張 輝

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266061

1 前言

220kV 變電所為PKOP 奇姆肯特?zé)捰蛷S現(xiàn)代化改造工程的新建公用工程，設(shè)計功能為現(xiàn)代化改造工程中Ⅰ期、Ⅱ期各煉油裝置提供穩(wěn)定可靠的電源。變電所建設(shè)容量為2×80MVA，工程主體由GIS 室、主變壓器室和35kV 變配電室三部分組成。變電所自哈國電網(wǎng)采用架空線路引入兩路220kV 電源，電源系統(tǒng)為三相交流電，中性點直接接地。變電所內(nèi)220kV 配電系統(tǒng)為雙母線接線方式，35kV 和0.4kV 配電系統(tǒng)為單母線分段接線方式，柴油發(fā)電機組作為變電站的保安電源，接入到0.4kV 系統(tǒng)。

變電站中2 臺220/ 35kV 油浸式有載調(diào)壓變壓器由西安西變中特電氣有限公司供貨，7 臺戶內(nèi)型220kV氣體絕緣金屬封閉式組合電器（簡稱GIS）安裝在GIS室內(nèi)，GIS 間隔由蘇州阿爾斯通高壓電氣開關(guān)有限公司供貨，中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司（以下簡稱中油七建）負(fù)責(zé)現(xiàn)場安裝、調(diào)試等工作。變壓器高壓端與GIS 間隔采用單芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電力電纜進(jìn)行連接。電纜相對架空線路故障率低且維護(hù)方便，其中電纜終端頭制作是高壓電纜施工不可缺少的部分，同時電纜終端頭又是電纜線路中最薄弱的部分，其安裝質(zhì)量的好壞是電纜線路能否安全運行的關(guān)鍵。電纜與變壓器高壓側(cè)連接端屬于戶外電纜終端頭，與室內(nèi)GIS 連接端屬于戶內(nèi)電纜終端頭，現(xiàn)通過室外、室內(nèi)電纜終端頭的制作過程簡單介紹制作工藝，以供今后施工參考借鑒。變壓器與GIS 布置詳見圖1。

2 基本要求

2.1 環(huán)境

必須嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場溫度、濕度及清潔度。溫度宜控制在0～35℃，相對濕度宜控制在70%以下。使用的工具、材料等應(yīng)保持清潔。不應(yīng)在雨天、霧天、大風(fēng)等惡劣天氣施工。

圖1 變壓器與GIS 布置示意圖

2.2 檢查

電纜終端頭應(yīng)預(yù)先試裝，檢查規(guī)格是否一致、部件是否齊全。

2.3 性能

電纜終端頭制作后，應(yīng)有足夠的絕緣強度和機械強度，并保證連接點的電阻滿足規(guī)范要求。

3 前期準(zhǔn)備

3.1 耐壓試驗

電纜敷設(shè)后要做電纜的直流耐壓試驗，試驗后對電纜頭做好密封，防止受潮。

3.2 聯(lián)合驗收

電纜終端頭到貨后，應(yīng)及時組織業(yè)主、監(jiān)理等單位進(jìn)行聯(lián)合驗收，并做好驗收記錄。

3.3 熟悉工藝

安裝前詳細(xì)閱讀終端安裝工藝說明，掌握電纜終端頭制作要點及流程。

3.4 技術(shù)交底

按照施工流程對施工人員進(jìn)行詳細(xì)交底，并要求施工人員熟悉施工現(xiàn)場，了解施工過程中存在的安全隱患。

3.5 機具檢查

安裝前對施工用的加熱器、壓力鉗等機具進(jìn)行檢查、報驗，保證機具處于良好狀態(tài)。

4 充油式電纜戶外終端頭制作工藝

4.1 預(yù)切斷

首先將電纜垂直豎立并安裝在支架上；然后確定制作電纜頭及安裝所需長度，并適當(dāng)留有300mm 余量；最終確定在安裝平面上3400mm 處用手提式電動鋸將多余的電纜切除，并在電纜根部做好標(biāo)記。

4.2 絕緣處理

從距切斷點3156mm 處去掉外護(hù)套，保留底部280mm 鋁護(hù)套，其余去除并清洗干凈，然后進(jìn)行預(yù)鉛封。

4.3 加熱校直

（1）安裝電纜附件之前必須對電纜進(jìn)行加熱校直，加熱前要用角鋼將電纜校直固定好（角鋼固定的目的是為了調(diào)整電纜的垂直度），并且對電纜終端部位用無水酒精進(jìn)行清理。

