10kV肘型電攬頭電動拆除器的研制與應用分析

徐龍彬 董奇光 黃世環 梁瑞煜 孔衛文

摘要：信息技術的快速發展，使工程建設的難度、復雜程度不斷加大，智能化、小型化、免維護的開關技術設備受到了廣大群眾的青睞。在用戶日常用電中，因肘型電纜頭的安全系數較高，所以在配電設備中使用肘型電纜頭的居多。肘型電纜頭自身具有一定的防潮性、絕緣性和密封性，長時間使用會出現硅脂膏老化的問題，造成肘型電纜頭與柜體錐形絕緣支柱發生粘連，同時因環網柜電纜室空間較小，所以，為拆卸及故障維修帶來了困難。文中為了方便肘型電纜頭的拆卸工作，故研究設計出一種結構簡單、操作方便的肘型電纜頭拆除器，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：10kV肘型;電纜;拆除裝置

引言

隨著社會經濟的飛速發展，為了提高城鎮電纜化的安全性能，2016年在禪城區電纜項目施工中已經普及使用肘型電纜頭。禪城地區電纜化率的不斷增高，不但推動了自動化電房改造的快速推進，還將傳統電纜終端頭替換為全密封肘型電纜頭[1]。經過兩年的發展，禪城地區電纜化率的提高，有效推動了網架完善和地鐵施工項目，在2019年投資力度也隨著經濟發展持續增加。將舊電房內的高低壓柜更換為自動化柜，配電設備中電纜頭也需替換為肘型電纜頭，該方式是電房自動化項目改造具體工作，也是未來國家工業發展中重點引進的項目。

1 電纜頭傳統的拆除方式

電纜頭傳統的拆除方式可分為兩種，其一，人工牽引拆除;其二，破壞性拆除。因網柜電纜室空間狹小，拆卸工作不方便操作時，既浪費時間又浪費人力，拆卸工作效果不佳。鑒于這種情況的出現，工人可將繩子綁在肘型電纜頭上，使用人力拉出插拔式電纜頭。由于插拔式電纜頭連接十分密封，所以在拆卸時很容易因工人用力不恰當或繩子綁扎不結實而損壞電纜頭，該拆卸方法不僅效率低，而且在狹小的網柜空間也不易展開，極大程度的對肘型電纜頭造成損壞。

破壞性拆除是使用工具及刀劃破肘型電纜頭，通過該方式進行拆除，極容易對肘型電纜頭的表面造成損傷，降低其絕緣性能，很容易引起安全隱患，嚴重可導致肘型電纜頭無法繼續使用。在施工過程中，工人為了節約拆除時間，會根據作業時間情況選用電纜頭拆除方式，但這種方式每一次都會為企業帶來經濟損失。

2 肘型電纜頭拆除器的可行性分析

本章節針對肘型電纜頭一次拔出的成功率設計模擬實驗，根據軸承拉拔器的工作原理，質量控制小組特別設立了模擬軸承拉拔器對肘型電纜頭進行拉拔實驗，并針對拉拔實驗次數統計肘型電纜器的成功率。表1所示是對肘型電纜頭一次成功拔出的結果分析，表內數據顯示，通過模擬實驗用軸承拉拔器的方式進行一次拔出肘型電纜頭的實驗成功率高達95%。佛山禪城供電局建設部質量控制小組具有一定固定的研發人員，為10kV肘型電纜頭電動拆除器與螺桿牽引式相結合，提供了項目研發人力保障，于此同時，該小組在變壓器減震降噪裝置和定位導向方面具有豐富的設計研發經驗。

3 10kV肘型電纜頭電動拆除器的設計

由于電纜頭的表面比較光滑和它的圓柱體形，所以在固定過程中有一定困難，很容易造成因無可靠固定裝置，在進行肘型電纜頭拔出時發生位置偏移。文章為了滿足10kV肘型電纜頭的拆除需求，故針對拆除器的研發方向特別劃分為以下三個部門，分別是牽引部分、支撐部分和固定部分，詳情見圖1所示，該設計是為了更好的破解拆除過程中的難點、重點，其適用范圍的10kV肘型電纜頭標稱截面為3x50 mm?-3x400 mm?。

傳統的10kV肘型電纜頭拆除方式存在一定的風險，且比較耗費人力。文章為了保障施工人員的安全，對設計了電動拆除方案。電動拆除方法是通過轉動設備代替扳手，將肘型電纜頭拔出，既提供了施工效率又減少了肘型電纜頭的破壞率。

