【摘要】中間接頭防火盒的質(zhì)量及性能對10kv高壓電纜使用的安全性影響甚大，因此本片文章以試驗(yàn)的方式針對10kv高壓電纜中間頭防火盒的性能進(jìn)行研究。通過防爆檢測、燃燒性能檢測及酸堿檢測分析中間頭防火盒的防爆性、隔熱性及耐腐蝕性，文章主要介紹了各種試驗(yàn)的具體操作方法及結(jié)論，為今后中間頭防火盒在10kv高壓電纜中的應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】10kv高壓電纜；中間接頭防火盒；性能；研究

前言

中間接頭防火盒在10kv高壓電纜中的應(yīng)用主要是起保護(hù)作用，一方面保護(hù)電纜接頭處不被外界損傷，另一方面保證接頭位置的安全性和穩(wěn)定性，避免故障事態(tài)擴(kuò)大化造成的不必要損失，因此，中間頭防火盒應(yīng)該在防爆、耐熱及耐腐方面具有優(yōu)良性能才能達(dá)到其保護(hù)作用的目的。對此，中間頭防火盒在正式應(yīng)用于10kv高壓電纜中時(shí)需要先進(jìn)行性能檢測，以確保其質(zhì)量，為電纜的安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

1.中間頭防火盒防爆性能研究

防爆試驗(yàn)是中間頭防火盒在應(yīng)用于高壓電纜之前需要進(jìn)行的試驗(yàn)之一，其目的是證明中間頭防火盒本身具有防爆能力，不會因?yàn)楣收蠁栴}引發(fā)爆炸性事故，從而確保中間頭防火盒性能的穩(wěn)定，為10kv高壓電纜的安全使用提供保障。

防爆試驗(yàn)在具體操作時(shí)主要有兩方面內(nèi)容，一是相對地短路故障防爆檢測，二是相間短路故障防爆檢測，具體的試驗(yàn)內(nèi)容與要求如下所示（表1）：

表1 防爆試驗(yàn)內(nèi)容與要求

序號試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)內(nèi)容要求

01防爆試驗(yàn)單相或相間短路，短路電流有效值20kA以上，持續(xù)時(shí)間大于1S防爆盒無損傷，并沒有著火引燃附近物品

1.1相對地短路故障防爆檢測

1.1.1相對地短路故障模擬

對中間頭防火盒防爆試驗(yàn)的研究首先需要模擬出中間頭防火盒易出現(xiàn)爆炸風(fēng)險(xiǎn)的情況，其中一種情況是相對地短路故障，其具體的故障制作方法如下：

首先，將電纜的外護(hù)套和鋼鎧剝離，采用同安裝中間接頭一樣的工藝手法，同時(shí)，還要?jiǎng)兦须娎|的絕緣層和導(dǎo)體；其次，壓接導(dǎo)體。取銅編織線的一端，將其壓入電纜導(dǎo)體內(nèi)，剩余一段則和銅帶或銅鎧連接到一起；第三，安裝中間接頭，安裝流程按照常規(guī)安裝工藝進(jìn)行。

1.1.2試驗(yàn)過程及結(jié)論

防爆試驗(yàn)主要考核事項(xiàng)有兩點(diǎn)，一是查看中間頭保護(hù)盒是否存在壞損，二是查看中間頭保護(hù)盒是否著火及滅火時(shí)間。具體試驗(yàn)方案如下：先根據(jù)廠家具體要求進(jìn)行中間頭安裝，安裝時(shí)中間頭內(nèi)部采用單相短路的方式，如果單相短路無法燃弧，則將其改為相間短路，具體做法是將相間用同一的銅線進(jìn)行連接，然后在防爆盒附近放置紙片；最后，給電纜通電，將其電壓控制在10kv，短路電流統(tǒng)一規(guī)定為20KA，持續(xù)時(shí)間大于1S，觀察中間頭防火盒及放置的紙片的相關(guān)情況。

在經(jīng)過該項(xiàng)試驗(yàn)之后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的紙片沒有燃燒，即中間頭保護(hù)盒具有防爆能力。此外，中間盒也沒有出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，且其內(nèi)外均沒有開裂火其它損壞跡象。

1.2相間短路故障防爆檢測

1.2.1相間短路故障模擬

相對地短路故障缺陷如圖所示（圖1）：

如圖1所示，相間短路故障缺陷的制作方法如下：首先，同相對地短路短路故障制作方法一樣，剝離電纜的相關(guān)部件；其次，壓接導(dǎo)體時(shí)，銅編織線一段壓入A相電纜導(dǎo)體中，另一端壓入B相電纜導(dǎo)體中，然后用絕緣帶將A、B兩相的導(dǎo)體隔離；第三，使用銅編織線將A、B兩相的銅屏蔽層連接；最后，按照中間頭安裝工藝完成C相接頭的安裝。

1.2.2實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論

相間短路故障防爆檢測同相對地短路故障防爆檢測的具體操作要求和實(shí)驗(yàn)方案相同，考核事項(xiàng)也一樣，即檢測中間頭保護(hù)盒在相間短路盒相對地短路狀況下的防爆情況，故不再詳述。該項(xiàng)檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，被檢測的中間頭保護(hù)盒仍舊沒有出現(xiàn)燃燒和壞損，可以判定合格通過該項(xiàng)試驗(yàn)。

2.中間頭防火盒燃燒性能研究

2.1氧指數(shù)試驗(yàn)

對中間頭保護(hù)盒進(jìn)行氧指數(shù)試驗(yàn)的依據(jù)為GB/T 2406.2-2009《塑料 用氧指數(shù)法測定燃燒行為 第2部分：室溫試驗(yàn)》。試驗(yàn)采用的樣品為中間頭保護(hù)盒外殼，如圖2所示。樣品材料為均質(zhì)制品，樣品類別為Ⅲ型式樣。

