快速恢复电缆本体结构新技术

摘 要：本文主要介绍了MMJ快速恢复电缆本体结构新技术的特点，并详细地阐述该接头技术与传统接头技术相比的优势所在，列举实际应用案例证实此接头技术将取代传统接头技术的可能性。

关键词：快速恢复；电缆；本体结构；新技术

中图分类号：TM24 文献标识码：A

电力电缆输电线路中主要由电缆及其附件构成，其中关于电力电缆的生产技术已较为成熟，标准中对于绝缘材料的种类、绝缘厚度等都有明确要求。本文介绍采用一种与电力电缆绝缘材料相同的电力电缆中间接头，即Mmj。

电缆附件比电缆本身的电场分布复杂得多，其中影响整体电缆系统的安全可靠性，主要来自于电缆附件， Mmj恢复电缆本体的连接技术却能彻底地解决，这种恢复电缆本体的Mmj技术是使电缆无接头的概念。这一技术的突破，将给高压、超高压电缆系统的安全运行，解决了海底电缆的软接头和正负直流电缆软接头的高端技术；为电网中电缆系统的安全可靠性提供了一个重大的技术支撑，具有重大的现实意义。

1 概述Mmj恢复电缆本体技术

1.1 定义

Mmj即“电缆模注熔接接头”英文（Mould melt joint）的缩写，应用于高压交联聚乙烯绝缘电力电缆。作为敷设不慎被破坏的电力电缆，Mmj技术也可实现电缆修复。

1.2 设计原理

电缆在实际应用过程中的安全可靠性，远比其所连接的电缆附件的安全可靠性要高得多，从其结构原理而言，电缆本体由均称厚度的绝缘层和内外半导电层、等直径的导体而构成圆柱形的稳固的电缆主体，所以，结构的定制，使电缆的电性能，即电场分布更趋稳定、均匀，使电缆具有较高的电气安全可靠性和较长的使用寿命；而Mmj即依据这一原理，在现场将电缆接头处完全恢复原电缆本体结构制作，使Mmj与电缆连接后的电性能与电缆本体的电性能均等的高安全状态。Mmj接头处的电缆导体、内半导电层、主绝缘和外半导电层完全按照电缆的原始结构恢复本体，无应力锥物件的组装结构，使电缆接头处成为完整的电缆而无接头，实现恢复电缆本体结构的理念。

制作Mmj所用绝缘料和半导电料与生产电缆的绝缘料和半导电料是完全相同材质，Mmj与电缆的结合在化学、物理性能和结构上具有良好的相融性和稳固性，熔融界面的热性能、机械性能经大量实验和检测，均完全满足标准要求；而在大量运行中的Mmj 也更加体现了其优越的实用性。

1.4 设计特点

Mmj与高压和超高压交联电缆的特点是同理的，其在电性能上与所连接的电缆或更高的安全可靠性；Mmj的制作技术和工艺有别于电缆的生产环节，但实现的原理与生产过程所执行的标准是一致的；Mmj的绝缘水平、载流量、机械特性、密封效果等性能完全满足与其相配合的电缆要求，并可确保长期在恶劣环境下安全运行，完全符合国家的相关标准要求；Mmj还可根据用户的不同需求，制作成与电缆绝缘相等径的整体连接，如海底电缆接头要求必须与所连接电缆相等径的结构方式；从Mmj的结构形式上，与电缆的结构是一致的，无可活动的物件配装，并有其绝缘接头和直通接头之分，以实现交叉互联。

1.5 制作要求

Mmj的制作是在电缆敷设完成后，在现场制作完成；制作环节需要洁净状态的环境时，由专业技术人员携带配套的正压空调洁净棚、防静电洁净服、防污染专用头罩、手套，以及工装防污染装置等、进行有效地控制和洁净处理。

2 Mmj恢复电缆本体技术的优势

2.1 设计结构的优势

Mmj不是孤立于电缆以外的附件，是按照与其所连接电缆的原始结构再生的一个新的电缆结合体，并且无应力锥、绝缘之间为无活动界面的、熔融结合的结构， 其电场分布和电气稳定性与原电缆本体形成了一致的共性，因此Mmj具备了与其所连接电缆高可靠性的优势。由于Mmj的规格大小近等于所连接电缆的外形体，工程上Mmj不占用更多的置用空间，同时也可以在电缆的弯曲处或在电缆的高空位置，采用Mmj来接续电缆。

