蔣 勇 王 平

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324000）

電力電纜輸電線路中主要由電纜及其附件構(gòu)成，其中關(guān)于電力電纜的生產(chǎn)技術(shù)已較為成熟，標(biāo)準(zhǔn)中對于絕緣材料的種類、絕緣厚度等都有明確要求。本文介紹采用一種與電力電纜絕緣材料相同的電力電纜中間接頭，即Mmj。

電纜附件比電纜本身的電場分布復(fù)雜得多，其中影響整體電纜系統(tǒng)的安全可靠性，主要來自于電纜附件, Mmj恢復(fù)電纜本體的連接技術(shù)卻能徹底地解決，這種恢復(fù)電纜本體的Mmj技術(shù)是使電纜無接頭的概念。這一技術(shù)的突破，將給高壓、超高壓電纜系統(tǒng)的安全運(yùn)行，解決了海底電纜的軟接頭和正負(fù)直流電纜軟接頭的高端技術(shù)；為電網(wǎng)中電纜系統(tǒng)的安全可靠性提供了一個重大的技術(shù)支撐，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 概述Mmj恢復(fù)電纜本體技術(shù)

1.1 定義

Mmj即“電纜模注熔接接頭”英文（Mould melt joint）的縮寫，應(yīng)用于高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。作為敷設(shè)不慎被破壞的電力電纜，Mmj技術(shù)也可實(shí)現(xiàn)電纜修復(fù)。

1.2 設(shè)計(jì)原理

電纜在實(shí)際應(yīng)用過程中的安全可靠性，遠(yuǎn)比其所連接的電纜附件的安全可靠性要高得多，從其結(jié)構(gòu)原理而言，電纜本體由均稱厚度的絕緣層和內(nèi)外半導(dǎo)電層、等直徑的導(dǎo)體而構(gòu)成圓柱形的穩(wěn)固的電纜主體，所以，結(jié)構(gòu)的定制，使電纜的電性能，即電場分布更趨穩(wěn)定、均勻，使電纜具有較高的電氣安全可靠性和較長的使用壽命；而Mmj即依據(jù)這一原理，在現(xiàn)場將電纜接頭處完全恢復(fù)原電纜本體結(jié)構(gòu)制作，使Mmj與電纜連接后的電性能與電纜本體的電性能均等的高安全狀態(tài)。Mmj接頭處的電纜導(dǎo)體、內(nèi)半導(dǎo)電層、主絕緣和外半導(dǎo)電層完全按照電纜的原始結(jié)構(gòu)恢復(fù)本體，無應(yīng)力錐物件的組裝結(jié)構(gòu)，使電纜接頭處成為完整的電纜而無接頭，實(shí)現(xiàn)恢復(fù)電纜本體結(jié)構(gòu)的理念。

制作Mmj所用絕緣料和半導(dǎo)電料與生產(chǎn)電纜的絕緣料和半導(dǎo)電料是完全相同材質(zhì)，Mmj與電纜的結(jié)合在化學(xué)、物理性能和結(jié)構(gòu)上具有良好的相融性和穩(wěn)固性，熔融界面的熱性能、機(jī)械性能經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)和檢測，均完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；而在大量運(yùn)行中的Mmj 也更加體現(xiàn)了其優(yōu)越的實(shí)用性。

1.4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

Mmj與高壓和超高壓交聯(lián)電纜的特點(diǎn)是同理的，其在電性能上與所連接的電纜或更高的安全可靠性；Mmj的制作技術(shù)和工藝有別于電纜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但實(shí)現(xiàn)的原理與生產(chǎn)過程所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是一致的；Mmj的絕緣水平、載流量、機(jī)械特性、密封效果等性能完全滿足與其相配合的電纜要求，并可確保長期在惡劣環(huán)境下安全運(yùn)行，完全符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；Mmj還可根據(jù)用戶的不同需求，制作成與電纜絕緣相等徑的整體連接，如海底電纜接頭要求必須與所連接電纜相等徑的結(jié)構(gòu)方式；從Mmj的結(jié)構(gòu)形式上，與電纜的結(jié)構(gòu)是一致的，無可活動的物件配裝，并有其絕緣接頭和直通接頭之分，以實(shí)現(xiàn)交叉互聯(lián)。