（2）做好加熱前準(zhǔn)備，按照技術(shù)要求在電纜上纏繞耐溫帶、加熱帶和保溫層，并設(shè)置熱電偶和溫度計以便監(jiān)控溫度。

（3）通電加熱，根據(jù)技術(shù)要求240mm2截面積電纜加熱時間為6h，加熱溫度為70℃；加熱過程中采用溫度控制器控制溫度，并且加熱過程中要防止溫度過高損壞電纜。

（4）加熱完成后，電纜自然冷卻至室溫后（一般冷卻10h 左右）再進(jìn)行其他安裝步驟。冷卻過程中，必須保持角鋼與電纜的相對位置固定不動。

（5）電纜加熱校直處理完成后，消除應(yīng)力，并且電纜芯線應(yīng)突出電纜絕緣層少許。

4.4 最終切割

電纜加熱校直后，確定最終切斷點為外護(hù)套向上3156mm，多余電纜用手提式電動鋸切除。

4.5 去掉絕緣

用電纜剝削器削去絕緣層，在絕緣邊緣處倒角，并去掉導(dǎo)體的內(nèi)半導(dǎo)電層。

4.6 底盤、偏心座及應(yīng)力錐安裝

（1）套管底盤、偏心座及應(yīng)力錐安裝前，首先對電纜絕緣層加工面用無水乙醇、無脂紙進(jìn)行清洗；

（2）清洗完畢后，依次將套管底盤、偏心座套入電纜推至終端頭底部基準(zhǔn)線處；

（3）應(yīng)力錐是整個電纜終端的關(guān)鍵部件，安裝前用無水乙醇對應(yīng)力錐內(nèi)部由上往下重復(fù)清洗干凈；然后將應(yīng)力錐內(nèi)壁和電纜絕緣層涂上硅膠；最后將應(yīng)力錐套入電纜。底盤、偏心座及應(yīng)力錐安裝詳見圖2。

圖2 底盤、偏心座及應(yīng)力錐安裝

4.7 套管安裝

將底盤與套管接合面用無水乙醇清洗干凈，在其密封槽內(nèi)涂上硅膠，裝上密封圈；把內(nèi)部清洗干凈的套管用吊車吊起，水平慢慢地套入電纜；套管與底盤用螺栓連接，用力矩扳手對稱均勻緊固螺母。套管安裝見圖3。

圖3 套管安裝

4.8 注入硅油

將硅油注入套管，注意要應(yīng)緩慢注入，防止產(chǎn)生氣泡，液面距套管上平面400mm 即可。

4.9 頂蓋安裝

先用無水乙醇清洗套管頂部及頂蓋下平面；再將頂蓋下平面密封槽內(nèi)涂上硅膠，裝上密封圈；然后將頂蓋與套管頂部用螺栓連接，用力矩扳手均勻地擰緊螺母。頂蓋安裝見圖4。

圖4 頂蓋安裝

4.10 掛錫

電纜上部分安裝結(jié)束后，固定套管底座下部電纜；然后對外露電纜保護(hù)鎧進(jìn)行掛錫處理。電纜保護(hù)鎧掛錫見圖5。

5 GIS 電纜戶內(nèi)終端頭制作工藝

圖5 電纜保護(hù)鎧掛錫

5.1 電纜處理

（1）首先進(jìn)行電纜切割（圖6）：以GIS 電纜筒高或變壓器升高座筒高為基準(zhǔn)，自環(huán)氧母座下端口開始向下500mm（距離B）處在外護(hù)套上用PVC 帶作一個參考線標(biāo)記；從參考線沿反方向1000mm 處（距離C）確定切斷的位置，用專用切割機將電纜末端鋸齊；并將電纜端頭用保溫膜包裹。電纜切割尺寸圖詳見圖6。

圖6 電纜切割尺寸

（2）自參考線向電纜末端量取E=468mm，用電纜切割管刀環(huán)向切割電纜外護(hù)套和鋁護(hù)套層（環(huán)向切割前注意確認(rèn)鋁護(hù)套的厚度，避免損傷電纜芯線），詳見圖7。先用管刀沿外護(hù)套淺切割，確認(rèn)鋁護(hù)套的厚度和位置后再將鋁護(hù)套切割斷（采用多次環(huán)向切割的方法，逐步切斷鋁護(hù)套）；切斷后，多次擺動鋁護(hù)套和電纜外護(hù)套將其去除，露出電纜芯線。