2.1.1 范围

本标准规定了Mmj电缆接头的制作工艺、技术要求及必须满足的试验结果数据。

本标准适用于长园电力技术有限公司所属电压等级为110kV的Mmj电缆接头。

2.1.2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

IEC 60840—1999 《额定电压30kV（Um=36kV）至150kV（Um=170kV）挤包固体绝缘电力电缆及其附件的试验方法和要求》

GB 311—1997 《高压输变电设备的绝缘配合》

GB 722—1987 《高压电瓷技术条件》

DL 509—1993 《交流110千伏交联聚乙烯绝缘电缆及其附件订货技术规范》

DL 508—1993 《交流110～330千伏自容式充油电缆及其附件》

DL/T 401—2002 《高压电缆选用原则》

IEC 60859：1999 《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关的电缆连接装置》

GB/T 11017.1～1017.3—2002《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》

GB 50150—2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

2.1.3 总则

Mmj制作、安装前提：

（1）Mmj是恢复电缆本体结构的制作过程，对于所使用的绝缘材料、半导电料以及附属原材料，都具有严谨的工艺控制和技术要求。

（2）Mmj在制作时，应有独立的操作空间和隔离间（自备），平时应尽可能避免在潮湿、粉尘飞扬、腐蚀性气体的环境下进行。

（3）Mmj在制过程中，重要的工艺控制环节，要设置隔离洁净间操作。

（4）环境条件：a 海拔高度：1500米

b 环境温度：+5℃至+35℃

c 环境湿度：空气相对湿度≤80%；

d 现场无明显粉尘或腐蚀性气体，防雨水；

（5）制作Mmj用电源：低压380V/50Hz；容量为20kW以上。

（6）制作Mmj的技术人员应认真填写、记录Mmj制作“程序记录簿”及相关的技术资料，工程结束后一式交给工程建设单位，一式留有公司存档备案；

一、“Mmj”制作现场的准备工作

1 应明确电缆敷设安装现场工程线路图纸的相关要求与甲方工程现场负责人在现场进行技术交底形成有机联系、协调工作。

2 与甲方现场负责人核对电缆对接相序，确认无误并做好标记和记录；

3 户外现场搭建安全的脚手架及防雨、防尘施工作业棚；

4 中间接头井内应能满足“Mmj”制作空间搭建防雨、防尘棚以及隔离间；

5 作业现场应具备防火、灭火以及防止突发水灾措施；

6 现场核对“Mmj”制作图纸、程序记录簿以及相关的技术资料是否正确齐备；

7 核对电缆型号与Mmj工装设备的匹配的所有材料及专用工具是否齐备；

8 布置移动作业电源，设备、工具及材料的摆放，安装照明灯，做好安全措施；

9 作业现场的设备、材料、仪器和工具摆放要清晰有序、卫生清洁；

二、高压“Mmj”接头制作、安装

“Mmj”接头的制作步骤：

1）测量与剥切电缆外护层2）加热校直 3）剥切电缆绝缘和内、外半导电层、表面处理4）装入部件5）线芯导体焊接6）恢复内半导层制作7）恢复绝缘层制作8）恢复外半导电层9）绕包带材10）安装保护壳及密封处理。

1 Mmj制作前对电缆的剥切

a 确认电缆对接相别，布置校直电缆，确定切断点，将多余的电缆去掉。

b 清理现场，布控工作环境，将对接电缆固定，调整两根对接电缆的水平和曲直定位，二次确认接头电缆切断位置并切除多余电缆；

c 依据要求去除电缆外护套，开剥金属护套，及刮去电缆外护套上的石墨导电层，再用专用工具将金属套断口胀成喇叭型，用锉刀除去尖角毛刺。

2 加热校直：

a 将电缆加热部分的外半导电层处，均匀绕包两层铝箔纸，再将加热带绕其上面，设置温度传感器，并在加热带外层包覆保温袋。

b 设定加热温度在80℃至90℃之间。加热时间应维持在2小时左右。加热结束后，自然冷却校直，其冷却时间在3小时左右。

3 剥切外屏蔽层、绝缘及表面处理：

a 刮除电缆外护套端口表面300mm范围内的石墨导电层。按要求定位电缆外半导电层端口的处理，半导电层与绝缘过渡斜坡应光滑平整，电缆绝缘不可凹陷！

b 打磨电缆绝缘应使用专用砂带依顺序均匀打磨。

c 电缆绝缘斜坡和内半导电层剥切及打磨处理，必须严格按工艺尺寸要求执行；内屏蔽平台和斜坡长度的预留公差为±1.5mm；内屏蔽平台的直径公差为≤0.025mm；

4 装入预备部件

在两段电缆上依次装入热缩管，Mmj铜壳，以及控制污染用的防尘筒等预备部件。

5 对电缆导体的放热焊接

a 对导体焊接前，校正两根电缆对接的同心度，其公差范围为±8%以内；

b 焊接间隙的确认：导体的焊接间隙：3002至6302导体截面的焊接间隙为3+1.5mm；

c 清除电缆导体中的污物，在导体上安装冷却器，进行加热排潮处理；

d 在导体上安装、固定焊模坩埚，焊模安装的位置应以焊模导流孔中心与两个导体焊接间隙的中心为准固定焊模，并使用密封泥将导体与焊模之间进行密合处理；

e 装填焊粉，装填焊粉是按原包装定制对应电缆规格的量进行装填，再装填引燃粉后，在焊模的引信孔上安装导火索，即可点火焊接；

f 启动冷却装置，对焊接导体进行冷却，防止高温伤害电缆绝缘。当冷却进入第6分钟时，即可拆下焊模，打磨导体焊接点，光滑恢复线芯的等径并做好清洁处理；

6 恢复导体屏蔽层

a 在打磨、清洁处理好的电缆导体上，将半导电布带以叠压1/2的方式，均匀绕包2层，再将内半导电料型材装配在上面，然后装模、且均匀紧固到位，再进行加热升温至1900C保持60分钟停止，自然冷却15分钟后进行人工风冷；

