关于架空绝缘电缆绝缘滑脱的原因及改进措施

宋彩华

(江苏宏图高科技股份有限公司光电线缆分公司，江苏 无锡 214092)

0 引言

架空绝缘电缆具有良好的绝缘性能、电气性能和机械强度,综合考虑安全、可靠、经济、方便维护等多方面的因素深受人们的喜爱，在城市、农村电网中10kv配电线路及35kv及以下的架空电力线路中都得到了大量的应用。然而在使用过程中由于多方面的原因曾多次出现架空绝缘电缆在施工过程中尤其是在紧线过程中由于生产、敷设及环境等多方面的原因会出现架线后紧线末端有绝缘滑脱现象[1]。

1 事实介绍

架空绝缘电缆在施工过程中，尤其是在紧线时，由于生产、敷设及环境等多方面的原因会出现架线后紧线末端有绝缘滑脱现象。这会造成施工不便，也给电缆运行带来了安全隐患。曾经收集到这么一个案例：型号规格为JKLGYJ-1 1×70/10mm2架空绝缘电缆在紧线过程中出现几次绝缘在卡线器处滑脱断裂的现象，如图1所示。技术人员在施工现场对该问题进行了分析和现场验证试验。经分析总结，可能存在下述几方面的原因：（1）绝缘层的厚度偏薄；（2）绝缘包覆松，包覆力达不到要求；（3）施工时，电缆外表面的温度较高。（4）施工时紧线操作不规范情况。

图1 架空线路运行中脱节情况

2 原因分析

首先针对上述几个可能的原因，在施工现场对第三个因素进行验证，因为据施工人员反映，在出现上述滑脱断裂现象的当天天气炎热，施工时电缆表面的温度很高，估计有50℃～60℃。为了保证实验结果的准确性，选择了在上午环境温度27℃左右时，由施工单位随机取样进行了验证试验[2]。当时进行了三组实验均未出现绝缘断裂滑脱的情况。由此可以初步判定紧线时绝缘滑脱和施工时环境温度有一定的关系。

为了更深入的研究并解决此问题，技术人员对整批架空绝缘电缆进行了现场取样，并根据相关标准规范，进行多方面试验验证。

该电缆的绝缘厚度偏薄的情况，对从施工处带回的样品经检测，其平均厚度1.46mm、最薄厚度1.28mm，该指标能满足GB/T 12527-2008《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》中规定的绝缘平均厚度不小于1.4mm和最薄点不小于1.16mm的规定，因此，可排除该因素。

对于绝缘包覆松的情况，根据国标GB/T 12527-2008《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》中，并没有这方面的要求，而标准GB/T 14049《额定电压10kV架空绝缘电缆》则要求通过绝缘粘附力（滑脱）试验来验证绝缘层的包覆性能，其滑脱力要求不小于180N。参照GB/T 14049《额定电压10kV架空绝缘电缆》中要求，对取回的样品在室温（25±5）℃进行绝缘粘附力（滑脱）试验，试验结果表明绝缘粘附力在200N～260N范围内。参照GB/T 14049《额定电压10kV架空绝缘电缆》标准要求，绝缘层包覆性能也符合要求，不存在绝缘包覆松的问题。

关于施工温度的问题，GB/T 12527-2008《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》产品标准中只有规定敷设时环境温度应不低于-20℃，没有考虑上限温度要求，在DL/T 602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规程》7.1.1条只规定施工时气温应符合绝缘电缆制造厂的规定，通常制造厂家只对使用时环境温度做了规定，对施工温度没有过多的要求。为了研究绝缘层温度对绝缘滑脱力是否有影响，在做常温下滑脱力试验的同时，将JKLGYJ-1 1×70/10mm2产品样品分别放置于温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60、70℃烘箱中1小时后，再进行滑脱试验，具体滑脱力见下表。试验结果表明，环境温度对滑脱力影响较为明显，随着环境温度的升高电缆滑脱力下降幅度较大。从上面的试验可以看出，在40℃～70℃范围内，虽然也在工作温度范围内，但绝缘滑脱力却下降了很多。事实上在高温条件下施工，当环境温度是35℃时，地表温度已有50℃～60℃。今年有最新报道全国大部分地区出现36℃～39℃持续高温，地面温度高达66℃～68℃，部分地区超过70℃。而架空绝缘电缆是黑色绝缘，更加容易吸收热量，其电缆表面温度甚至比地表温度还要高。因此在高温环境条件下施工并紧线时，绝缘与导体的粘附力也会大幅度降低，就出现了上述的滑脱现象见表1。

