10kV架空線絕緣膠帶電動纏繞器的研究

國網咸陽供電公司 毛 潔 劉 歡

隨著我國經濟的快速發展，工程類項目數量越來越多，工程項目的開發建設離不開電路的搭建，而電路搭建過程中電線端頭的連接是關鍵的一步，從而需要大量工人的時間用在電線端頭的連接上，絕緣膠帶的纏繞過程占用了電線端頭連接的大部分時間。

目前電線端頭連接過程中絕緣膠帶的連接都是通過工人手工完成的，首先是工人將絕緣膠帶一端粘在電線線芯上，然后拉伸絕緣膠帶，使其反生彈性形變，將拉伸狀態的絕緣膠帶纏繞在電線線芯上數圈，直至絕緣膠帶將線芯覆蓋數層后，切斷絕緣膠帶，完成絕緣膠帶的纏繞工作，在手工纏繞絕緣膠帶的過程中，不僅需要大量的人力物力，而且工作效率極低，并且絕緣膠帶彈性形變程度不同，從而其纏繞的質量也不理想，從而需要一種頭絕緣膠帶自動纏繞裝置。

配電網維護一直不被關注，因拓撲結構復雜、線路長短不一、維護級數眾多等原因導致城市配電網線路維護整定難，加上缺乏法規機制保障，使得大部分10kV 線未能配備分部線路維護，即便配備了分部線路維護也面臨許多問題。

為了防止配電線路分支線出現故障情況時導致變壓器所的10kV 站內開關電源停機，并增加供電系統安全可靠，本文通過分析10kV 架空線路分支線保護整定方式和設置方法不同的特點、以及站內10kV 出口開關電源保護和分支線路保護的有效結合情況，以提高該線安全可靠運行、縮短停電時限和減少停電范圍為主要目的，給出了適合于低電壓時間型饋線路自動化的10kV 電力價格架空線路分支線維護設置方法。

1 10kV 架空線路概述

10kV 以下分包保護措施主要有兩種：一方面，在上述二次保護措施的基礎上增加分包保護措施。主要方法是安裝故障電流保護開關、手動分段開關和標稱流量的跌落保護，帶有簡單的電壓保護；第二種類型是由出口控制器和變壓器維持的二級預防和控制模式，即解耦保護不具有其自身的特性，所使用的接線類型不同。

熔斷器保護是指一個帶有反時間特性的電器元件，短路保護工作電壓最大時可在50ms 內開斷整個電路。其好處是在上一級維護加150ms 之上的延遲時，只要選擇合理就可以在時間上很好地和上一級保持協調，滿足選擇性的需要；弊端則是需在上一級維護下增加150ms 之上的延遲，當保護范圍內出現瞬時性故障時將出現長時段中斷，但可以作為負荷容量相對較小(≤800kVA)的分支線路。

架空配電分支線斷路器保護一般配備階段式電流保護。其優點是只要保證斷路器保護之間具有0.25s 以上的級差，斷路器保護一般就能通過時限保證動作的選擇性；缺點是站內I 段保護和出口Ⅱ段保護受級差時限的限制，很難與斷路器保護有效配合，在配變發生故障時可能引起分支線保護越級跳閘。

架空供電分支線路的剩余電壓斷路器保護，一般配備階段式電流保護器。其好處是，只要確保與剩余電流斷路器的保護間存在0.25s 以上的級差系數，剩余電流斷路器的保護動作一般就可以利用時限提高動作的選擇性；弊端則是，站內I 段保護與出口Ⅱ段保護受級差系數時間的影響，很難與剩余電流斷路器保持有效協調，當配電變壓器產生故障時可能造成分支線路保護的越級停機。

綜上所述，分支線路的保護配置應當按照分支線路負荷情況和維護使用時間加以分配，其使用時間根據分支線路在相對站點內出口維護的位置以及相對車站出口維護時間確定，并可將分支線路分為如下四種。

第一類：在10kV 以上電網電流自動分配的基礎上，在電網上設置自動終端，以實現對正線電流饋入系統的自動適應和插入錯誤的自動隔離；第二類：如果保護出口的車站出口段或有軌電車在車站出口段一保護區外，分支保護的使用壽命為0.3～0.4s，則三種保護措施均適用于此；第三類：如果車站I 段保護延時0.15s 與車站基地I 段保護有關，則線路保護應為0.15s，如果采用保護和自動標界開關保護；第四類：車站I 出口維護期間無延誤，輔助線路在車站I 出口維護區域內，可以阻止錯誤，并消除其他兩種保護措施。