b 对导体屏蔽层，要采用精细的光滑工艺，与原电缆的屏蔽层光滑、等径恢复；

c 清洁处理Mmj制作部位的绝缘和导体屏蔽部位，即刻装入防尘装置，保持清洁；

7 恢复绝缘层制作

a 在电缆绝缘表面上准确定位，将已准备好的Mmj模具和分流器进行组合安装、紧固和封闭调中处理；分别布控挤出机、控制仪器、加热器及冷却装置的定位；

b Mmj模具的安装、紧固和封闭调中准确确认后，撤出洁净房；

c 对制作完成的Mmj初形体进行修型、打磨工艺的处理，使用60倍以上的放大镜，排除任何凹凸不平或划痕瑕疵的现象；

8 恢复外Mmj半导电层

恢复Mmj外半导电层，交流普通电缆Mmj可采用涂覆半导电涂料的工艺方法制作；

9 绕包带材

a Mmj外半导电层恢复制作完毕后，进行半导电带的绕包，其包带的起始位置，应在电缆半导电层的断口处重叠压40mm处，依次向另一端电缆半导电层的断口重叠压40mm处绕包3层，绕包的带材应均匀重叠压二分之一，并且用力拉紧；

b 绕包铜网和绝缘带：铜网带应直接绕包在半导电的层面上，且要搭接在电缆金属护套断口处重叠压30mm处扎实并焊牢，绕包铜网带应均匀重叠压1/2一层；然后在铜

网带上面绕包绝缘带两层；

10 安装Mmj铜外壳 。

安装铜壳体以及搪铅焊接、密封处理。将铜壳体移至Mmj主体上，使壳体两端均匀搭接在电缆金属护套上，先用钢丝绒刷去金属套上面的氧化层，再将其加热，均匀涂覆铝焊料一层，用钢丝绒反复涂覆，确认铝焊料与金属套焊接牢固后，将金属套与铜壳体进行搪铅焊接封闭，搪铅时应防止使电缆过热，在距搪铅点100mm处的金属套上的温度，不应超过1200C，搪铅时间要控制在20分钟内完成，完成搪铅工作应立即使用硬质酸进行冷却，使温度下降到1000C以下，冷却到常温后，注满聚氨酯A、B组份防水填充胶并将盖封闭，壳体两端绕包防水带4层，绝缘带3层，PVC带3层，再加热缩管保护，确保密封防水的可靠性。

11 安装接地线和玻璃钢外壳

a 安装接地线应依据工程图设计为依据安装接地装置。

b 对制作完成后的Mmj整体加装玻璃钢壳体保护。

2.1.4 检测项目

Mmj绝缘与电缆绝缘的结合界面检测结果（见表1）。

显然，在机动性的生产Mmj过程中得以稳定的控制而去除人为因素，应用智能的程序控制系统而得以完善，更要具备对制作完成后的Mmj进行实质性的检测手段；由于Mmj绝缘与电缆绝缘之间为分子渗透性质的结合而无任何气隙的整体，更有别于附件与电缆之间的配装方式，所以对Mmj可称为真正的恢复电缆本体连接，它的可比对象只能是对电缆本体而不是传统的电缆附件。

2.2 用料的优势

制作Mmj与传统电缆附件的最大区别是，Mmj所使用的绝缘料、半导电料均使用与生产电缆相同材质的进口原料。购回的全封闭绝缘、半导电料，封存在专用的高洁净储料间内，并使环境温度控制在15℃至25℃以内储存，使用时由专业人员操作装填料筒并封闭留存待用。

2.3 标准的优势

Mmj制作程序中的相关工艺技术指标、参数的控制是固定的，为了确保Mmj绝缘内部的微孔、杂质含量、大小以及界面凸起和交联度等，均实现与生产电缆类似的标准化作业控制，因此Mmj最终成品与电缆成品同样执行统一的标准规范；按此要求，Mmj成品的内部结构与电缆的结构同样是一致的，且内外半导电层与绝缘之间同为不可剥离，达到与电缆三层共挤同样的效果。

2.4 Mmj 广泛应用的优势

居于Mmj 本身的现场作业快、产品的电气稳定性好和易弯曲以及体积小等优异特点，起初多用于电力部门的电缆事故抢修较多，如2011年9月12日衢州供电公司110kV电缆事故抢修，采用了6套Mmj恢复电缆本体连接；

3 流程图（见图1～图4）

4 工程案例（见图5）

结语

目前，传统的电缆连接方式使电缆系统在一定的隐患状态下运行，这种“传统”附件技术，是无法将恢复电缆本体结构的连接从根本意义上得以解决。Mmj的实现，彻底解决了电缆连接技术从有史以来的导体压接导体、绕包绝缘、扩充套装附件等方式，引领超高压电缆无接头和高可靠的发展趋势，填补了国际国内的空白。

参考文献

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