表1 架空绝缘电缆不同温度下绝缘滑脱力

关于施工紧线存在不规范情况：在现场对于绝缘滑脱的样品，经仔细观察发现，在出现绝缘滑脱的断口附近绝缘表面有一条很深的压痕，断裂绝缘处绝缘层已发生了塑性变形，厚度被拉伸变薄，这也说明绝缘和导体表面粘合紧密，绝缘层在断裂截面上受力很大才会产生此种情况[3]。现场检查也发现施工时使用的是点接触式卡线器，点接触式卡线器与电缆表面接触时，绝缘受力方式是点受力，受力比较集中，容易产生塑性变形。同时现场施工也没有对绝缘表面进行防护处理，也就是说施工工具和施工方式达不到DL/T 602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规程》7.4条的要求，“紧线时，其正确的操作规范，要使用网套或面接触的卡线器，并在绝缘外面先上缠绕塑料或橡皮等包带，以防止卡伤绝缘层”的要求。这也是施工过程中产生绝缘滑脱的一个重要原因。

3 解决问题的措施

经过相关试验验证和原因分析，造成绝缘滑脱断裂主要原因是施工紧线时使用的卡线器不符合要求及施工方式不当引起的[4]。另外施工紧线时，电缆表面温度过高，绝缘和导体粘附力受温度影响而自然下降，也是一个不可忽略的重要因素。为了提高线路的安全保障，建议电缆在生产过程及施工过程中对以下几个方面进行注意：

首先，施工过程中要禁止不规范的野蛮施工。人为因素是最常见且可以避免的，尽量减少人为的造成电缆的表面损伤，紧线操作时，严格按DL/T 602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规程》7.4条要求执行，使用专门的网套或面接触的卡线器，并先缠绕塑料或橡皮包带，防止绝缘层局部受力过大而脱节[5]。

其次环境方面，严禁在低于-20℃环境温度下施工，至于高温温度限制，虽然GB/T 12527-2008《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》产品标准中只有规定“敷设时环境温度只有不低于-20℃”的限制，没有考虑上限温度要求，同时在DL/T 602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规程》7.1.1条只规定“气温应符合电缆制造厂的规定”。电缆厂家一般只有规定运行时环境温度应在-40℃-40℃范围内，而敷设温度应该比运行温度要求还要苛刻。因此在施工过程中对于环境温度高于30℃时要尽量避免进行施工紧线[6]。

再者在生产工艺控制的影响也较大，和挤出方式也有很大关系，生产过程中要注意以下几方面，为增大粘附力，保证产品质量，提高整个线路的质量保障，生产过程中应从以下方面着手：

导体工序应注意保持导体表面光洁、无油污。因为导体在拉丝及绞制的过程中，很容易沾到油污及灰尘的残留，而油污和灰尘则会使绝缘与导体间的摩擦系数大幅度减小，造成绝缘的粘附力降低，所以在拉丝及绞制过程中都应采取除油、除尘措施，在导体转移及保存过程中也应注意避免和油污及灰尘接触。

在绝缘生产过程中要注意绝缘料采用耐候的黑色耐候聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯绝缘料。

挤塑方式的选择，要采用半挤管式。单从提高粘附力的角度来讲，挤压式挤出方式是最佳选择，但实践证明，挤压式并不适用于支撑导体的生产，主要是原因：a.带支撑结构的导体都是非紧压结构，挤管方式会引起外径尺寸偏差较大；b.由于XLPE碳黑含量比较高，采用挤压式挤出时，表面质量不好，会产生很明显的线痕且表面不光滑。

要合理配模，生产时注意选择合适的模具，模具过大，包覆较松，滑脱小，模具过小，生产不易控制，甚至会擦伤。都以上几方面，可保障生产速度的前提下，又能解决绝缘包覆力差的问题。

4 结束语

经过以上生产制造及施工各方面的改进，既不影响生产速度，又能解决粘附力小的问题，经采用本文阐述的方法，1kv架空绝缘电缆在施工过程中绝缘滑脱现象已大大降低，线路的安全性能也会有更大程度的保障。