熱縮管連接電纜技術及其耐高壓檢測
 
1 　問題的提出
 
電纜連接質量好壞是保證工程監測儀器能否長期運行的重要環節之一 , 盡管監測儀器經過各種檢驗測試能確保其埋入前無任何質量問題 , 但若因電纜連接質量不過關 ,儀器仍不能長期正常工作 , 因此電纜連接質量差常常成為儀器失效的一個重要原因。
熱縮管是一種以聚乙烯為主要原料 , 經多道工序 (包括輻射改性工藝) 加工而成的特殊塑料。因其具有一種有趣的“記憶效應”現象 (當加熱到一定溫度會收縮到初始形狀) , 所以廣泛用于電力、通訊等工程領域中的線材、接頭的絕緣保護。其不僅適用于水工電纜 , 同時也適用于屏蔽電纜 , 且操作簡單 , 能大幅度提高工作效率 , 對于現場連接更具有受施工條件制約因素少的優點。但電纜熱縮管接頭的防滲及絕緣性能好壞 , 尤其是在高水壓環境中非常重要 , 現場連接電纜的質量監督是通過對電纜接頭的耐高壓試驗得出結論。

2 　耐高壓試驗

2.1 　試驗原理
電纜芯線連接見圖 1 , 電纜連接見圖 2。同一根電纜芯線的電阻稱之為斷開電阻 , 芯線與芯線之間的電阻稱為絕緣電阻。在高壓容器中 , 若熱縮管不具有防滲性能 , 水將浸濕棉絮團 , 芯線的斷開電阻值將下降 ; 若熱縮管不具有絕緣性能 , 芯線之間的絕緣電阻值將下降 ; 若斷開電阻值與絕緣電阻值均 > 50MΩ , 則說明電纜熱縮管接頭到高壓環境中具有防滲和絕緣性能。

2.2 　試驗儀器與工具
壓力標定罐、手動試壓泵、014 級標準壓力表、100V直流兆歐表、銼刀、剝線鉗、100W 電鉻鐵、700W 塑料焊槍、20m 電纜、不同直徑熱縮管等。
 
2.3 　電纜連接

2.3.1 　芯線連接
專用工具剝出一定長度的電纜芯線和芯線銅絲 , 并確保芯線及銅絲不受損傷。芯線銅絲外露長約 1cm , 芯線不錫焊 , 用熱縮管連接 , 兩頭芯線之間斷開處填塞棉絮 , 并使其緊密 , 見圖 1。

 

2.3.2 　電纜連接
芯線連接后在接頭處套上Φ= (115～118) D 的熱縮管(D 為電纜直徑) , 熱縮管熱縮后再套上相同或稍大直徑的熱縮管 , 形成雙層熱縮接頭 , 見圖 2。量測并記錄每根芯線的斷開電阻 , 電纜連接參數見表 1。

 
2.3.3 　連接工藝

(1) 根據電纜連接頭的長短剪好熱縮管 , 并先后套在電纜上。
(2) 在芯線上套上中間填塞好棉絮團的熱縮管 , 使芯線銅絲接觸棉絮 , 熱縮管熱縮。
(3) 將芯線并在一起 , 用絕緣膠帶包扎 , 包扎時一圈一圈地依次進行 , 并用力拉長膠帶 , 邊拉邊纏 , 使粗細一致并與電纜大小相當 , 包扎體內盡量不留空氣。
(4) 將連接部位電緞表面挫毛 , 并用綢布沾酒精擦凈晾干。
(5)   將連接段電纜加熱至微熔狀態 , 立即粘上熱熔膠片。
(6)   用 700W塑料焊槍從熱縮管中間向兩頭均勻加熱 ,避免集中受熱 , 并注意控制加熱時間 , 逐漸將空氣擠出 ,當膠片有熔化溢出現象時停止加熱 , 封閉兩端。
(7) 電纜連接完成后自然冷卻 , 并檢測絕緣電阻 , 若不符合要求 , 重新連接。

2.4 　試驗過程
試驗設備采用的是 YBG—2 型壓力標定罐。試驗時用量
程為 500MΩ的兆歐表量測每根芯線斷開電阻及芯線間絕緣電阻。在試驗過程中注意觀察電纜的滲水情況。試驗最大壓力 7MPa。
選擇 3 個連接好的電纜接頭 (2 根四芯水工電纜 , 1 根四芯屏蔽電纜) 和 1 根完整的四芯屏蔽電纜一起放入壓力罐中 , 安裝好壓力罐。然后給壓力罐加壓 , 最高壓力為7MPa。加壓前后分別測量各芯線的斷開電阻及絕緣電阻 ,加壓后每隔 2h 測讀各芯線的斷開電阻及絕緣電阻并做記錄 , 24h 后每天測 1～2 次絕緣電阻和斷開電阻。試驗一直持續 15d。期間壓力罐內壓力隨溫度變化略有升降 , 當壓力
< 619MPa 時 , 馬上進行補壓 , 保證壓力在 7MPa。試驗過程中每天測量若干次 , 并觀測電纜外露口的狀況 , 檢查有無滲水現象。

2.5 　試驗結果
從試驗測得結果來看，15d 內四芯屏蔽電纜各芯線的斷開電阻和芯線之間的絕緣電阻在加壓前后均 > 500MΩ， 四芯水工電纜的絕緣電阻加壓前后也均 > 500MΩ，見表 2。

 
　　四芯水工電纜各芯線的斷開電阻在加壓后有明顯的減小，但均 > 180MΩ，在持續加壓過程中基本處于穩定，僅隨壓力的微小變化而有所變化，在試驗結束壓力釋放后各芯線的斷開電阻又回到初始值 (500MΩ以上)。斷開電阻在加壓后有明顯的降低，分析認為是壓力使得斷開芯線銅絲間的距離變短而引起。四芯水工電纜各芯線的斷開電阻加壓前后的電阻變化曲線見圖 4a 和圖 4b , 為了能區分清楚，圖4a 和圖 4b 中凡電阻測值 > 500MΩ的以 700MΩ表示。

 
3 　結 　論
試驗結果表明，熱縮管連接電纜接頭在連接質量保證的前提下，在 7MPa 的水壓力工作條件中，無論是水工電纜還是屏蔽電纜其絕緣電阻均能夠達到 500MΩ以上，絕緣性能達到規范要求的 > 50MΩ；也能保證在 7MPa 的水壓力下長時間不滲水，防滲效果能達到設計和規范的要求。
熱縮管熱縮電纜接頭對連接電纜的工藝要求非常高，在電纜連接施工中應加強質量控制，尤其應注意：
①與熱縮管接觸部分電纜一定要挫毛并用酒精等擦洗干凈，且應先加熱到微熔狀態后，將膠片粘至電纜上，以增強膠片與電纜的粘合性；
②膠片的寬度盡可能大一些，至少 ≥20mm。
 


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