灌胶式电缆接线盒在北京长安街路灯改造中的应用

源:中国道路照明网 
    随着城市的现代化发展,人口的增加,人民生活质量的提高,对道路照明质量的要求也在逐步提升,路灯系统的稳定性及寿命更是必须保证。城市照明与居民生活息息相关,作为首都北京,高质量的照明水平更是随着首都道路照明十一五规划在始终持续发展着。作为道路照明稳定性支撑性主设备,路灯电缆运行的稳定性越来越引起了重视,其接头工艺的改良则更加引人关注。 
一、采用电缆灌胶工艺背景 
  在北京道路照明的实际应用中,电缆接线工艺还在采用常规路灯电缆对接工艺和路灯电缆T接线工艺。尤其是路灯电缆T接线工艺是以接线端子为基础,配合相应导线进行连接,有着施工较为便捷,造价相对低廉,施工工艺已经被路灯施工人员熟知等优点,但是其劣势随着应用时间的推移也越来越显现。 
  通过在实际使用过程中发现,以往所采用的电缆接头T接工艺存在着不可逆转的缺陷,极易发生接头不良、接头受潮、进水氧化、进而造成电缆故障,发生灭灯,已经严重的威胁到了路灯设备的稳定运行,给高质量、高水平的道路照明产生了影响。所以为了提高路灯电缆运行的可靠性,只有以改变原有接线工艺为出发点,才能解决此问题的发生。 
  通过多次结合市场相关产品进行的调研,并经过在长安街组织进行电缆灌胶工艺的项目试验。采取灌胶式防水接线盒配合绝缘穿刺线夹作为新工艺的推广基础,进而改变原有接线方式。该接线工艺中采用的接线盒及线夹有着优异的产品特性,并通过使用,可以达到简化施工工艺、对电缆接头提供有效的保护,其具备稳定性、防盗性能较好等显著特点。经过现场运用,这种灌胶盒工艺对于路灯系统可以发挥着有效且稳定连接等作用,值得推广使用。 
  经了解,目前此种灌胶盒在国外有所采用,国内只有部分城市采用,还未完全推广应用,在国内路灯行业中还没有完全形成使用规模。 
二、路灯防水灌胶工艺技术特点 
1、防水灌胶接线工艺具备以下技术特点: 
 (1)节省了路灯电缆施工时间,创造了一定经济效益。 
 (2)通过新工艺的实施,提高了路灯设备运行的可靠性,为路灯电网安全运行提供了保证。 
 (3)利用目前市场上可靠的设备,结合路灯电缆的特殊性进行合理的工艺改良。在新工艺中采用了新设备,为今后路灯设备选型提供了示例参考。 
2、采用新式灌胶盒配合穿刺线夹的技术特点 
 (1)外盒 
  A、透明的外壳。操作方便。 
  B、按压锁扣式结构。以避免人为因素使安装不到位,方便快捷。 
  C、耐冲击高强度的聚丙烯材料。无需手孔井,可直接埋于地下,方便施工,节约成本。 
  D、耐腐蚀、抗老化。 
  (2)凝胶 
  A、无毒材料,无需任何警告标志。 
  B、优异的绝缘特性,憎水性极佳。解决了线缆地下连接的防水防潮问题。 
  C、完全适用于各式电缆包括油纸电缆。 
  D、可适用于结冰的寒冷环境。保障北方地区冬季寒冷环境下的正常运行。 
  E、穿刺线夹连接无需断缆即可完成连接,安装方便快捷。 
  F、密封性极佳,可完全防止金属部分氧化锈蚀。 
 (3)整套产品工艺技术特点 
  A、符合国际规范要求CENELEC HD 623 ( VDE0278-623) 
  B、外壳耐机械强度高,可直埋,无需手孔井,大大降低成本,缩短安装时间。 
  C、极佳的憎水性和绝缘性能,彻底解决防水、防潮的问题。 
  D、正常条件按下,可长期免维护运行。 
  E、无任何接头暴露在外,密封性极佳,可完全防止金属部分氧化锈蚀,同时兼顾防盗。 
3、此种工艺与国内、国外的对比灌胶式电缆接线工艺目前为国际上比较先进的路灯系统连接方式,通过其合理使用,不仅可靠率高还节约了成本、简便了施工工艺也缩短了施工时间;彻底解决了路灯地下连接的防水、防潮、耐机械强度冲击等问题;无需断缆的连接方式,还大大减少了线缆的浪费。 
  社会在不断的发展,道路照明系统也一直在寻求更先进、更合理的连接方式,上述图片是笔者10月在北海道无意间拍摄到的一组照片(见图一),可以看到在日本这个经济技术发达的国家路灯灌胶工艺已经得到了实际应用。 