為了實現接地，拆除了電線連接的絕緣層。導線連接后必須對整個絕緣層進行絕緣，以修復原導線的絕緣性能，修復后的絕緣強度不得低于原電纜本身的絕緣強度。電纜連接的電纜絕緣單元通常由電纜絕緣帶包圍，普通電工常用的電纜焊接產品有黃蠟帶、聚酯涂層帶、黑色帶、塑料帶、橡膠帶等，電纜焊接帶的長度一般為2020mm 更舒適。

2 絕緣膠帶絕緣處理方法

絕緣膠帶(Insulated Rubber Tape)專指電工使用的用于防止漏電，起絕緣作用的膠帶。又稱絕緣膠布，膠布帶，由基帶和壓敏膠層組成?；鶐б话悴捎妹薏肌⒑铣衫w維織物和塑料薄膜等，膠層由橡膠加增黏樹脂等配合劑制成，黏性好，絕緣性能優良。絕緣膠帶具有良好的絕緣耐壓、阻燃、耐候等特性，適用于電線接駁、電氣絕緣、隔熱防護等特點。

2.1 一般導線接頭的絕緣處理

電線的連接可根據圖1的要求進行隔離。首先在左側包裹第一層黃蠟帶，然后包裹第一層黑色膠帶，并在包裹兩圈后將芯線部分插入絕緣層下方，見圖1（a）。黃色蠟帶應偏離梯子550度以下，每輪為堆疊寬度的1/2，見圖1（b），直到包裹層包裹到連接右環的完整絕緣層。然后將乙烯基帶固定在黃色帶的后端，并沿另一個扭曲方向從右到左纏繞，見圖1（c）和1（d），但在每個圓中仍為堆疊寬度的1/2，直到整個黃色帶纏繞為止。繞組處理時使用結實、牢固的膠帶，但應注意不要松開芯線，以確保絕緣質量和電源安全。

圖1 一般導線接頭的絕緣處理

2.2 T 字分支接頭的絕緣處理

導線分支連接的電纜絕緣解決方法同上圖，T字型分支連接的包纏走向如圖2所示，走一條T 字型的路來回，使每根引線上都包纏著二層的電纜絕緣膠帶，每根引線上均應包纏在完好電纜絕緣層的二倍于膠布長度處。

圖2 T 字分支接頭的絕緣處理

2.3 十字分支接頭的絕緣處理

對引線的十字分支連接處實行絕緣導線管理時，包纏走向如圖3所示，走一條十字型的走向來回，使每根引線上都包纏著二層的絕緣導線膠帶，每根引線上也均應包纏著在完好導線絕緣層的二倍于膠布長度處。

圖3 十字分支接頭的絕緣處理

電力線接口方式包括接線方式“十”、接線方式“一”、接線方式“丁”等。接口應固定、光滑、無刺。如果在線頭分離，則宜將鋼絲取出幾次，然后繞口上下搖動，螺紋將順從地從連接處斷開。當連接到干燥的地方時，用塑料布將其包裹起來，并用Jnegativeten 自粘絕緣帶將包裹處往后延伸20厘米。

因直接使用塑料布而產生的不良影響：塑料布易生膠、膠水；電流負載高時、插頭過熱時，塑料布更容易融化收縮；電源連接器必須與連接器有相互的壓力，如果連接器有凸起，很容易插入空塑料帶，這一隱患直接威脅到人身安全，甚至可能導致中度線路引發火災事故。

但是，如果使用絕緣黑色粘合劑則不應發生這種情況。其具有一定的硬度、柔韌性，可長時間永久包裹在接頭中，受使用壽命、環境溫度和干燥硬化類型的影響，不剝落、不阻燃。此外，可用絕緣黑色膠布包裹膠帶防潮。當然絕緣自粘膠帶也有缺點，雖然它的防水性能好、但容易破壞，有必要將第二層塑料布包裹起來作為保護膜。連接器和連接器之間的絕緣帶不會粘在一起，性能更好。

3 絕緣膠帶電動纏繞器設計

在加工橡膠帶時有二種方法，即成帶使用和涂在布上使用。由最近發展情況來看，幾乎只是用橡膠加工成斷面為三角形的帶，但考慮到作為電機絕緣，一方面要求機械強度和耐磨損性、耐沖擊性，另一方面考慮到卷澆工藝上的要求，因此采用以底布兩面涂以硅橡膠的帶更好。作為一般絕緣使用的硅橡膠帶，由于采用了縱向是聚酯纖維、橫向是玻璃纖維交織而成的布作為底布，故能保持有適當延伸率和機械強度。這樣一方面消除了以無底材硅橡膠帶作為絕緣的缺點：卷鍵時在用力情況下要引起伸縮及要求均勻厚度地卷入的技巧；另一方面也不具有象以很密織玻璃布為底布時的缺點：卷入時容易引起皺折。

