一種新型二次電纜絕緣防護套頭的設計

張進坤 黃觀雄 洪彬倬

摘要：為了防止二次回路作業電纜絕緣處理不當造成誤碰二次電纜線芯金屬部分導致的開關誤動、直流接地或人身觸電等事故的發生，常常需要將二次電纜線芯進行絕緣隔離。針對上述問題，提出一種新型的二次電纜絕緣防護套頭的設計方案，有效解決了纏繞式絕緣包扎不嚴、膠布老化或電纜線頭易刺穿絕緣膠布等問題。

關鍵詞：二次回路;電纜絕緣;防護套頭

0? ? 引言

電網二次回路的作業經常需要將二次電纜的線芯進行絕緣隔離，以防止誤碰二次電纜線芯金屬部分導致的保護跳閘出口、直流接地或人身觸電等事故的發生。目前，對于二次電纜絕緣包扎常用的處理方法是采用絕緣膠布纏繞覆蓋金屬裸露端。這種絕緣隔離方法雖然簡單，但作業重復率高、費時長，造成工作效率低。更為致命的是，如果纏繞包扎不到位，絕緣膠布老化或電纜線頭刺穿絕緣膠布等，均可能造成二次電纜線芯的金屬部分外露，存在直流接地、開關誤動等安全隱患。南網多起跳閘事件發生的直接原因就是由于絕緣包扎處理不當而發生誤觸碰，如500 kV美林站“11·11”跳閘事件、500 kV鴨溪站“11·28”跳閘事件、220 kV洪灣電廠“2·8”跳閘事件等。

針對以上問題，本文提出了一種新型的二次電纜絕緣防護套頭的設計方案，設計出一種絕緣防護良好、使用方便而且能夠重復使用的二次絕緣防護套。

1? ? 防護套的設計思路

目前市場上還沒有針對二次電纜絕緣包扎的防護套產品，市場上類似的產品主要有二次電纜的防塵封帽，通常采用橡膠材料制作而成，主要用于未使用的備用二次電纜線芯防塵。還有類似的二次電纜熱縮管，主要用于鎧裝二次電纜外屏蔽層接地引線固定。此外，還有用于鋼鐵廠、冶煉廠等高溫場合的防火耐高溫的電纜防護套，用于化工廠的具有耐腐蝕性的電纜防護套。

用于特殊場合的電纜防護套，通常采用具有相應性能的材料制作而成，如耐高溫防護套通常采用的材料為間位芳綸，這是一種芳香族聚酰胺纖維，是有機耐高溫纖維中發展最快的品種，與其他常規纖維相比有著優異的特性，主要表現在：優異的耐熱穩定性、化學穩定性、電絕緣性、阻燃性[1]。

又如耐燒蝕的電纜防護套，主要采用硅橡膠材料制作，硅橡膠以硅氧鏈為主鏈，其硅原子上可以連接甲基、乙烯基、苯基等有機側基，是一種兼具有機和無機性質的特種合成橡膠，具有優異的熱穩定性，較好的耐高溫、耐老化、耐電暈性能，絕緣性能良好，具有很強的抗硝化甘油遷移能力和熱解少煙性，是一種較好的耐燒蝕包覆材料[2]。

因此，本文設計的二次電纜絕緣防護套，選用尼龍66材料[3]，它具有良好的阻燃性、絕緣性和伸縮性，較好的回彈性、耐磨性、耐熱性和疲勞強度，相比橡膠材料又剛性較好。

2? ? 防護套的設計

電纜防護套主要針對二次電纜裸露線芯進行絕緣包覆，采用尼龍66材料制作而成。該防護套頭，外形為圓柱形狀，兩外雙層結構，內設有帶有開口的容置腔，容置腔內設有夾塊，夾塊設有與容置腔連接的3個夾瓣，夾瓣能夠相對于容置腔進行彈性形變，3個夾瓣之間形成通道，該通道用于二次電纜插入，電纜套頭對其進行包覆，從而起到防護作用，如圖1和圖2所示。

外層設有防滑層，在外壁上周向設置的若干層凸起結構呈螺紋狀，用于增加絕緣套筒外側壁與使用者之間的摩擦力，當二次電纜插入絕緣套頭時能夠起到防滑作用，避免使用者使用絕緣防護套時出現滑脫問題。

外殼用于對插入內腔的二次電纜線芯進行密封防護，防止外物觸電和相間及對地短路，耐壓等級達到3.5 kV。套頭內部由3個夾層狀彈性塊構成，利用尼龍66材料的回彈性，當二次電纜線芯插進套頭內腔時，彈性塊對線芯進行擠壓，彈性塊的夾瓣發生彈性形變，產生較大的形變擠壓力，阻礙線芯的滑脫，如圖3所示。

當二次電纜線芯不需要防護套頭包覆時，使用者一只手握緊電纜防護套防滑層，另一只手用力將二次電纜往電纜防護套內腔外側拉拽，電纜即可除去包覆。

綜上所述，本文設計的二次電纜絕緣防護套頭具有使用方便、可重復利用、包覆效果良好、操作效率高、外觀好看等優點。

3? ? 防護套的應用

電網二次回路的作業經常需要將二次電纜的線芯進行絕緣隔離，以防止誤碰二次電纜線芯金屬部分導致的保護跳閘出口、直流接地或人身觸電等事故的發生。相對傳統纏繞包扎的方法，應用本文設計的絕緣防護套能有效避免二次電纜線芯纏繞包扎不到位，絕緣膠布老化或電纜線頭刺穿絕緣膠布的問題，且具有絕緣防護良好、使用操作方便、可重復使用等優點。

目前該絕緣防護套已應用到陽江供電局部分生產班組，圖4為某220 kV變電站110 kV某線路保護更換改造跳閘回路接入穩控系統時絕緣防護套頭的應用;圖5為某220 kV變電站新建間隔接入110 kV母線保護工作時絕緣防護套頭的應用;圖6為某變電站更換端子箱內加熱及除濕交流電源空氣開關時拆除二次電纜應用絕緣防護套頭的圖例;圖7為某變電站某開關間隔遙信回路發生直流接地故障時，故障查找中臨時拆除二次電纜應用絕緣防護套頭。

對于二次電纜防護套頭的應用場合，本文不再一一列舉，總而言之，其適用于所有涉及二次電纜拆除或接入的工作，應用場合廣泛。

4? ? 結語

隨著電網的快速發展，電網二次回路的作業也越來越多，而施工作業人員存在技能水平參差不齊、部分人員安全習慣不佳的問題，涉及二次電纜拆接時作業風險難以把控。本文設計的新型二次電纜絕緣防護套頭，從包覆原理上有效避免了傳統纏繞式包扎因人而異的包扎方法產生的包扎不到位，絕緣膠布老化或電纜線頭刺穿絕緣膠布等問題，具有絕緣防護良好、使用方便且能夠重復使用的優點，推廣應用前景廣闊。

[參考文獻]

[1] 甘露，王鵬，張波.淺談電線電纜用防護套[J].光纖與電纜及其應用技術，2014（5）：36-38.

[2] 周傳忠，劉小艷，吳福迪，等.隔熱耐燒蝕硅橡膠防熱套研制[J].環境工程，2014，32（S1）：1065-1068.

[3] 李輝，王旭華，楊春兵，等.阻燃尼龍66的研究進展[J].工程塑料應用，2011，39（4）：97-99.

收稿日期：2019-12-10

作者簡介：張進坤（1989—），男，廣東陽江人，工程師，研究方向：繼電保護生產運行。