試驗(yàn)操作圖下：首先將均質(zhì)樣品材料制作成試驗(yàn)樣品，氧指數(shù)試驗(yàn)主要以燃燒的方式進(jìn)行，因此制成的樣品要在離燃端50mm處的位置畫標(biāo)線；其次，采用A-頂面點(diǎn)燃法來對樣品進(jìn)行試驗(yàn)，最后，記錄燃燒的時(shí)間及其燃燒長度。

經(jīng)過該項(xiàng)試驗(yàn)檢測得出，中間頭保護(hù)盒樣品的氧指數(shù)為29.4%。

2.2燃燒熱值的測定

該項(xiàng)測定試驗(yàn)的開展主要依據(jù)依據(jù)《建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的測定》和《建筑材料及制品燃燒性能分級》。試驗(yàn)采用樣品同氧指數(shù)試驗(yàn)樣品一致，具體試驗(yàn)操作如下：將樣品用擦鏡紙進(jìn)行包裹，鑲嵌點(diǎn)火絲以后放入氧彈自動量熱議當(dāng)中進(jìn)行摻燒測定，樣品需做2組平行試驗(yàn)，結(jié)果取平均值。該項(xiàng)試驗(yàn)的最終結(jié)果為試驗(yàn)樣品的燃燒熱值為0.184MJ/kg，其燃燒性能等級為A1。

2.3燃燒測定

在對中間頭外殼材料的氧指數(shù)及燃燒定制測定完成之后，可對各廠家中的中間頭進(jìn)行檢測，檢測，其主要目的是查看其內(nèi)部燃燒情況，要求達(dá)到效果為防爆盒外部溫度不得高于95℃。試驗(yàn)的具體操作如下：

①在各廠家中間頭內(nèi)部（連接管處）連接一個(gè)統(tǒng)一的電阻絲；

②在各廠家中間頭單相通大電流，使電阻絲發(fā)熱；

③持續(xù)兩個(gè)小時(shí)，測試各廠家中間頭外殼溫度；

④觀察是否有內(nèi)部燃燒現(xiàn)象。

經(jīng)試驗(yàn)測定，驗(yàn)證防爆盒內(nèi)部具有一定的耐高溫性能，從整體來看防爆盒具有較好的耐熱效果，符合質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)。

3.中間頭防火盒耐腐蝕性能研究

3.1堿性試驗(yàn)

對中間頭防火盒耐腐蝕性能的檢測是保證其質(zhì)量及使用安全的重要內(nèi)容之一，科學(xué)掌握其耐腐蝕性能也能為日后高壓電纜的性能檢查提供參考。對中間頭耐腐蝕性能的研究主要是通過進(jìn)行酸性試驗(yàn)來進(jìn)行的，試驗(yàn)主要參考GB23864-2009《防火封堵材料》中耐酸性試驗(yàn)的相關(guān)要求。

3.1.1試驗(yàn)過程

第一，準(zhǔn)備試驗(yàn)所用樣，樣品為完整的中間接頭保護(hù)盒，內(nèi)部為相應(yīng)規(guī)格電纜，電纜兩端斷口已進(jìn)行密封處理。

第二，準(zhǔn)備酸性溶液，濃度在3%，試驗(yàn)溫度保持在20℃±5℃。

第三，將帶有中間接頭保護(hù)盒的電纜浸入酸性溶液中，確保保護(hù)盒最高點(diǎn)的浸入溶液中。

最后，試驗(yàn)時(shí)間為3天，3天之后觀察中間頭保護(hù)盒的腐蝕情況。

3.1.2試驗(yàn)結(jié)果

3天試驗(yàn)期結(jié)束以后，將試驗(yàn)樣本取出，發(fā)現(xiàn)其盒體外表略有腐蝕痕跡，中間接頭保護(hù)盒內(nèi)表面完好，未見腐蝕痕跡。

3.2堿性試驗(yàn)

檢測保護(hù)盒的耐腐蝕性除了要對其進(jìn)行酸性試驗(yàn)之外，還要檢測其耐堿性。堿性試驗(yàn)中，參考依據(jù)、試驗(yàn)過程及要求都與酸性試驗(yàn)相同，只是將3%的酸溶液更換為3%堿溶液，檢測3天。最終試驗(yàn)結(jié)果證明，堿溶液沒有給接頭盒外表面造成腐蝕，同樣，其內(nèi)部也完好如初。據(jù)此，通過酸堿試驗(yàn)證明，中間頭防火盒具能很好的抗腐蝕，且這一作用效果為長期性。

小結(jié)

中間頭保護(hù)盒的高性能是高壓電纜安全運(yùn)行的保證，文中主要從三個(gè)方面對中間頭保護(hù)盒的性能進(jìn)行檢測，但是實(shí)際操作中，為進(jìn)一步強(qiáng)化保護(hù)盒質(zhì)量，還需要進(jìn)行其它方面的性能檢測，如防水性能檢測等?？傊瑢χ虚g頭防火盒的檢測要本著安全至上的原則，實(shí)際操作要做到細(xì)致、全面，進(jìn)而保證保護(hù)盒真正價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓筱慧.電力電纜中間接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].華北電力大學(xué)，2012

[2]常文治.電力電纜好總監(jiān)街頭典型缺陷局部放電發(fā)展過程的研究[J].華北電力大學(xué)，2013

[3]光纖Bragg光柵在電纜中間接頭測溫中的應(yīng)用[J].昆明理工大學(xué)，2012