一种新型二次电缆绝缘防护套头的设计

张进坤 黄观雄 洪彬倬

摘要：为了防止二次回路作业电缆绝缘处理不当造成误碰二次电缆线芯金属部分导致的开关误动、直流接地或人身触电等事故的发生，常常需要将二次电缆线芯进行绝缘隔离。针对上述问题，提出一种新型的二次电缆绝缘防护套头的设计方案，有效解决了缠绕式绝缘包扎不严、胶布老化或电缆线头易刺穿绝缘胶布等问题。

关键词：二次回路;电缆绝缘;防护套头

0    引言

电网二次回路的作业经常需要将二次电缆的线芯进行绝缘隔离，以防止误碰二次电缆线芯金属部分导致的保护跳闸出口、直流接地或人身触电等事故的发生。目前，对于二次电缆绝缘包扎常用的处理方法是采用绝缘胶布缠绕覆盖金属裸露端。这种绝缘隔离方法虽然简单，但作业重复率高、费时长，造成工作效率低。更为致命的是，如果缠绕包扎不到位，绝缘胶布老化或电缆线头刺穿绝缘胶布等，均可能造成二次电缆线芯的金属部分外露，存在直流接地、开关误动等安全隐患。南网多起跳闸事件发生的直接原因就是由于绝缘包扎处理不当而发生误触碰，如500 kV美林站“11·11”跳闸事件、500 kV鸭溪站“11·28”跳闸事件、220 kV洪湾电厂“2·8”跳闸事件等。

针对以上问题，本文提出了一种新型的二次电缆绝缘防护套头的设计方案，设计出一种绝缘防护良好、使用方便而且能够重复使用的二次绝缘防护套。

1    防护套的设计思路

目前市场上还没有针对二次电缆绝缘包扎的防护套产品，市场上类似的产品主要有二次电缆的防尘封帽，通常采用橡胶材料制作而成，主要用于未使用的备用二次电缆线芯防尘。还有类似的二次电缆热缩管，主要用于铠装二次电缆外屏蔽层接地引线固定。此外，还有用于钢铁厂、冶炼厂等高温场合的防火耐高温的电缆防护套，用于化工厂的具有耐腐蚀性的电缆防护套。

用于特殊场合的电缆防护套，通常采用具有相应性能的材料制作而成，如耐高温防护套通常采用的材料为间位芳纶，这是一种芳香族聚酰胺纤维，是有机耐高温纤维中发展最快的品种，与其他常规纤维相比有着优异的特性，主要表現在：优异的耐热稳定性、化学稳定性、电绝缘性、阻燃性[1]。

又如耐烧蚀的电缆防护套，主要采用硅橡胶材料制作，硅橡胶以硅氧链为主链，其硅原子上可以连接甲基、乙烯基、苯基等有机侧基，是一种兼具有机和无机性质的特种合成橡胶，具有优异的热稳定性，较好的耐高温、耐老化、耐电晕性能，绝缘性能良好，具有很强的抗硝化甘油迁移能力和热解少烟性，是一种较好的耐烧蚀包覆材料[2]。

因此，本文设计的二次电缆绝缘防护套，选用尼龙66材料[3]，它具有良好的阻燃性、绝缘性和伸缩性，较好的回弹性、耐磨性、耐热性和疲劳强度，相比橡胶材料又刚性较好。

2    防护套的设计

电缆防护套主要针对二次电缆裸露线芯进行绝缘包覆，采用尼龙66材料制作而成。该防护套头，外形为圆柱形状，两外双层结构，内设有带有开口的容置腔，容置腔内设有夹块，夹块设有与容置腔连接的3个夹瓣，夹瓣能够相对于容置腔进行弹性形变，3个夹瓣之间形成通道，该通道用于二次电缆插入，电缆套头对其进行包覆，从而起到防护作用，如图1和图2所示。

外层设有防滑层，在外壁上周向设置的若干层凸起结构呈螺纹状，用于增加绝缘套筒外侧壁与使用者之间的摩擦力，当二次电缆插入绝缘套头时能够起到防滑作用，避免使用者使用绝缘防护套时出现滑脱问题。

外壳用于对插入内腔的二次电缆线芯进行密封防护，防止外物触电和相间及对地短路，耐压等级达到3.5 kV。套头内部由3个夹层状弹性块构成，利用尼龙66材料的回弹性，当二次电缆线芯插进套头内腔时，弹性块对线芯进行挤压，弹性块的夹瓣发生弹性形变，产生较大的形变挤压力，阻碍线芯的滑脱，如图3所示。

当二次电缆线芯不需要防护套头包覆时，使用者一只手握紧电缆防护套防滑层，另一只手用力将二次电缆往电缆防护套内腔外侧拉拽，电缆即可除去包覆。

综上所述，本文设计的二次电缆绝缘防护套头具有使用方便、可重复利用、包覆效果良好、操作效率高、外观好看等优点。

3    防护套的应用

电网二次回路的作业经常需要将二次电缆的线芯进行绝缘隔离，以防止误碰二次电缆线芯金属部分导致的保护跳闸出口、直流接地或人身触电等事故的发生。相对传统缠绕包扎的方法，应用本文设计的绝缘防护套能有效避免二次电缆线芯缠绕包扎不到位，绝缘胶布老化或电缆线头刺穿绝缘胶布的问题，且具有绝缘防护良好、使用操作方便、可重复使用等优点。

目前该绝缘防护套已应用到阳江供电局部分生产班组，图4为某220 kV变电站110 kV某线路保护更换改造跳闸回路接入稳控系统时绝缘防护套头的应用;图5为某220 kV变电站新建间隔接入110 kV母线保护工作时绝缘防护套头的应用;图6为某变电站更换端子箱内加热及除湿交流电源空气开关时拆除二次电缆应用绝缘防护套头的图例;图7为某变电站某开关间隔遥信回路发生直流接地故障时，故障查找中临时拆除二次电缆应用绝缘防护套头。

对于二次电缆防护套头的应用场合，本文不再一一列举，总而言之，其适用于所有涉及二次电缆拆除或接入的工作，应用场合广泛。

4    结语

随着电网的快速发展，电网二次回路的作业也越来越多，而施工作业人员存在技能水平参差不齐、部分人员安全习惯不佳的问题，涉及二次电缆拆接时作业风险难以把控。本文设计的新型二次电缆绝缘防护套头，从包覆原理上有效避免了传统缠绕式包扎因人而异的包扎方法产生的包扎不到位，绝缘胶布老化或电缆线头刺穿绝缘胶布等问题，具有绝缘防护良好、使用方便且能够重复使用的优点，推广应用前景广阔。

[参考文献]

[1] 甘露，王鹏，张波.浅谈电线电缆用防护套[J].光纤与电缆及其应用技术，2014（5）：36-38.

[2] 周传忠，刘小艳，吴福迪，等.隔热耐烧蚀硅橡胶防热套研制[J].环境工程，2014，32（S1）：1065-1068.

[3] 李辉，王旭华，杨春兵，等.阻燃尼龙66的研究进展[J].工程塑料应用，2011，39（4）：97-99.

收稿日期：2019-12-10

作者简介：张进坤（1989—），男，广东阳江人，工程师，研究方向：继电保护生产运行。