陸云春,李永江,孫 勇

(江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司,江蘇揚州 225129)

0 引言

船舶和海洋工程在施工、使用和修理等過程中,由于作業(yè)不當、發(fā)生事故或自然災害等原因,有可能會造成電纜外護套、鎧裝層,甚至絕緣和導體不同程度的損傷。電纜的損傷會給電纜的正常運行帶來不良影響,但在很多情況下無法更換電纜。為此,就需要通過修補使得電纜滿足使用要求。

1 損傷分類

按照損傷情況對電纜性能造成的影響,大致可以分為關鍵性損傷和一般性損傷。關鍵性損傷是指導體或絕緣全部或大部分破損,如導體整體斷裂、絕緣大面積機械損傷等;一般性損傷是指電纜外護套和鎧裝層局部破損。

電纜發(fā)生關鍵性破損,按照規(guī)范要求一般不允許進行修補,必須更換電纜。本文重點討論電纜一般性損傷的修補,修補后的電纜,各項性能指標應能滿足使用要求,并需獲得現(xiàn)場驗船師和船東的認可。

2 電纜修補工藝

根據船用和海洋工程用電纜的結構組成,電纜的修補可分為導體修補、絕緣修補、非金屬擠包護套修補、編織鎧裝層修補。

2.1 導體修補

船用電纜的導體不允許進行焊接修補,尤其是不允許對整根多芯絕緣線芯導體進行修補。但某些特殊情況下由于船廠施工不當,發(fā)生導體斷裂,無法更換電纜,此時可進行修補作為應急使用。導體斷裂的修補主要采用對接冷壓法。

首先將損壞部分用電器清潔液洗凈,撥開損壞部分,然后用相同型號規(guī)格的電纜與損壞的電纜進行對接,采用專用連接管將電纜線芯冷壓對接,然后進行壓模,完成后需要測定導體電阻的合格性。此種方法僅僅可以用在小截面電纜導體上(一般不超過6 mm2),同時導體冷壓對接后表面需處理光滑,并且連接管、電纜和壓模的規(guī)格必須一致。實踐證明該種方法可行,但使用范圍有限?，F(xiàn)在通常采用的方法是預防為主,采用備用線芯防止導體斷路。

2.2 線芯絕緣和非金屬護套修補

線芯絕緣的修補通常有以下幾種方法,可根據實際情況進行選擇:

2.2.1 熱縮型套管修補法

這是目前使用得較普遍的主要修補方法,其不但可以用作線芯絕緣的修補,同時可用作成品電纜非金屬擠包型護套的修補。

(1)修補原理

熱縮套管材料遇熱收縮,緊包在內裹物上,與之形成一體。

(2)熱縮套管技術要求

①熱縮套管應具有優(yōu)異靈敏的熱縮性;

②材料與原絕緣或護套材料相同或相似,性能優(yōu)于或不低于原絕緣或護套材料;

③熱縮套管的耐環(huán)境溫度的范圍應能滿足使用要求,尤其是耐低溫性能,一般應能達到 -30℃;

④熱縮套管的橫向收縮比(即直徑)應不小于3,縱軸方向上不發(fā)生明顯收縮。

(3)套管尺寸選擇

為了使得修補方案最優(yōu)化,根據實踐經驗以及相關標準的規(guī)定要求,選擇的熱縮套管內徑和長度應基本滿足下述公式的描述。套管內徑可以按照式(1)進行估算:

式中:D為熱縮套管的內徑,mm;d為絕緣線芯或護套的外徑,mm。

套管長度按照式(2)和式(3)分別進行選擇:

式中:L為熱縮套管的長度,mm;L1為護套修補長度,mm。

依據護套外徑,推薦修補護套的熱縮套管直徑見表1。

表1 修補電纜護套的熱縮套管直徑 mm

(4)修補操作方法

①將線芯或護套需要修補處兩端用專用刀片削成一定的斜度,但不能損傷導體或絕緣線芯。修補示意圖如圖1所示;