1.5 制作要求

Mmj的制作是在電纜敷設(shè)完成后，在現(xiàn)場制作完成；制作環(huán)節(jié)需要潔凈狀態(tài)的環(huán)境時(shí)，由專業(yè)技術(shù)人員攜帶配套的正壓空調(diào)潔凈棚、防靜電潔凈服、防污染專用頭罩、手套，以及工裝防污染裝置等、進(jìn)行有效地控制和潔凈處理。

2 Mmj恢復(fù)電纜本體技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

Mmj不是孤立于電纜以外的附件，是按照與其所連接電纜的原始結(jié)構(gòu)再生的一個新的電纜結(jié)合體，并且無應(yīng)力錐、絕緣之間為無活動界面的、熔融結(jié)合的結(jié)構(gòu)， 其電場分布和電氣穩(wěn)定性與原電纜本體形成了一致的共性，因此Mmj具備了與其所連接電纜高可靠性的優(yōu)勢。由于Mmj的規(guī)格大小近等于所連接電纜的外形體，工程上Mmj不占用更多的置用空間，同時(shí)也可以在電纜的彎曲處或在電纜的高空位置，采用Mmj來接續(xù)電纜。

2.1.1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了Mmj電纜接頭的制作工藝、技術(shù)要求及必須滿足的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于長園電力技術(shù)有限公司所屬電壓等級為110kV的Mmj電纜接頭。

2.1.2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。

IEC 60840—1999 《額定電壓30kV（Um=36kV）至150kV（Um=170kV）擠包固體絕緣電力電纜及其附件的試驗(yàn)方法和要求》

GB 311—1997 《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》

GB 722—1987 《高壓電瓷技術(shù)條件》

DL 509—1993 《交流110千伏交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜及其附件訂貨技術(shù)規(guī)范》

DL 508—1993 《交流110~330千伏自容式充油電纜及其附件》

DL/T 401—2002 《高壓電纜選用原則》

IEC 60859:1999 《額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的電纜連接裝置》

GB/T 11017.1~1017.3—2002《額 定電壓110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》

GB 50150—2006 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.3 總則

Mmj制作、安裝前提：

（1）Mmj是恢復(fù)電纜本體結(jié)構(gòu)的制作過程，對于所使用的絕緣材料、半導(dǎo)電料以及附屬原材料，都具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に嚳刂坪图夹g(shù)要求。

（2）Mmj在制作時(shí)，應(yīng)有獨(dú)立的操作空間和隔離間（自備），平時(shí)應(yīng)盡可能避免在潮濕、粉塵飛揚(yáng)、腐蝕性氣體的環(huán)境下進(jìn)行。

（3）Mmj在制過程中，重要的工藝控制環(huán)節(jié)，要設(shè)置隔離潔凈間操作。

（4）環(huán)境條件：a 海拔高度：1500米

b 環(huán)境溫度：+5℃至+35℃

c 環(huán)境濕度：空氣相對濕度≤80%；

d 現(xiàn)場無明顯粉塵或腐蝕性氣體，防雨水；

（5）制作Mmj用電源：低壓380V/50Hz；容量為20kW以上。

（6）制作Mmj的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真填寫、記錄Mmj制作“程序記錄簿”及相關(guān)的技術(shù)資料，工程結(jié)束后一式交給工程建設(shè)單位，一式留有公司存檔備案；

一、“Mmj”制作現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作

1 應(yīng)明確電纜敷設(shè)安裝現(xiàn)場工程線路圖紙的相關(guān)要求與甲方工程現(xiàn)場負(fù)責(zé)人在現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)交底形成有機(jī)聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。

2 與甲方現(xiàn)場負(fù)責(zé)人核對電纜對接相序，確認(rèn)無誤并做好標(biāo)記和記錄；

3 戶外現(xiàn)場搭建安全的腳手架及防雨、防塵施工作業(yè)棚；

4 中間接頭井內(nèi)應(yīng)能滿足“Mmj”制作空間搭建防雨、防塵棚以及隔離間；

5 作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)具備防火、滅火以及防止突發(fā)水災(zāi)措施；

