探析10kV高压电缆头制作及故障指示器的安装

黄永坚

【摘 要】为了满足我国经济增长的需求，10kV高压电缆成为了目前电力输送的主要线路，电缆头作为线路连接的核心配件，其制作质量决定着供电网络安全运行。同时电缆故障指示器的安装能够在线路故障情况下快速地找到故障源，及时进行抢修，极大地节约了时间成本，从而保证了电力输送的持续稳定。本文就10kV高压电缆头的制作工艺和故障指示器的安装应用进行了探析，详尽地阐述了电缆头制作的步骤及注意事项，同时说明了故障指示器在10kV电缆网络线路中的安装步骤，旨在提高电网线路的运行水平。

【关键词】10kV 电缆头制作 故障指示器安装

随着我国城乡电网建设改造工程的推进，电缆网络的覆盖面积也与日俱增，目前我国在电力输送上主要采用的是10kV高压电缆线路，可以说该网络决定着我国整体的电力供应。10kV高压电缆网络线路是一项复杂的工程，其运行质量受到天气、环境、材料以及电力调度等多重因素影响，而电缆头作为连接网络线路的核心配件，对于电力的传输起着至关重要的作用，其制作质量决定着网络线路安全稳定地运行。由于10kV供电网络的复杂性和广域性，线路发生故障的情况在所难免，如何准确地找到故障点，并迅速地采取修护措施成为了保证电力供应的重要手段，因此在电力网络上安装指示器就显得尤为重要。总体来说，电缆头的制作工艺和故障指示器的安装应用是整个10kV高压电缆线路中特别关键的两个核心步骤，这对于整个供电网络的安全稳定起着十分关键的作用。

1 10kV高压电缆头的制作工艺

10kV的电压等级在我国高压配电网络最为常见，其电缆头的种类繁多，可以根据材料性质的不同分为热缩电缆头和冷缩电缆头，也可以根据使用环境的不同分为户内电缆头和户外电缆头，同时还可以根据电缆芯数的差异划分为单芯和多芯电缆头等，具体选择那种类型的电缆头要根据实际情况进行而定[1]。笔者以10kV冷缩电缆头的制作为例，详尽地叙述其制造步骤和工艺，主要包括剥离内外护套及钢铠、包绕填充胶以及固定电缆元件等众多步骤。

（1）剥离内外护套及钢铠。在剥离内外护套及钢铠之前，首先要将电缆线擦拭干净并且校正拉直，便于剥皮分离，其次剥离掉安装位置到接线端子之间的外护套，注意预留钢铠30mm，内护套10mm，便于包裹固定，最后用扎丝或者生胶带对剥离的钢铠、铜屏蔽端口进行缠绕[2]，防止松散后划伤冷缩管。

（2）固定地线及冷缩管。无论是钢铠地线还是铜屏蔽地线都要对其进行固定操作，制作者首先使用三角电锥插入到电缆分叉处，打磨钢铠表面的油漆及铁锈，然后采用大恒力弹簧将地线固定在钢铠之上，为了确保地线固定牢靠，通常在固定地线时预留15-25mm的线头，而后将这些线头绕恒力弹簧一圈之后，将其反折，最后再用弹簧对其进行一步的固定。铜屏蔽地线的固定，操作步骤基本上与钢铠地线一致，唯一的不同在于铜屏蔽地线有三股地线，需要采用三个小恒力弹簧进行固定。为了避免短接事故的发生，钢铠地线和铜屏蔽线要尽量分开，二者不能够串在一起。固定冷缩管是在冷缩套指往上约80mm处缠绕生料带，然后将冷缩管套在指套根部，逆时针方向抽出塑料条，根据冷缩管端头到接线端子的距离对冷缩管进行切除。

（3）剥离铜屏蔽层和外半导层。在距离已固定的冷缩管20mm处用刀剥离铜屏蔽线，并同时记住相色线，然后在距离其10mm处对外半导层进行剥离，同时根据原有的相色线的颜色缠绕相色条。值得注意的是，剥离外半导层时切忌刀口不要太深，否则极易破坏电缆的绝缘性，进而因尖端放电而击穿绝缘层。

（4）半导电带的缠绕及固定密封。在缠绕之前要对铜屏蔽线表面进行打磨清洗，并用有机硅油脂涂抹，确保光滑干净之后在已经剥离的铜屏蔽线上缠绕几圈半导电带。当剥离、清洗以及缠绕工序完成之后，电缆头的制作进入了最后的固定密封阶段，主要的固定区域是冷缩终端、密封管和冷缩指套。首先缓缓地抽拉冷缩终端的支撑条，让其与终端接口对齐，进而拉动支撑条进行收缩，从而将冷缩终端固定；其次用填充胶将接线端子部位的间隙涂抹均匀，而后用生胶带在填充胶的外层进行缠绕，从而将密封管固定起来；最后将冷缩指套的一端和连接地线用密封胶和电缆外套连接起来，而后将指套翻转对折，用扎线捆紧扎牢，从而最终完成电缆头制作。

