热缩管在连接电缆上的技术应用以及耐高压试验综述

热缩管连接电缆技术及其耐高压检测
 
1 　问题的提出
 
电缆连接质量好坏是保证工程监测仪器能否长期运行的重要环节之一 , 尽管监测仪器经过各种检验测试能确保其埋入前无任何质量问题 , 但若因电缆连接质量不过关 ,仪器仍不能长期正常工作 , 因此电缆连接质量差常常成为仪器失效的一个重要原因。
热缩管是一种以聚乙烯为主要原料 , 经多道工序 (包括辐射改性工艺) 加工而成的特殊塑料。因其具有一种有趣的“记忆效应”现象 (当加热到一定温度会收缩到初始形状) , 所以广泛用于电力、通讯等工程领域中的线材、接头的绝缘保护。其不仅适用于水工电缆 , 同时也适用于屏蔽电缆 , 且操作简单 , 能大幅度提高工作效率 , 对于现场连接更具有受施工条件制约因素少的优点。但电缆热缩管接头的防渗及绝缘性能好坏 , 尤其是在高水压环境中非常重要 , 现场连接电缆的质量监督是通过对电缆接头的耐高压试验得出结论。

2 　耐高压试验

2.1 　试验原理
电缆芯线连接见图 1 , 电缆连接见图 2。同一根电缆芯线的电阻称之为断开电阻 , 芯线与芯线之间的电阻称为绝缘电阻。在高压容器中 , 若热缩管不具有防渗性能 , 水将浸湿棉絮团 , 芯线的断开电阻值将下降 ; 若热缩管不具有绝缘性能 , 芯线之间的绝缘电阻值将下降 ; 若断开电阻值与绝缘电阻值均 > 50MΩ , 则说明电缆热缩管接头到高压环境中具有防渗和绝缘性能。

2.2 　试验仪器与工具
压力标定罐、手动试压泵、014 级标准压力表、100V直流兆欧表、锉刀、剥线钳、100W 电铬铁、700W 塑料焊枪、20m 电缆、不同直径热缩管等。
 
2.3 　电缆连接

2.3.1 　芯线连接
专用工具剥出一定长度的电缆芯线和芯线铜丝 , 并确保芯线及铜丝不受损伤。芯线铜丝外露长约 1cm , 芯线不锡焊 , 用热缩管连接 , 两头芯线之间断开处填塞棉絮 , 并使其紧密 , 见图 1。

 

2.3.2 　电缆连接
芯线连接后在接头处套上Φ= (115～118) D 的热缩管(D 为电缆直径) , 热缩管热缩后再套上相同或稍大直径的热缩管 , 形成双层热缩接头 , 见图 2。量测并记录每根芯线的断开电阻 , 电缆连接参数见表 1。

 
2.3.3 　连接工艺

(1) 根据电缆连接头的长短剪好热缩管 , 并先后套在电缆上。
(2) 在芯线上套上中间填塞好棉絮团的热缩管 , 使芯线铜丝接触棉絮 , 热缩管热缩。
(3) 将芯线并在一起 , 用绝缘胶带包扎 , 包扎时一圈一圈地依次进行 , 并用力拉长胶带 , 边拉边缠 , 使粗细一致并与电缆大小相当 , 包扎体内尽量不留空气。
(4) 将连接部位电缎表面挫毛 , 并用绸布沾酒精擦净晾干。
(5)   将连接段电缆加热至微熔状态 , 立即粘上热熔胶片。
(6)   用 700W塑料焊枪从热缩管中间向两头均匀加热 ,避免集中受热 , 并注意控制加热时间 , 逐渐将空气挤出 ,当胶片有熔化溢出现象时停止加热 , 封闭两端。
(7) 电缆连接完成后自然冷却 , 并检测绝缘电阻 , 若不符合要求 , 重新连接。

2.4 　试验过程
试验设备采用的是 YBG—2 型压力标定罐。试验时用量
程为 500MΩ的兆欧表量测每根芯线断开电阻及芯线间绝缘电阻。在试验过程中注意观察电缆的渗水情况。试验最大压力 7MPa。
选择 3 个连接好的电缆接头 (2 根四芯水工电缆 , 1 根四芯屏蔽电缆) 和 1 根完整的四芯屏蔽电缆一起放入压力罐中 , 安装好压力罐。然后给压力罐加压 , 最高压力为7MPa。加压前后分别测量各芯线的断开电阻及绝缘电阻 ,加压后每隔 2h 测读各芯线的断开电阻及绝缘电阻并做记录 , 24h 后每天测 1～2 次绝缘电阻和断开电阻。试验一直持续 15d。期间压力罐内压力随温度变化略有升降 , 当压力
< 619MPa 时 , 马上进行补压 , 保证压力在 7MPa。试验过程中每天测量若干次 , 并观测电缆外露口的状况 , 检查有无渗水现象。

2.5 　试验结果
从试验测得结果来看，15d 内四芯屏蔽电缆各芯线的断开电阻和芯线之间的绝缘电阻在加压前后均 > 500MΩ， 四芯水工电缆的绝缘电阻加压前后也均 > 500MΩ，见表 2。

 
　　四芯水工电缆各芯线的断开电阻在加压后有明显的减小，但均 > 180MΩ，在持续加压过程中基本处于稳定，仅随压力的微小变化而有所变化，在试验结束压力释放后各芯线的断开电阻又回到初始值 (500MΩ以上)。断开电阻在加压后有明显的降低，分析认为是压力使得断开芯线铜丝间的距离变短而引起。四芯水工电缆各芯线的断开电阻加压前后的电阻变化曲线见图 4a 和图 4b , 为了能区分清楚，图4a 和图 4b 中凡电阻测值 > 500MΩ的以 700MΩ表示。

 
3 　结 　论
试验结果表明，热缩管连接电缆接头在连接质量保证的前提下，在 7MPa 的水压力工作条件中，无论是水工电缆还是屏蔽电缆其绝缘电阻均能够达到 500MΩ以上，绝缘性能达到规范要求的 > 50MΩ；也能保证在 7MPa 的水压力下长时间不渗水，防渗效果能达到设计和规范的要求。
热缩管热缩电缆接头对连接电缆的工艺要求非常高，在电缆连接施工中应加强质量控制，尤其应注意：
①与热缩管接触部分电缆一定要挫毛并用酒精等擦洗干净，且应先加热到微熔状态后，将胶片粘至电缆上，以增强胶片与电缆的粘合性；
②胶片的宽度尽可能大一些，至少 ≥20mm。
 


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