4MPa,油即注入压力箱内。
如果需要使用大量电缆油,例如冲洗电缆需要很多压力箱的油量,可以直接用油车冲洗电缆。这时候,只要将油车的出油接口通过油管与电缆连接,同上述操作步骤一样进行冲洗放油。
(2)电缆油的取样。
电缆油的质量直接影响整个电缆系统的安全运行。因此,进行电缆油测试时,正确性十分重要。取油样是电缆油测试工作的第一步。如果取油样不当,试验结果就会有很大误差,甚至失去真实性。电缆油的取样的关键是保证所取油样不受或尽可能少受污染、吸潮和吸气。
取好油样的玻璃容器应密封,避光保存于相对湿度不超过70%的试验室内。取样可按下列方法进行:
1)油样瓶的清洗、干燥。装油样用的容器应用磨砂广口玻璃瓶,并且最好为琥珀色的。如果用透明的玻璃瓶,则要求在取样后暴露在日光中的时间不应超过5min。取油样之前,必须将装油样的玻璃瓶彻底清洗和干燥。先用中性洗涤剂清洗,再用大量自来水冲洗,然后用蒸馏水(或去离子水)冲洗。滴干后再放入烘箱内在105~110℃的温度下烘1h。清洗后,不允许用容易脱落纤维的棉布或棉纱之类擦干容器。油样瓶上必须用标签标明油样来源(油桶、电缆、终端或中间接头)、编号、取样日期等。
2)取油样时的环境条件。油温低于环境温度时,或相对湿度高于75%时,不允许取油样。有风、沙、雨、雪和雾的天气也不宜取油样。如果必须在不良环境情况下取油样时,则必须采取有效措施,防止油样受潮及受污染。
3)在容器中取油样。在油桶和纸卷桶中取油样时,必须在油桶和纸卷桶运到场地放置8h以后进行。采用吸油管(见图5-3-2-39)取容器中电缆油,并取自最有可能被污染的容器下部(离桶底约50mm)的油样。具体方法是,掐吸油管下端插入油桶或纸卷桶的底部,使电缆油进入管内,用大拇指堵住上管口提起吸油管。第一次吸入管内的油只是冲洗吸油管;第二次吸入管内的油注入油样瓶中冲洗油样瓶;第三次吸入管内的油注入油样瓶中作试验用,灌注时要防止产生气泡。油桶及纸卷桶应逐个抽取油样作试验。吸油管使用之前必须彻底清洗和干燥,其方法与清洗和干燥油样瓶的方法相同。吸油管清洗干燥好后应立即加以密封,防止污染和受潮,只有在临使用之前才能启封。
4)安装前取油样。对新到的压力箱和电缆,在安装敷设之前应取油样进行试验,步骤如下:
①用不脱落纤维的清洁布擦去压力箱阀门或电缆封端帽上的污物和尘埃;
②卸下压力箱上的阀门或电缆封帽上的堵头,开启阀门,使电缆油慢慢流出,放掉一部分油冲洗排油口,其油量约为300mL;
图5-3-2-39 吸油管(单位:mm)
③用放出的电缆油冲洗油样瓶,最后将电缆油慢慢地灌入取样瓶中。
取电缆中的油样时应特别注意防止电缆进气,取油样的那一端电缆应向上倾斜,电缆盘上压力箱油压不宜低于0.1MPa,否则应对压力箱补油后再取油样。
5)电缆施工后取油样。在电缆、终端或中间接头上取油样时,不能破坏电缆油系统的压力密封性,电缆线路各点的油压不能低于电缆的最小允许油压,以防止取油样时空气进入电缆系统内。敷设后的电缆及终端、中间接头取油样时应避免电缆或终端、中间接头的油样与压力箱的油混合,保证所取得的油样的真实性。例如,在图5-3-2-40中所示的A端取电缆的油样时,应该将A端的压力箱1关闭,打开B端压力箱4。此时从A端的电缆双孔封端上取出的油样是真实的电缆的油样。反之,如果不关闭A端压力箱,那么从A端取出的电缆油样就混合了压力箱1的油样,而不是真实的电缆油样了。如果在取油样时,电缆线路的B端没有压力箱,则应先在B端接上临时压力箱再从A端取出电缆油样。电缆线路各取样位置及油量见表5-3-2-9。从终端尾管取油样时,要谨防空气进入尾管。此时,严禁关闭对端压力箱。取油样管路见图5-3-2-41。如果取油样时压力表2的读数小于最小允许油压,必须补充对端压力箱的油压。
图5-3-2-40 取电缆本体油样的示意图
1—A端压力箱;2—双孔封帽;3—电缆;4—B端压力箱
图5-3-2-41 从终端尾管取油样的管路示意图(单位:mm)
1—三通管路压力阀;2—压力表;3—取油样管路(长度大于1m);4—阀门;5—压力箱;6—终端;7—电缆
(3)施工中的油务。
1)锯断电缆。为了防止电缆进气,锯断电缆前要抬高锯断处电缆,使其高出二侧电缆不小于3倍的电缆外径。将电缆铅护套擦净约500mm的长度,避免锯断电缆过程中电缆外护层的沥青等脏物污染电缆绝缘。电缆锯断后,拉出一段油道螺旋管,小心除去铜末。双孔封帽封铅后,应开启对端压力箱,将搪铅造成的过热油排出。双孔封帽的二孔应置于上下位置,封堵双孔封帽油嘴时应先堵下油嘴再堵上油嘴,以利排除封帽头内的气体。
2)油管路连接。铅管与油接头(油嘴)采用锡焊焊接。注意松香及焊锡不得漏入铅管内。焊后用合格的电缆油冲洗。铜管与油接头(油嘴)的焊接可用铜焊或银焊。焊后仔细清除内壁氧化皮并用合格的电缆油冲洗。各种临时油管用毕后应将油放尽滴干,两端密封存放,不可存放在露天。油管路连接时不能将空气混入,必须采用低处进油、高处排气、喷油连接。喷油连接时必须清除空气,在无可见气泡情况下才能连接。
3)电缆油管理。新油桶必须经专业清洗单位清洗干净才能灌装合格的电缆油。
冲洗过电缆、终端或中间接头的电缆油及电缆纸卷桶剩油等可以回收的油称为回收油。电缆锯断、封头,制作终端或中间接头时冲洗用油,管路剩油及油试验回收等脏污比较严重的油称为废油。二者应分别放置,不能混放。盛放过废油的空油桶如要重新装灌合格油时必须按新油桶清洗办法清洗。
表5-3-2-9 电缆取油样部位及油量
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