圖7 電纜外護(hù)套和鋁護(hù)套切割尺寸

（3）自參考線向電纜末端量取D=408mm 之后，去除電纜外護(hù)套，露出鋁護(hù)套，用噴槍將鋁護(hù)套上的瀝青融化，再用潔凈白布去掉融化的瀝青；之后用酒精將露出鋁護(hù)套擦洗干凈，并用鋼絲刷打毛；然后用噴槍對鋁護(hù)套加熱進(jìn)行鍍錫打底焊，注意加熱時時間不宜過長，避免損傷電纜。

（4）露出的鋁護(hù)套邊緣用鋼絲鉗制作成坡口，以免傷及電纜，并用PVC 膠帶纏繞密封。

（5）從參考線向上50mm 處開始，去除外護(hù)套石墨層，確保石墨層去除干凈。

（6）以露出鋁護(hù)套的上邊沿為參考線向電纜末端量取50mm，在該處切斷阻水帶，用PVC 膠帶把阻水帶上邊沿綁扎3 圈。電纜各區(qū)域尺寸見圖8。

圖8 電纜各區(qū)域尺寸

5.2 電纜尾管裝配

（1）根據(jù)圖9 電纜尾管裝配順序依次卸下電纜尾管底部的固定環(huán)2、電纜尾管、O 型圈。用120# 砂紙和酒精清理外護(hù)套（已經(jīng)刮去外護(hù)套上涂層的部分328mm），用于粘接環(huán)氧玻璃絲帶的區(qū)域。注意不能用砂紙打磨到J 區(qū)域以上放置密封橡膠圈的電纜部分，密封橡膠圈安裝位置詳見圖10。

（2）用噴槍加熱電纜外護(hù)套區(qū)域，在處于柔軟狀態(tài)時的電纜外護(hù)套上纏繞一層玻璃絲帶，再用環(huán)氧樹脂均勻涂抹在玻璃絲帶上。按照此方法再纏繞兩層玻璃絲帶，并且每層玻璃絲帶都要均勻涂抹環(huán)氧樹脂。

圖9 電纜尾管裝配

圖10 密封橡膠圈安裝位置

（3）玻璃絲帶固定完以后，將固定環(huán)1 移動至玻璃絲帶上（距離參考線324mm 處），繼續(xù)使用玻璃絲帶和環(huán)氧樹脂固定，直至環(huán)氧樹脂凝固并固定環(huán)1 收緊。

（4）擦干凈電纜外護(hù)套，并去除多余的環(huán)氧樹脂，將密封橡膠圈移動至參考線397mm 處；適度在密封橡膠圈上涂抹一層硅油，以方便后續(xù)電纜尾管的安裝以及固定環(huán)的移位。密封橡膠圈安裝尺寸詳見圖11。

圖11 密封橡膠圈安裝尺寸

5.3 接地線安裝

（1）根據(jù)圖12 壓力彈簧裝置示意位置將壓力彈簧裝置套在電纜上。

（2）將帶孔的接觸片彎成弧形，并放置在波紋鋁護(hù)套中間；將接地線對稱的放置在電纜上，使得接地線的末端在接觸片上（接地線緊密接觸在搪錫的鋁護(hù)套上）；然后用恒力彈簧將接地線與接觸片夾緊，并使得恒力彈簧在接觸片的中央。

圖12 壓力彈簧安裝示意

（3）將壓力彈簧裝置推至緊貼住應(yīng)力錐尾部，再將接地銅編織線連接至壓力彈簧裝置上。注意接地線必須保持一定的長度，從而滿足其縱向移動的長度。接地線連接示意圖見圖13。

圖13 接地線連接示意

5.4 應(yīng)力錐的安裝

（1）去除電纜主絕緣上的塑料保鮮膜，在電纜絕緣表面完全涂抹硅油，并在應(yīng)力錐內(nèi)表面涂抹完硅油。涂抹硅油時務(wù)必戴一次性塑料手套，以保證潔凈度。