圖1 修補示意圖

②將用于修補的熱縮套管套封在線芯或護套修補處,用專用熱風槍從套管中間向兩端沿圓周均勻加熱,使其逐漸收縮,直至緊裹在絕緣線芯或電纜護套上。在加熱過程中,套管應不出現(xiàn)氣泡;

③加熱且待套管完全收縮后,用鋒利刀片小心修平加熱導致的殘余物,修補后的絕緣線芯或護套表面平整光滑,如圖 2所示。

2.2.2 繞包熱縮帶包管法

對于一些無法套入熱縮管的電纜,護套也可先將修補處兩側削成平緩的坡狀,然后采用繞包熱縮帶包管進行修補,將熱縮帶含膠水的一面朝內;繞包后上下接縫處需要對齊,并且接縫口向上,在接縫重疊處用手或壓模緊壓包管3～5 min,使重疊層粘貼在一起;然后用熱風槍在重疊層外來回加熱帶包管,從中間向兩端并沿圓周均勻加熱,直至帶包管收縮徹底包緊護套,連接端頭有液體膠水溢出。完成后將修補的多余部分用刀片輕輕削平。要求修補后的表面平整且光滑,否則應重新進行修補,直到形成合格的管狀為止。

圖2 修補后外觀圖

2.2.3 橡膠硫化澆注法

硫化橡膠澆注法僅能用作橡皮絕緣或橡皮護套電纜的修補。修補采用加熱橡皮使之硫化交聯(lián)與修補部分形成一體,達到修補的效果。用于修補的橡皮與被修補的橡皮電纜所用材料應相同。

進行修補時首先將需要修補部分的兩端頭橡皮削成約 45°左右的圓錐狀,并且不損傷導體或絕緣線芯;將削好成型的圓錐體用銼刀銼毛,使之凸凹有致。

將用于修補的橡皮材料敷設在圓錐處,或采用橡皮帶重疊繞包在圓錐處,繞包多層直至繞包外徑略大于絕緣線芯或電纜護套直徑。

先將專用的壓模硫化裝置升溫至 70～80℃,然后將敷有橡膠生膠或橡皮帶部分放置在壓模裝置上,旋轉壓模手柄至壓緊狀態(tài),待硫化結束后將壓模硫化裝置撤離。將修補的多余部分用刀片輕輕削平,使修補后的表面平整光滑。硫化的時間和溫度分別見表2、表3。

表2 線芯修補硫化時間與溫度

表3 護套修補硫化時間與壓力

完成后修補處應連接良好,不得有分層,并且表面應光滑,在彎曲作用的情況下不得有翹皮、起皺、脫層等不良現(xiàn)象發(fā)生。

用以上方法對電纜修補完成后,應按照電纜的電壓等級所規(guī)定的耐受電壓標準進行5min的高壓試驗,且不發(fā)生擊穿和閃絡現(xiàn)象。

2.2.4 金屬編織層修補

電纜的金屬絲編織層發(fā)生撞擊造成局部破損,一般按照如下方法進行修補:

首先采用合適絲徑組成的編織網套套裹在編織層破損處,兩端重疊搭蓋住原來編織層約 25～30 mm。拉緊束牢編織網套,在其端部約 15～20 mm長度用與原編織材料相同的金屬絲緊密纏繞扎緊。

捆扎完畢后將金屬絲端頭磨平,并用電工膠帶將金屬絲端頭部位繞包裹緊;金屬絲束扎部分應平整光滑,不得有毛刺,連接應牢固。

3 結語

船用和海洋工程用電纜損傷故障時有發(fā)生,本文僅根據工作當中接觸到的情況以及相關的國內外成熟經驗做法進行了研究探討,為電纜現(xiàn)場使用者提供參考。

[1] 電線電纜專業(yè)技術工人培訓教材編審委員會.電纜修補工藝學[M].北京:機械工業(yè)出版社,1989.

[2] CB/T 3577-1994,船舶電纜修理技術要求[S].