  经过实践我认为,采用灌胶式电缆分支接头的接线工艺为目前国内路灯系统比较方便、可靠、先进的连接技术,同时相信这种连接工艺将会在全国各大城市得到广泛的推广应用。 
三、灌胶接线工艺在长安街改造工程中的应用 
  在国庆60周年日益临近,长安街沿线的道路照明作为国庆60周年路灯保障保电的核心区域,其沿线路灯作为具有道路照明和景观映衬的双重功能的标志性电力设施,在国庆期间将是关注焦点,其设备可靠性将是重中之重。而原长安街电缆的电缆T接工艺,已经无法为我们提高可靠的性能支撑,急需在国庆筹备阶段采用新的接线工艺来解决此问题。 
  因此,在2009年的长安街路灯改造工程中,我们率先使用了目前先进的连接工艺---灌胶式防水接线工艺,并实地跟踪其运行情况,同时与传统连接工艺做对比,以确定其实际使用效果和可推广的价值和前景。 
  时间:2009年4月 
  地点:长安街四惠桥至复兴门 
  应用内容:将原有采用3M接线工艺的电缆接头更换为防水灌胶工艺的接头。 
  应用数量:471基步道灯电缆,范围内电缆长度14130米。 
  现场出现的问题及解决的方法: 
  在进行接头更换过程中,由于原T接接头氧化情况严重,在拆除旧接头后,部分接头连接点部位的电缆已经发生断股情况。 
  拆开外绝缘后电缆内部情况,由于密闭不实造成受潮氧化,由于原T接工艺为电缆接头同电缆紧密接触,人为致使受力不均,将对应电缆顶破。 
  在实际操作过程中,一定要对氧化严重的电缆进行更换或锯断重接,对于氧化较轻(未断股)的电缆可采用去除氧化膜后再按照灌胶工艺进行操作,确保电缆运行安全。 
  由于长安街的政治地位特殊,在电缆改造过程中,我们改变了原来路灯电缆T接线方式,利用防水灌胶盒与穿刺线夹,结合路灯电缆特点,采用了防水灌胶接线工艺,在重要保障地段进行路灯电缆接线新技术的运用,为最终完成60周年国庆保障工作奠定了基础。 
四、长安街电缆连接盒施工工艺技术要求及注意事项 
1、按照高标准高规格确定了防水接头工艺的施工技术要求 
  (1)削开电缆后将旧接头拆除,进行去除氧化层操作,并使用防水胶带将外露部分缠绕4层以上。注意不要扩大削剥长度,避免损伤导线,遇导线断股超过规定采取压接接线方法连接,连接符合质量标准要求。 
  (2)穿刺线夹位置选择合理,交错排列。在去除10平方双层绝缘导线的第一层绝缘,露初内层绝缘后,将导线头顶入穿刺线夹卡槽,拧紧上部螺丝。提示:必须将穿刺线夹上部可脱落旋钮拧掉,保证导线接头连接紧密。 
  (3)两侧海绵体缠绕紧密规整,避免发生灌胶后树脂外溢。沿两端海绵体向外侧缠绕至电缆未被破坏绝缘层50公分处,先缠绕防水胶带4层,再缠绕塑料带4层。 
  (4)引线更换采取旧线带新线的方式,在扣好盒体后对盒体两侧各缠绕2层50公分防水胶带,将10平方引线与电缆紧贴缠绕在一起。 
  (5)灌胶时先将两组树脂之间的间隔棒打开,然后充分揉和约4分钟,直至均匀发热。然后立即将混合好的树脂倒入防水接线盒中,避免耽误时间太长容易使树脂变稠甚至固化。 
  (6)施工时注意工作质量,确保接线正确。宜采用先行接线试灯,后统一灌胶方式进行施工,避免接错线后大面积返工。 
  (7)扣紧连接盒盒盖,清除工井内杂物后,方能将接线盒放入工井。接线盒应放入工井较高位置,灌胶口宜统一向上。 
2、采用防水灌胶盒工艺的注意事项 
  (1)安装时戴好一次性手套,防止手部受到化学物品侵蚀。 
  (2)固化时间受环境温度影响,在常温25C°下固化时间为1小时,温度越低,固化时间相应加长;温度越高,固化时间越短。 
  (3)未进行灌浇树脂的置于通风阴凉处,树脂不可暴晒,或与其它化学类产品堆置。 
  (4)灌浇完毕后,所有使用完废弃物不要随意丢弃,保持现场良好工作环境,做到场光地净、文明施工,如果不小心掉进眼睛,一定要使用清水进行冲洗,并就医治疗。 