2 电缆故障指示器的工作原理

电缆故障指示器是一种能够根据电网线路中电流、电压的变化来对电网运行故障进行智能判断、检测以及定位的重要设备仪器。它通常被安装在电力输送网络之中，主要用来监视检测线路可能出现的短路以及单相接地等故障，当电力网络中发生短路现象，则线路中的电流值瞬间突变，此时的故障电流在通过指示器时就会触动指示器的翻牌或闪光动作，而非故障电流则不会影响其正常显示。同时故障指示器大都配备了自动延时复位功能，当故障排除之后，恢复电力输送，故障指示器会自动复位，为下一次的检测做好准备，这使得电网日常的检测维护更加方便快捷。

目前电力网络输送中最容易发生的是相间短路和单相接地两类故障，因此故障指示器的设计也是按照这两类故障而设定的。相间短路指的是输送线路的两相或三相之间相互接触，从而造成了线路短路故障的发生[3]。当相间发生短路时，线路中的瞬间电流突然增大，并形成电流突跃，故障指示器内部对电流突变值进行了设定，若电流变化量超过了设定值，那么指示器就会显示与之对应的故障信号。对于单相接地的判断依据和原理目前使用最多的是零序电流幅值法，即在中性点不直接接地的配电网络中采集暂时的电流、电压等数据值，然后采用稳态零序电流和电压的基波或高次谐波对采集的数据进行计算和分析，从而线路中的电流电压值进行判定，若为故障电流则显示翻牌或者亮灯，反之指示器无变化。

3 电缆故障指示器的安装应用

目前在10kV高压网络中应用较为广泛的是有源二合一故障指示器，其不仅能够指示相间短路故障，而且还能够检测单相接地故障，其安装应用主要如下所示：

（1）主机的安装。有源二合一故障指示器主机为95*50*85mm尺寸规格，存放主机的柜体的开孔规格为90（长）*45（宽）mm。主机的安装相对来说较为简单，只需要将主机上方的四个弹片按下即可放入到柜体中，即完成主机安装。

（2）接地传感器的安装。接地传感器是为了感应单相接地短路电流，因此该设备必须安装在各个分相的三芯电缆上，从而使得传感器能够接收并感应每一相的接地电流。接地传感器在安装时首先用螺丝刀拧开螺丝，打开金属卡环，然后将金属卡环套在各项三芯电缆上面，最后用螺丝刀拧紧固定，同时拉紧抱扎锁扣，将卡扣牢牢地固定在电缆上面，从而防止传感器脱落。图一为短路传感器安装示意图。

（3）短路传感器的安装。短路传感器是为了监测电缆相间是否存在着短路电流，因此短路传感器往往安装在单相电缆的分支之上，安装方法和步骤与接地传感器相似，首先用螺丝刀将螺丝钉拧开，从而打开金属卡环，然后将卡环套在电缆分支上，再次拧紧螺丝钉，如果仍然存在松动，则通过调节传感器顶端的螺杆来固定。

（4）光纤线缆的连接。当故障指示器的主机和传感器安装完毕之后，安装人员用光纤线缆将传感器与主机连接起来，这样传感器在电缆上接受到的电流信息就能过通过光纤输送至主机之中，从而根据电流的大小，主机判断是否进行翻牌或闪灯动作。安装时将光纤线缆插入到主机的光纤线头之中，然后再旋紧光纤帽，使得光纤与主机紧密地连接在一起，从而杜绝因接触不良带来的信号中断事故。

总而言之，随着我国电力事业的不断发展，10kV高压电缆网络成为了电力输送的重要途径，电缆头作为线路连接的核心配件，其制作质量决定着供电网络安全运行。同时在线路上安装故障指示器能够在线路出现故障时快速地找到故障源，为工作人员开展及时进行抢修节约了宝贵的时间，进而保证了电力输送的持续稳定。

参考文献：

[1]陈温艺.配网工程常用电力电缆的设计分析和选修[J].城市建设理论研究，2011（17）.

[2]梁波，李文修.10kV冷缩电缆头的制作安装[J].农村电工，2014（01）.

[3]李晟.浅析低压电器线路短路起火的成因及防范措施[J].城市建设理论研究，2012（01）.