6 現(xiàn)場核對“Mmj”制作圖紙、程序記錄簿以及相關(guān)的技術(shù)資料是否正確齊備；

表1

7 核對電纜型號與Mmj工裝設(shè)備的匹配的所有材料及專用工具是否齊備；

8 布置移動作業(yè)電源，設(shè)備、工具及材料的擺放，安裝照明燈，做好安全措施；

9 作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備、材料、儀器和工具擺放要清晰有序、衛(wèi)生清潔；

二、高壓“Mmj”接頭制作、安裝

“Mmj”接頭的制作步驟：

1）測量與剝切電纜外護(hù)層→2）加熱校直→ 3）剝切電纜絕緣和內(nèi)、外半導(dǎo)電層、表面處理→4）裝入部件→5）線芯導(dǎo)體焊接→6）恢復(fù)內(nèi)半導(dǎo)層制作→7）恢復(fù)絕緣層制作→8）恢復(fù)外半導(dǎo)電層→9）繞包帶材→10）安裝保護(hù)殼及密封處理。

1 Mmj制作前對電纜的剝切

a 確認(rèn)電纜對接相別，布置校直電纜，確定切斷點(diǎn)，將多余的電纜去掉。

b 清理現(xiàn)場，布控工作環(huán)境，將對接電纜固定，調(diào)整兩根對接電纜的水平和曲直定位，二次確認(rèn)接頭電纜切斷位置并切除多余電纜；

c 依據(jù)要求去除電纜外護(hù)套，開剝金屬護(hù)套，及刮去電纜外護(hù)套上的石墨導(dǎo)電層，再用專用工具將金屬套斷口脹成喇叭型，用銼刀除去尖角毛刺。

2 加熱校直:

a 將電纜加熱部分的外半導(dǎo)電層處，均勻繞包兩層鋁箔紙，再將加熱帶繞其上面，設(shè)置溫度傳感器，并在加熱帶外層包覆保溫袋。

b 設(shè)定加熱溫度在80℃至90℃之間。加熱時(shí)間應(yīng)維持在2小時(shí)左右。加熱結(jié)束后，自然冷卻校直，其冷卻時(shí)間在3小時(shí)左右。

3 剝切外屏蔽層、絕緣及表面處理：

a 刮除電纜外護(hù)套端口表面300mm范圍內(nèi)的石墨導(dǎo)電層。按要求定位電纜外半導(dǎo)電層端口的處理，半導(dǎo)電層與絕緣過渡斜坡應(yīng)光滑平整，電纜絕緣不可凹陷！

b 打磨電纜絕緣應(yīng)使用專用砂帶依順序均勻打磨。

c 電纜絕緣斜坡和內(nèi)半導(dǎo)電層剝切及打磨處理，必須嚴(yán)格按工藝尺寸要求執(zhí)行；內(nèi)屏蔽平臺和斜坡長度的預(yù)留公差為±1.5mm；內(nèi)屏蔽平臺的直徑公差為≤0.025mm；

4 裝入預(yù)備部件

在兩段電纜上依次裝入熱縮管，Mmj銅殼，以及控制污染用的防塵筒等預(yù)備部件。

5 對電纜導(dǎo)體的放熱焊接

a 對導(dǎo)體焊接前，校正兩根電纜對接的同心度，其公差范圍為±8%以內(nèi)；

b 焊接間隙的確認(rèn)：導(dǎo)體的焊接間隙：3002至6302導(dǎo)體截面的焊接間隙為3+1.5mm；

c 清除電纜導(dǎo)體中的污物，在導(dǎo)體上安裝冷卻器，進(jìn)行加熱排潮處理；

d 在導(dǎo)體上安裝、固定焊模坩堝，焊模安裝的位置應(yīng)以焊模導(dǎo)流孔中心與兩個導(dǎo)體焊接間隙的中心為準(zhǔn)固定焊模，并使用密封泥將導(dǎo)體與焊模之間進(jìn)行密合處理；

e 裝填焊粉，裝填焊粉是按原包裝定制對應(yīng)電纜規(guī)格的量進(jìn)行裝填，再裝填引燃粉后，在焊模的引信孔上安裝導(dǎo)火索，即可點(diǎn)火焊接；

f 啟動冷卻裝置，對焊接導(dǎo)體進(jìn)行冷卻，防止高溫傷害電纜絕緣。當(dāng)冷卻進(jìn)入第6分鐘時(shí)，即可拆下焊模，打磨導(dǎo)體焊接點(diǎn)，光滑恢復(fù)線芯的等徑并做好清潔處理；