五、电缆灌胶工艺技术创新点 
1、同电缆对接方式经济效益比较 
  (1)路灯电缆对接工艺 
  需主电缆伸出地面,穿入灯杆内进行对接。增加主电缆的使用量,每个灯杆最少增加4米电缆(4米70mm2铜芯电缆约520元)。路灯电缆对接附件(铜线鼻子、绝缘套管、绝缘胶带等),成本100多元,特殊压接工具价格昂贵达几千元。由于采用电缆对接方式施工时间长,技术要求高,单人无法完成,所以施工成本同比较高。 
  (2)路灯电缆T接工艺 
  虽然比常规电缆方式节省了伸出地面段的电缆,单人也可以完成,但在同主缆连接过程比较复杂。还需携带特殊工具锯条、板锉等,所有工程流程节点较多,工艺复杂,质量无法得到控制。原因是其施工工艺不可以完全保证工程质量,缺乏可靠监控手段,完全靠操作人的责任心来决定。例如,螺丝的紧固、胶带缠绕层数等,这些因素最终决定了日后的工程质量,并影响到正常运行,极有可能成为路灯电缆隐患的伏笔。 
  (3)路灯灌胶工艺 
  灌胶盒工艺只需常规工具即可完成整个作业,所需材料包括2至4只绝缘穿刺线夹及一个灌胶盒,且无需将主缆伸出地面及其他附件。使用灌胶方式取代了过去胶带缠绕,灌胶盒灌满即达到要求,高强度外壳可以阻挡一定程度的外力破坏,同时起到防水、防腐、防潮等作用;穿刺线夹顶部螺栓在达到合格值后可自行脱落,从而避免了紧固程度大小不一的情况,接线牢固可靠,节点同线缆的接触保持密封状态,不易受到外界因素影响。 
  防水灌胶接线工艺最大的优势是可在依靠设备材料控制工程质量,避免了前期存在隐患,为良好的免维护打下了基础。 
  在比较中我们可以看到,路灯电缆灌胶接头工艺在施工中相对与其他两种工艺有着一定的优势,在操作人数、时间性、质量可控性等多方面具备优势。 
  路灯电缆对接工艺的主要难度在于其操作上比较复杂,尤其是将电缆由工井穿入灯杆内腔,如果没有两个以上人员配合实施,那么难度极大,由此还造成人员的不必要浪费。电缆对接还需要进行剥皮做干封、钳压等工作,做好后通常还需要一人进入工井,将电缆多余部分向工井内撤入,一人扶住做好的干封头向下传送,以免损伤电缆,最终还是需要两个人进行作业。其所带工器具较多,质量上也不是很好把握。 
  路灯电缆T接工艺是最近七八年中采用比较广泛的接线工艺,其最大优势是只需要一个人就可以完成单极路灯灯杆接线工作,相对于电缆对接方式还是提高了工作效率,节省了时间。但是其致命缺陷无法弥补,就是质量可控性无法保证。虽然同为一个人独立作业,但由于其工作特性,在施工中需要将线夹使用板子拧紧。拧紧后为了防止螺栓突出部位将塑料绝缘部分顶破,必须将其锯断,并将锯断部分打磨平整,才能包裹塑料绝缘带。所以施工中还需携带专用螺丝扳手、钢锯、板锉等工具才能完成整套工作。T接电缆包裹时还要按照电缆接头数量分别进行包裹,增加了操作时间,待所有接头包裹完毕后才能统一整体缠绕,整个施工过程繁琐,充满了不确定性,所以其发生电缆故障的概率最高。 
  路灯电缆灌胶接线工艺不但具备了上述两种工艺的优点,并将其他两种工艺的缺点转化为了优势,尤其在操作时间、质量控制等方面表现突出。 
  路灯电缆对接工艺在施工成本方面相对较高,主要体现在人工成本较高,由于其工艺决定,致使其施工时间相对较长,人员占用率较高,所以造成成本提高。其优势是在后期维护中,如果发生电缆故障,可以较快地查找出故障点,并针对故障点采取措施消除隐患,所以还是采用的比较广泛。 
  路灯电缆T接线夹工艺在材料成本和施工成本两方面都还是表现不错,但是由于其在施工中质量无法保障,发生故障的几率非常高,所以其后期维护成本也是最高。电缆故障通常都是由于接头不良引起,所以如何避免接头隐患成为了关键,同时也是降低后期维护费用的一个先决条件。 
  路灯电缆灌胶接线工艺由于在质量上得到了保障,所以其后期维护成本是三种工艺中最为低廉的,其经济性综合性价比也是最高的。通过以上不同的对比可以看出,电缆灌胶工艺在综合经济性方面高于过去的接线工艺,达到了提高效率的情况下节约了资金,优势非常明显,值得应用推广。 
