關于架空絕緣電纜絕緣滑脫的原因及改進措施

宋彩華

(江蘇宏圖高科技股份有限公司光電線纜分公司，江蘇 無錫 214092)

0 引言

架空絕緣電纜具有良好的絕緣性能、電氣性能和機械強度,綜合考慮安全、可靠、經濟、方便維護等多方面的因素深受人們的喜愛，在城市、農村電網中10kv配電線路及35kv及以下的架空電力線路中都得到了大量的應用。然而在使用過程中由于多方面的原因曾多次出現架空絕緣電纜在施工過程中尤其是在緊線過程中由于生產、敷設及環境等多方面的原因會出現架線后緊線末端有絕緣滑脫現象[1]。

1 事實介紹

架空絕緣電纜在施工過程中，尤其是在緊線時，由于生產、敷設及環境等多方面的原因會出現架線后緊線末端有絕緣滑脫現象。這會造成施工不便，也給電纜運行帶來了安全隱患。曾經收集到這么一個案例：型號規格為JKLGYJ-1 1×70/10mm2架空絕緣電纜在緊線過程中出現幾次絕緣在卡線器處滑脫斷裂的現象，如圖1所示。技術人員在施工現場對該問題進行了分析和現場驗證試驗。經分析總結，可能存在下述幾方面的原因：（1）絕緣層的厚度偏薄；（2）絕緣包覆松，包覆力達不到要求；（3）施工時，電纜外表面的溫度較高。（4）施工時緊線操作不規范情況。

圖1 架空線路運行中脫節情況

2 原因分析

首先針對上述幾個可能的原因，在施工現場對第三個因素進行驗證，因為據施工人員反映，在出現上述滑脫斷裂現象的當天天氣炎熱，施工時電纜表面的溫度很高，估計有50℃～60℃。為了保證實驗結果的準確性，選擇了在上午環境溫度27℃左右時，由施工單位隨機取樣進行了驗證試驗[2]。當時進行了三組實驗均未出現絕緣斷裂滑脫的情況。由此可以初步判定緊線時絕緣滑脫和施工時環境溫度有一定的關系。

為了更深入的研究并解決此問題，技術人員對整批架空絕緣電纜進行了現場取樣，并根據相關標準規范，進行多方面試驗驗證。

該電纜的絕緣厚度偏薄的情況，對從施工處帶回的樣品經檢測，其平均厚度1.46mm、最薄厚度1.28mm，該指標能滿足GB/T 12527-2008《額定電壓1kV及以下架空絕緣電纜》中規定的絕緣平均厚度不小于1.4mm和最薄點不小于1.16mm的規定，因此，可排除該因素。

對于絕緣包覆松的情況，根據國標GB/T 12527-2008《額定電壓1kV及以下架空絕緣電纜》中，并沒有這方面的要求，而標準GB/T 14049《額定電壓10kV架空絕緣電纜》則要求通過絕緣粘附力（滑脫）試驗來驗證絕緣層的包覆性能，其滑脫力要求不小于180N。參照GB/T 14049《額定電壓10kV架空絕緣電纜》中要求，對取回的樣品在室溫（25±5）℃進行絕緣粘附力（滑脫）試驗，試驗結果表明絕緣粘附力在200N～260N范圍內。參照GB/T 14049《額定電壓10kV架空絕緣電纜》標準要求，絕緣層包覆性能也符合要求，不存在絕緣包覆松的問題。

關于施工溫度的問題，GB/T 12527-2008《額定電壓1kV及以下架空絕緣電纜》產品標準中只有規定敷設時環境溫度應不低于-20℃，沒有考慮上限溫度要求，在DL/T 602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗收規程》7.1.1條只規定施工時氣溫應符合絕緣電纜制造廠的規定，通常制造廠家只對使用時環境溫度做了規定，對施工溫度沒有過多的要求。為了研究絕緣層溫度對絕緣滑脫力是否有影響，在做常溫下滑脫力試驗的同時，將JKLGYJ-1 1×70/10mm2產品樣品分別放置于溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60、70℃烘箱中1小時后，再進行滑脫試驗，具體滑脫力見下表。試驗結果表明，環境溫度對滑脫力影響較為明顯，隨著環境溫度的升高電纜滑脫力下降幅度較大。從上面的試驗可以看出，在40℃～70℃范圍內，雖然也在工作溫度范圍內，但絕緣滑脫力卻下降了很多。事實上在高溫條件下施工，當環境溫度是35℃時，地表溫度已有50℃～60℃。今年有最新報道全國大部分地區出現36℃～39℃持續高溫，地面溫度高達66℃～68℃，部分地區超過70℃。而架空絕緣電纜是黑色絕緣，更加容易吸收熱量，其電纜表面溫度甚至比地表溫度還要高。因此在高溫環境條件下施工并緊線時，絕緣與導體的粘附力也會大幅度降低，就出現了上述的滑脫現象見表1。