6 恢復(fù)導(dǎo)體屏蔽層

a 在打磨、清潔處理好的電纜導(dǎo)體上，將半導(dǎo)電布帶以疊壓1/2的方式，均勻繞包2層，再將內(nèi)半導(dǎo)電料型材裝配在上面，然后裝模、且均勻緊固到位，再進(jìn)行加熱升溫至1900C保持60分鐘停止，自然冷卻15分鐘后進(jìn)行人工風(fēng)冷；

圖1 等徑恢復(fù)導(dǎo)體連接

圖2 等徑光滑恢復(fù)內(nèi)半導(dǎo)電層

圖3 模注恢復(fù)絕緣層

圖4 光滑恢復(fù)外半導(dǎo)電層

b 對導(dǎo)體屏蔽層，要采用精細(xì)的光滑工藝，與原電纜的屏蔽層光滑、等徑恢復(fù)；

c 清潔處理Mmj制作部位的絕緣和導(dǎo)體屏蔽部位，即刻裝入防塵裝置，保持清潔；

7 恢復(fù)絕緣層制作

a 在電纜絕緣表面上準(zhǔn)確定位，將已準(zhǔn)備好的Mmj模具和分流器進(jìn)行組合安裝、緊固和封閉調(diào)中處理；分別布控?cái)D出機(jī)、控制儀器、加熱器及冷卻裝置的定位；

b Mmj模具的安裝、緊固和封閉調(diào)中準(zhǔn)確確認(rèn)后，撤出潔凈房；

圖5 衢州供電公司110kV西柳線工程案例

c 對制作完成的Mmj初形體進(jìn)行修型、打磨工藝的處理，使用60倍以上的放大鏡，排除任何凹凸不平或劃痕瑕疵的現(xiàn)象；

8 恢復(fù)外Mmj半導(dǎo)電層

恢復(fù)Mmj外半導(dǎo)電層，交流普通電纜Mmj可采用涂覆半導(dǎo)電涂料的工藝方法制作；

9 繞包帶材

a Mmj外半導(dǎo)電層恢復(fù)制作完畢后，進(jìn)行半導(dǎo)電帶的繞包，其包帶的起始位置，應(yīng)在電纜半導(dǎo)電層的斷口處重疊壓40mm處，依次向另一端電纜半導(dǎo)電層的斷口重疊壓40mm處繞包3層，繞包的帶材應(yīng)均勻重疊壓二分之一，并且用力拉緊；

b 繞包銅網(wǎng)和絕緣帶：銅網(wǎng)帶應(yīng)直接繞包在半導(dǎo)電的層面上，且要搭接在電纜金屬護(hù)套斷口處重疊壓30mm處扎實(shí)并焊牢，繞包銅網(wǎng)帶應(yīng)均勻重疊壓1/2一層；然后在銅

網(wǎng)帶上面繞包絕緣帶兩層；

10 安裝Mmj銅外殼 。

安裝銅殼體以及搪鉛焊接、密封處理。將銅殼體移至Mmj主體上，使殼體兩端均勻搭接在電纜金屬護(hù)套上，先用鋼絲絨刷去金屬套上面的氧化層，再將其加熱，均勻涂覆鋁焊料一層，用鋼絲絨反復(fù)涂覆，確認(rèn)鋁焊料與金屬套焊接牢固后，將金屬套與銅殼體進(jìn)行搪鉛焊接封閉，搪鉛時(shí)應(yīng)防止使電纜過熱，在距搪鉛點(diǎn)100mm處的金屬套上的溫度，不應(yīng)超過1200C，搪鉛時(shí)間要控制在20分鐘內(nèi)完成，完成搪鉛工作應(yīng)立即使用硬質(zhì)酸進(jìn)行冷卻，使溫度下降到1000C以下，冷卻到常溫后，注滿聚氨酯A、B組份防水填充膠并將蓋封閉，殼體兩端繞包防水帶4層，絕緣帶3層，PVC帶3層，再加熱縮管保護(hù)，確保密封防水的可靠性。