由于工藝性有了顯著改善，故變得很容易操作。作為一般絕緣使用時，要使其工藝性更好，利用特別方法織成的玻璃布作為底材，使其具有非常高的耐熱性和適當的延伸率。這樣絕緣帶的使用不僅能全面得到硅橡膠特性，而且彌補了硅橡膠的缺點，得到了獨特的絕緣結構。

3.1 絕緣膠帶纏繞裝置設計原理

本實用新型公開一種絕緣膠帶纏繞裝置（圖4），包括殼體（1），殼體（1）為柱狀結構，殼體（1）沿中軸線方向設置開口部（2），殼體靠近開口部（2）的一側設置多個凹槽（3），凹槽（3）內設置與殼體（1）中軸線相平行的長條形孔（4），殼體（1）設置容納腔（5），容納腔（5）內設置與殼體（1）中軸線相平行的定位柱（6），容納腔（5）的數量與凹槽（3）的數量一致。本實用新型在殼體上設置容納導線的凹槽與導線緊密接觸，避免絕緣膠帶不易粘黏和浪費的問題，而且通過設置多個內徑不同的凹槽適用于不同大小的導線。

圖4 絕緣膠帶纏繞裝置

絕緣帶纏繞設備通常由外殼組成，其特點是：外殼為圓柱形結構，外殼內的開口平行于中軸對齊，在靠近開口區域的外殼側面可預見幾個凹痕，深度設置有平行于殼體中軸線的長條形孔，吸收能力設置在殼體內部，吸收能力設置有平行于殼體中軸線的定位柱，吸收能力的總量等于總深度，吸收腔通過長條狀孔與凹槽相連，在長條狀鉆孔的兩端，殼體的上下正面為鉸接式分段結構，分段結構均為鋸齒形葉片，鋸齒形葉片分為板、三角螺母和葉片，印版在三角螺母的末端裝有滑靴，每個螺母的內徑不同。幾個定位柱的外徑不同。

3.2 絕緣膠帶安裝方法

隔離帶輥安裝在色帶中并由一個壓力板壓緊，該板可調節絕緣條的抗拉強度，以保證足夠的強度，它還可以避免脫衣服時絕緣膠帶卷出。絕緣條的牽引通過立柱和輥、固定在機頭上的鋼筋來實現，以控制非粘性表面上的最大路徑。下方向盤由安裝在穩定鋼柱上的殼體組成。套管鍵可隨意旋轉，主要對應絕緣膠表面的最大彈簧路徑，滑動的重要作用是避免相應的滑動。

絕緣帶蓋由旋轉的行星殼制成，該行星殼在連接到開放軸的旋轉板的行星軸上旋轉。因為分動板和開式軸是連接在一起的，并隨開式軸旋轉。分動板軸承和分動板之間的連接是一體的，因此帶棘刺的行星齒輪箱也可以在分動板軸承上執行單向旋轉。合上絕緣帶時，先按手柄。絕緣帶被固定在柱子上，并在行星外殼上的一個固定裝置的引導下滾動。

由于行星的外殼在旋轉過程中可以朝一個方向旋轉，從而產生相應的角度差，因此絕緣帶被倒置地纏繞在行星的外殼上。在轉移板移動時按下手柄，但也會形成相應的角度差，絕緣膠帶慢慢地纏繞在連接上，即絕緣。如果連接尺寸小于尺寸，如果行星殼體有絕緣帶則聯鎖時帶交叉，行星殼體自轉以確保聯鎖牢固。如果連接體積大于或大于尺寸，如果行星殼體有絕緣帶，行星殼體將直接自行轉動，確保收縮牢固。帶棘齒的行星殼體將腹板壓在傳送板上，并調整護罩壓力，以完成聯鎖裝置的變窄。

綜上，此處檢查的絕緣帶電氣纏繞裝置自動完成0.5倍的絕緣、懸浮和絕緣功能。由于導線的拆卸過程需要手動進行，因此即使使用定向在不同線路上的材料，不同導線的提取效率也不理想。最初的總體設計方法包括將不同類型的開口軸承納入軸內部，但對于一些細紋須用開放式軸承設計來代替，預計絕緣帶可直接用一種織物編織。在后來的設計中沒有介紹主要機構，而是使用這種結構來設計有點復雜的過渡行星軸，為了完成繞組，雖可達到規定目的，但還不是很完善。