表1 架空絕緣電纜不同溫度下絕緣滑脫力

關于施工緊線存在不規范情況：在現場對于絕緣滑脫的樣品，經仔細觀察發現，在出現絕緣滑脫的斷口附近絕緣表面有一條很深的壓痕，斷裂絕緣處絕緣層已發生了塑性變形，厚度被拉伸變薄，這也說明絕緣和導體表面粘合緊密，絕緣層在斷裂截面上受力很大才會產生此種情況[3]。現場檢查也發現施工時使用的是點接觸式卡線器，點接觸式卡線器與電纜表面接觸時，絕緣受力方式是點受力，受力比較集中，容易產生塑性變形。同時現場施工也沒有對絕緣表面進行防護處理，也就是說施工工具和施工方式達不到DL/T 602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗收規程》7.4條的要求，“緊線時，其正確的操作規范，要使用網套或面接觸的卡線器，并在絕緣外面先上纏繞塑料或橡皮等包帶，以防止卡傷絕緣層”的要求。這也是施工過程中產生絕緣滑脫的一個重要原因。

3 解決問題的措施

經過相關試驗驗證和原因分析，造成絕緣滑脫斷裂主要原因是施工緊線時使用的卡線器不符合要求及施工方式不當引起的[4]。另外施工緊線時，電纜表面溫度過高，絕緣和導體粘附力受溫度影響而自然下降，也是一個不可忽略的重要因素。為了提高線路的安全保障，建議電纜在生產過程及施工過程中對以下幾個方面進行注意：

首先，施工過程中要禁止不規范的野蠻施工。人為因素是最常見且可以避免的，盡量減少人為的造成電纜的表面損傷，緊線操作時，嚴格按DL/T 602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗收規程》7.4條要求執行，使用專門的網套或面接觸的卡線器，并先纏繞塑料或橡皮包帶，防止絕緣層局部受力過大而脫節[5]。

其次環境方面，嚴禁在低于-20℃環境溫度下施工，至于高溫溫度限制，雖然GB/T 12527-2008《額定電壓1kV及以下架空絕緣電纜》產品標準中只有規定“敷設時環境溫度只有不低于-20℃”的限制，沒有考慮上限溫度要求，同時在DL/T 602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗收規程》7.1.1條只規定“氣溫應符合電纜制造廠的規定”。電纜廠家一般只有規定運行時環境溫度應在-40℃-40℃范圍內，而敷設溫度應該比運行溫度要求還要苛刻。因此在施工過程中對于環境溫度高于30℃時要盡量避免進行施工緊線[6]。

再者在生產工藝控制的影響也較大，和擠出方式也有很大關系，生產過程中要注意以下幾方面，為增大粘附力，保證產品質量，提高整個線路的質量保障，生產過程中應從以下方面著手：

導體工序應注意保持導體表面光潔、無油污。因為導體在拉絲及絞制的過程中，很容易沾到油污及灰塵的殘留，而油污和灰塵則會使絕緣與導體間的摩擦系數大幅度減小，造成絕緣的粘附力降低，所以在拉絲及絞制過程中都應采取除油、除塵措施，在導體轉移及保存過程中也應注意避免和油污及灰塵接觸。

在絕緣生產過程中要注意絕緣料采用耐候的黑色耐候聚氯乙烯、聚乙烯和交聯聚乙烯絕緣料。

擠塑方式的選擇，要采用半擠管式。單從提高粘附力的角度來講，擠壓式擠出方式是最佳選擇，但實踐證明，擠壓式并不適用于支撐導體的生產，主要是原因：a.帶支撐結構的導體都是非緊壓結構，擠管方式會引起外徑尺寸偏差較大；b.由于XLPE碳黑含量比較高，采用擠壓式擠出時，表面質量不好，會產生很明顯的線痕且表面不光滑。

要合理配模，生產時注意選擇合適的模具，模具過大，包覆較松，滑脫小，模具過小，生產不易控制，甚至會擦傷。都以上幾方面，可保障生產速度的前提下，又能解決絕緣包覆力差的問題。

4 結束語

經過以上生產制造及施工各方面的改進，既不影響生產速度，又能解決粘附力小的問題，經采用本文闡述的方法，1kv架空絕緣電纜在施工過程中絕緣滑脫現象已大大降低，線路的安全性能也會有更大程度的保障。