（2）將應(yīng)力錐推至錐上端口與電纜主絕緣斷面平齊，然后擦掉電纜和應(yīng)力錐上多余的硅油。應(yīng)力錐安裝示意圖見圖14。

圖14 應(yīng)力錐安裝示意

5.5 導(dǎo)體連接器的安裝

（1）導(dǎo)體連接器頂端的接觸表帶采用非粘性的PVC 帶進(jìn)行保護(hù)；

（2）刮除電纜線芯上的內(nèi)半導(dǎo)電層，并用砂紙將芯線打磨出銅芯線的金屬光澤，再用酒精清潔線芯導(dǎo)體表面；

（3）將導(dǎo)體連接器安裝到電纜線芯上，使導(dǎo)體連接器末緊緊靠住應(yīng)力錐，然后擰緊螺栓。根據(jù)導(dǎo)體連接器的型號，按照圖15 所示的順序依次擰斷螺栓，達(dá)到設(shè)備緊固的力矩值。

圖15 導(dǎo)體連接器的安裝示意

（4）將O 型圈裝入到導(dǎo)體連接器頂端的凹槽內(nèi)；

（5）將安裝完的電纜尾管部分的密封橡膠圈推至靠近壓力彈簧的位置。

5.6 清理電纜終端和GIS 環(huán)氧母座

（1）去除導(dǎo)體連接器上的保護(hù)薄，用酒精仔細(xì)清潔應(yīng)力錐和導(dǎo)體連接器的表面；

（2）用專用溶劑清理GIS 的環(huán)氧母座；

（3）在應(yīng)力錐和導(dǎo)體連接器頂端的O 型圈表面均勻涂抹上硅脂；

（4）涂抹和清理的電纜頭和和環(huán)氧母座要及時用塑料保鮮膜包裹封堵。

5.7 插拔頭裝入環(huán)氧母座

（1）采用導(dǎo)鏈調(diào)整電纜的方向和彎曲度，保證電纜終端在進(jìn)入環(huán)氧母座時處于無應(yīng)力狀態(tài)，然后調(diào)整好電纜終端的方向，必須保證電纜終端與環(huán)氧母座處于垂直位置。

（2）去除電纜終端和環(huán)氧母座的塑料保鮮膜，將插拔頭插入到環(huán)氧母座中，直到導(dǎo)體連接器正確地滑入環(huán)氧母座電極內(nèi)。

（3）在插入過程中，如果導(dǎo)體連接器碰到了環(huán)氧母座的內(nèi)表面，必須重新清潔環(huán)氧母座及應(yīng)力錐表面，并重新涂抹硅油后進(jìn)行安裝。

5.8 固定尾管安裝

（1）將密封圈裝入到電纜尾管的凹槽內(nèi)；

（2）用3 個較長的螺栓把電纜尾管連接至環(huán)氧母座底部，再對角把緊尾管上所有螺栓；調(diào)整固定環(huán)1 尾部的螺栓使其與電纜尾管下端面平行，再將固定環(huán)2安裝到電纜尾管上；螺栓按照圖16、17 固定尾管安裝示意所標(biāo)力矩把緊。

（3）安裝完成后，用塑料薄膜纏繞密封，保持清潔防潮。

圖16 固定尾管安裝示意1

圖17 固定尾管安裝示意2

6 實施效果

電纜終端制作完成后，進(jìn)行的耐壓和泄漏電流等試驗一次性通過，并且在變電站受送電中一次成功。現(xiàn)在變電站已投入使用，各項性能達(dá)到設(shè)計條件，運行平穩(wěn)。制作的外電纜終端頭見圖18，戶內(nèi)電纜終端頭見圖19，戶內(nèi)電纜終端見圖20。

圖18 戶外電纜終端頭

圖19 戶內(nèi)電纜終端頭

圖20 戶內(nèi)電纜終端

7 結(jié)束語

220kV 高壓電力電纜終端頭制作是一項工藝復(fù)雜而嚴(yán)格的工作，其制作質(zhì)量將直接影響到電纜能否安全運行，以及變電站受送電的成功率。因此施工中必須熟悉操作規(guī)程，掌握工藝流程，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對待整個施工過程。每個廠家的電纜終端頭都有區(qū)別，但都大同小異，本文只對哈薩克斯坦PKOP 煉廠220kV 高壓電纜終端頭制作工藝進(jìn)行簡述，希望對今后類似工程具有借鑒意義。