3.1 確定方案

為了防止肘型電纜頭在拆除過程因意外情況的發生造成脫落或造成電纜頭的損，降低其絕緣性，需充分10kV肘型電纜頭拆除器底座的優勢，保護肘型電纜頭減少損傷并固定肘型電纜頭。

3.1 固定保護底座

表1中10kV肘型電纜頭一次成功拆除率的占比是很高的，以此作為肘型電纜頭無損拆除器設計的基本條件，為了避免肘型電纜頭拔出受力導致損傷及破壞其絕緣性時，不建議使用繩索或鎖鏈，通過這種方式拆卸的肘型電纜頭由于內部構件的損壞，無法重復使用，無形之中為供電企業造成了經濟損失。針對該情況嚴重性，可嘗試用包裹式拔出肘型電纜頭，包裹方式使肘型電纜頭的受力和拔出方向一致，不存在切應力，對肘型電纜頭的內部結構也不會造成損傷，因此將肘型電纜頭的固定方式設計為包裹式。

3.2 底座固定組件

表2數據所示，是為了將肘型電纜頭合理的固定在肘型電纜頭的拆除底座上，分別對固定方式進行了比較，并對三種不同的固定方式進行牢固性的測試。為了保證肘型電纜頭在拆除過程中不發生位置偏移，并保證緊固組件不發生水平位移，故針對三種最佳緊固組件設計以下實驗。實驗方法為，將肘型電纜頭分別通過實驗中的三種固定方式，在底座上進行緊固組件的加裝，并對緊固組件實施水平方向的力，分別對三種組件加裝方式記錄20次電纜偏離中心線的水平位移[2]。

實驗結果通過表2數據可見，鎖扣式、螺旋式的固定組件水平位移始終保持在0的位置，當水平方向的力為200N時繩索式的組件固定發生位移，并且該方式隨著力的增大，水平位移也相對增加，根據該數據可充分顯示繩索式組件固定優勢不如鎖扣式和螺旋式凸顯，并且配電柜的空間狹小，故選用螺旋式和鎖扣式比較容易操作[3]。

3.3 牽引桿焊接

表3是針對肘型電纜頭拆除器牽引桿焊接方式的對比，牽引桿是實現固定底座與動力系統相連接的橋梁，是通過肘型電纜頭的固定構件上引出來的，其主要研究目的是為了使牽引桿符合肘型電纜頭拆除要求。表3是通過對焊接方式的不同，分別對焊接成本、變形大小、熱區影響大小以及CO 2保護進行了詳細比較，詳細的數據和比較結果顯示CO2保護焊是在焊接作業中能夠充分滿足肘型電纜頭受力需求的焊接方式，故將次方式作為牽引部分的焊接方式。

肘型電纜頭連接底座固定部分為三根牽引桿，連接動力部分的螺桿為一根，因此需要通過轉接頭實現以上兩部分的對接[4]。肘型電纜頭拆除過程中，螺桿轉動時會對其內部構件造成破壞，所以不可將底座與螺桿部分直接進行焊接。為了避免該情況的發生，可將固定底座的三根連接桿與三角片進行焊接固定，并將螺母通過三角片中間的開孔與螺桿進行固定，螺桿可以隨著三角片的空中自由轉動，通過該方式將肘型電纜頭的拔出。

4 結語

全文通過對螺桿牽引式10kV肘型電纜頭電動拆除器的研制，在工地施工方面不但減少了停電延時以外情況的發生，還提升了肘型電纜頭拆除的施工效率，極大程度的保證了供電的安全性。根據佛山禪城供電局質量控制小組對本次研發工作設計的實驗結果表明，該小組成員的技術水平和技能都有了不同程度的提升，間接的鍛煉了小組成員發現問題、解決問題的能力，同時，供電企業也通過對相關技術的積累和產品的推廣，提升了公司的競爭力和知名度。

參考文獻

[1]陳朋，張帆，喬春來，孫業榮，王傳勇，田春生.10kV柱上變壓器臺肘型電纜接頭燒毀故障的分析[J].變壓器，2020，57（07）：71-74.

[2]于樂.10kV柱上變壓器肘型電纜終端故障[J].農村電氣化，2017（01）：20.

[3]司徒佳波.論10kV插入式肘型接地裝置的設計[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2017（01）：187-188.

[4]相曉鵬，張力強，常尼亞.某供電區10kV環網柜電纜肘型頭故障分析[J].山西電力，2010（06）：24-25.