11 安裝接地線和玻璃鋼外殼

a 安裝接地線應(yīng)依據(jù)工程圖設(shè)計(jì)為依據(jù)安裝接地裝置。

b 對制作完成后的Mmj整體加裝玻璃鋼殼體保護(hù)。

2.1.4 檢測項(xiàng)目

Mmj絕緣與電纜絕緣的結(jié)合界面檢測結(jié)果（見表1）。

顯然，在機(jī)動性的生產(chǎn)Mmj過程中得以穩(wěn)定的控制而去除人為因素，應(yīng)用智能的程序控制系統(tǒng)而得以完善，更要具備對制作完成后的Mmj進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的檢測手段；由于Mmj絕緣與電纜絕緣之間為分子滲透性質(zhì)的結(jié)合而無任何氣隙的整體，更有別于附件與電纜之間的配裝方式，所以對Mmj可稱為真正的恢復(fù)電纜本體連接，它的可比對象只能是對電纜本體而不是傳統(tǒng)的電纜附件。

2.2 用料的優(yōu)勢

制作Mmj與傳統(tǒng)電纜附件的最大區(qū)別是，Mmj所使用的絕緣料、半導(dǎo)電料均使用與生產(chǎn)電纜相同材質(zhì)的進(jìn)口原料。購回的全封閉絕緣、半導(dǎo)電料，封存在專用的高潔凈儲料間內(nèi)，并使環(huán)境溫度控制在15℃至25℃以內(nèi)儲存，使用時(shí)由專業(yè)人員操作裝填料筒并封閉留存待用。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢

Mmj制作程序中的相關(guān)工藝技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)的控制是固定的，為了確保Mmj絕緣內(nèi)部的微孔、雜質(zhì)含量、大小以及界面凸起和交聯(lián)度等，均實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)電纜類似的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)控制，因此Mmj最終成品與電纜成品同樣執(zhí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；按此要求，Mmj成品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電纜的結(jié)構(gòu)同樣是一致的，且內(nèi)外半導(dǎo)電層與絕緣之間同為不可剝離，達(dá)到與電纜三層共擠同樣的效果。

2.4 Mmj 廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢

居于Mmj 本身的現(xiàn)場作業(yè)快、產(chǎn)品的電氣穩(wěn)定性好和易彎曲以及體積小等優(yōu)異特點(diǎn)，起初多用于電力部門的電纜事故搶修較多，如2011年9月12日衢州供電公司110kV電纜事故搶修，采用了6套Mmj恢復(fù)電纜本體連接；

3 流程圖（見圖1~圖4）

4 工程案例（見圖5）

結(jié)語

目前，傳統(tǒng)的電纜連接方式使電纜系統(tǒng)在一定的隱患狀態(tài)下運(yùn)行，這種“傳統(tǒng)”附件技術(shù)，是無法將恢復(fù)電纜本體結(jié)構(gòu)的連接從根本意義上得以解決。Mmj的實(shí)現(xiàn)，徹底解決了電纜連接技術(shù)從有史以來的導(dǎo)體壓接導(dǎo)體、繞包絕緣、擴(kuò)充套裝附件等方式，引領(lǐng)超高壓電纜無接頭和高可靠的發(fā)展趨勢，填補(bǔ)了國際國內(nèi)的空白。

[1]王春江.電線電纜手冊（第二冊）（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001，07.

[2]卓金玉.電力電纜設(shè)計(jì)原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999，04.

[3]吳炯.塑料電纜（第三冊）[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1982.

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[5]JB/T 11167-2011 額定電壓10kV（Um＝12kV）至110kV（Um＝126kV）交聯(lián)聚乙烯絕緣大長度交流海底電纜及附件[Z].