六、路灯灌胶工艺生产运行应用情况及工艺优势 
1、增强了电缆运行的可靠性 
  (1)降低了故障发生率 
  通过采用新工艺后在长安街步道灯电缆使用情况来看,至今还未发生一起由于电缆分支接头引发的故障。而同期该路段2007年发生5起接头故障,2008年发生6起接头故障,2009年截止至4月更换前发生了3起。所以,从对比情况来看,电缆灌胶接线新工艺的采用,使相同地段的电缆故障率降低到了0%,消除了原来T接分支接头带来的不安全隐患问题,增强了线路可靠性。 
  (2)便于施工检修运行维护 
  电缆对接方式,需截断主电缆,并且剥除电缆线芯绝缘层,安装线鼻子、套线管等附件,如果节点故障需全线路段停电才能进行维修,费时费力。 
  采用灌胶式接线工艺不需要截断电缆,保证主电缆具有完整的绝缘性能。设计时可不需要配备电缆工井,采取直埋方式,使施工更方便,也不需要特殊工具进行安装。 
  由于电缆对接方式和T接方式的接触点比较容易出现氧化和金属腐蚀反应,从而导致接触不良,引起线路故障。且断连对接为串联,如果一个节点损坏则会造成部分线路段整体断电,影响正常照明。而灌胶接线工艺由于整体具有防水保护性能和机械保护的双重性能,并采用合格的密闭,杜绝了同空气过多接触,从而避免了接头不良情况发生。其连接方式为串联分支,方便维修,不必切断整条线路段电源,从而保证非故障区路灯正常照明,缩小了灭灯范围。采用防水灌胶盒及穿刺线夹后,使线路的整体电气及机械性能得到提高,防腐防水兼顾一定防盗性,安装简便,无需维护,所以其综合性价比较高。 
  (3)具有极好的防盗性 
  由于路灯电缆白天不带电,所以被盗几率相对较高,而目前最佳的电缆防盗敷线方式就是采用电缆直接埋设方式,并配合线夹T接头。而此种敷设方式最大的弊端还是接头不良,容易发生短路事故,检修困难。所以被迫采用路灯工井穿电缆,可是又增加了被盗几率,始终没有一种很好的解决办法。 
  灌胶式接线方式的出现,可以从根本上改变过去相互矛盾的面貌。以工艺改进为出发点杜绝人为质量问题,从根本上避免人为不良接线行为,大大降低设备的事故概率。由于可以配合直埋方式,主电缆依旧埋设在地下,无需伸出地面,所以在提高防盗性的前提下又不用担心将来电缆维护问题。在投入运行后,至今未发生一起被盗情况和电缆故障。 
   (4)降低了电缆事故发生的危害性 
  采用旧式电缆对接方式,电缆上灯杆,时常会由于施工或外力撞击造成电缆护套磨损。而由于灯杆内部空间狭小,电缆护套紧贴灯杆,当发生漏电情况则极有可能发生人生事故。 
  采用灌胶式接线工艺可以减少触电危险的发生,主要原因是其上灯杆导线不是电缆,只是10平方多股线,且上杆后直接插入保险,不直接同灯杆发生摩擦,减少故障点,避免了人身触及灯杆触电,从而降低了电缆事故发生的危害性。 
七、结束语 
  灌胶式电缆接线工艺的采用为实现首都路灯的高标准要求奠定了基础,其工艺为国际国内比较先进的路灯系统连接方式,通过其合理使用,可靠率得到提高还节约了成本、采用简便的施工工艺也缩短了施工时间;解决了路灯电缆直埋后接头防水、防潮、耐机械强度冲击等问题;无需断缆的连接方式,还大大的减少了线缆的浪费,体现了良好的稳定性,减少了由于电缆故障造成的路灯灭灯情况的发生,经济、社会效益明显。 
  随着社会不断的发展,路灯系统也一直在寻求更先进、更合理的电缆连接方式,经过实践证明,采用灌胶式电缆分支接头的接线工艺为目前国内路灯系统最为方便、可靠、先进的连接技术,我们相信,这种连接工艺的将来会在全国各大城市得到大面积推广应用。

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点击次数:  更新时间:2016-02-26 09:37:20  【打印此页】  【关闭