熱縮管連接電纜技術(shù)及其耐高壓檢測
 
1 　問題的提出
 
電纜連接質(zhì)量好壞是保證工程監(jiān)測儀器能否長期運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一 , 盡管監(jiān)測儀器經(jīng)過各種檢驗(yàn)測試能確保其埋入前無任何質(zhì)量問題 , 但若因電纜連接質(zhì)量不過關(guān) ,儀器仍不能長期正常工作 , 因此電纜連接質(zhì)量差常常成為儀器失效的一個(gè)重要原因。
熱縮管是一種以聚乙烯為主要原料 , 經(jīng)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(yīng)”現(xiàn)象 (當(dāng)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(lǐng)域中的線材、接頭的絕緣保護(hù)。其不僅適用于水工電纜 , 同時(shí)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(xiàn)場連接更具有受施工條件制約因素少的優(yōu)點(diǎn)。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(huán)境中非常重要 , 現(xiàn)場連接電纜的質(zhì)量監(jiān)督是通過對電纜接頭的耐高壓試驗(yàn)得出結(jié)論。

2 　耐高壓試驗(yàn)

2.1 　試驗(yàn)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(tuán) , 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(huán)境中具有防滲和絕緣性能。

2.2 　試驗(yàn)儀器與工具
壓力標(biāo)定罐、手動試壓泵、014 級標(biāo)準(zhǔn)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(shù)見表 1。

 
2.3.3 　連接工藝

(1) 根據(jù)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(tuán)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(shí)一圈一圈地依次進(jìn)行 , 并用力拉長膠帶 , 邊拉邊纏 , 使粗細(xì)一致并與電纜大小相當(dāng) , 包扎體內(nèi)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(tài) , 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(shí)間 , 逐漸將空氣擠出 ,當(dāng)膠片有熔化溢出現(xiàn)象時(shí)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(yàn)過程
試驗(yàn)設(shè)備采用的是 YBG—2 型壓力標(biāo)定罐。試驗(yàn)時(shí)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(yàn)過程中注意觀察電纜的滲水情況。試驗(yàn)最大壓力 7MPa。
選擇 3 個(gè)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(yàn)一直持續(xù) 15d。期間壓力罐內(nèi)壓力隨溫度變化略有升降 , 當(dāng)壓力
< 619MPa 時(shí) , 馬上進(jìn)行補(bǔ)壓 , 保證壓力在 7MPa。試驗(yàn)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(xiàn)象。

2.5 　試驗(yàn)結(jié)果
從試驗(yàn)測得結(jié)果來看，15d 內(nèi)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(xù)加壓過程中基本處于穩(wěn)定，僅隨壓力的微小變化而有所變化，在試驗(yàn)結(jié)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(rèn)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(qū)分清楚，圖4a 和圖 4b 中凡電阻測值 > 500MΩ的以 700MΩ表示。

 
3 　結(jié) 　論
試驗(yàn)結(jié)果表明，熱縮管連接電纜接頭在連接質(zhì)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(dá)到 500MΩ以上，絕緣性能達(dá)到規(guī)范要求的 > 50MΩ；也能保證在 7MPa 的水壓力下長時(shí)間不滲水，防滲效果能達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)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(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，尤其應(yīng)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(yīng)先加熱到微熔狀態(tài)后，將膠片粘至電纜上，以增強(qiáng)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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