蔣 勇 王 平

（國網浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324000）

電力電纜輸電線路中主要由電纜及其附件構成，其中關于電力電纜的生產技術已較為成熟，標準中對于絕緣材料的種類、絕緣厚度等都有明確要求。本文介紹采用一種與電力電纜絕緣材料相同的電力電纜中間接頭，即Mmj。

電纜附件比電纜本身的電場分布復雜得多，其中影響整體電纜系統(tǒng)的安全可靠性，主要來自于電纜附件, Mmj恢復電纜本體的連接技術卻能徹底地解決，這種恢復電纜本體的Mmj技術是使電纜無接頭的概念。這一技術的突破，將給高壓、超高壓電纜系統(tǒng)的安全運行，解決了海底電纜的軟接頭和正負直流電纜軟接頭的高端技術；為電網中電纜系統(tǒng)的安全可靠性提供了一個重大的技術支撐，具有重大的現(xiàn)實意義。

1 概述Mmj恢復電纜本體技術

1.1 定義

Mmj即“電纜模注熔接接頭”英文（Mould melt joint）的縮寫，應用于高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。作為敷設不慎被破壞的電力電纜，Mmj技術也可實現(xiàn)電纜修復。

1.2 設計原理

電纜在實際應用過程中的安全可靠性，遠比其所連接的電纜附件的安全可靠性要高得多，從其結構原理而言，電纜本體由均稱厚度的絕緣層和內外半導電層、等直徑的導體而構成圓柱形的穩(wěn)固的電纜主體，所以，結構的定制，使電纜的電性能，即電場分布更趨穩(wěn)定、均勻，使電纜具有較高的電氣安全可靠性和較長的使用壽命；而Mmj即依據(jù)這一原理，在現(xiàn)場將電纜接頭處完全恢復原電纜本體結構制作，使Mmj與電纜連接后的電性能與電纜本體的電性能均等的高安全狀態(tài)。Mmj接頭處的電纜導體、內半導電層、主絕緣和外半導電層完全按照電纜的原始結構恢復本體，無應力錐物件的組裝結構，使電纜接頭處成為完整的電纜而無接頭，實現(xiàn)恢復電纜本體結構的理念。

制作Mmj所用絕緣料和半導電料與生產電纜的絕緣料和半導電料是完全相同材質，Mmj與電纜的結合在化學、物理性能和結構上具有良好的相融性和穩(wěn)固性，熔融界面的熱性能、機械性能經大量實驗和檢測，均完全滿足標準要求；而在大量運行中的Mmj 也更加體現(xiàn)了其優(yōu)越的實用性。

1.4 設計特點

Mmj與高壓和超高壓交聯(lián)電纜的特點是同理的，其在電性能上與所連接的電纜或更高的安全可靠性；Mmj的制作技術和工藝有別于電纜的生產環(huán)節(jié)，但實現(xiàn)的原理與生產過程所執(zhí)行的標準是一致的；Mmj的絕緣水平、載流量、機械特性、密封效果等性能完全滿足與其相配合的電纜要求，并可確保長期在惡劣環(huán)境下安全運行，完全符合國家的相關標準要求；Mmj還可根據(jù)用戶的不同需求，制作成與電纜絕緣相等徑的整體連接，如海底電纜接頭要求必須與所連接電纜相等徑的結構方式；從Mmj的結構形式上，與電纜的結構是一致的，無可活動的物件配裝，并有其絕緣接頭和直通接頭之分，以實現(xiàn)交叉互聯(lián)。

1.5 制作要求

Mmj的制作是在電纜敷設完成后，在現(xiàn)場制作完成；制作環(huán)節(jié)需要潔凈狀態(tài)的環(huán)境時，由專業(yè)技術人員攜帶配套的正壓空調潔凈棚、防靜電潔凈服、防污染專用頭罩、手套，以及工裝防污染裝置等、進行有效地控制和潔凈處理。

2 Mmj恢復電纜本體技術的優(yōu)勢

2.1 設計結構的優(yōu)勢

Mmj不是孤立于電纜以外的附件，是按照與其所連接電纜的原始結構再生的一個新的電纜結合體，并且無應力錐、絕緣之間為無活動界面的、熔融結合的結構， 其電場分布和電氣穩(wěn)定性與原電纜本體形成了一致的共性，因此Mmj具備了與其所連接電纜高可靠性的優(yōu)勢。由于Mmj的規(guī)格大小近等于所連接電纜的外形體，工程上Mmj不占用更多的置用空間，同時也可以在電纜的彎曲處或在電纜的高空位置，采用Mmj來接續(xù)電纜。

2.1.1 范圍

本標準規(guī)定了Mmj電纜接頭的制作工藝、技術要求及必須滿足的試驗結果數(shù)據(jù)。

本標準適用于長園電力技術有限公司所屬電壓等級為110kV的Mmj電纜接頭。

2.1.2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。

IEC 60840—1999 《額定電壓30kV（Um=36kV）至150kV（Um=170kV）擠包固體絕緣電力電纜及其附件的試驗方法和要求》

GB 311—1997 《高壓輸變電設備的絕緣配合》

GB 722—1987 《高壓電瓷技術條件》

DL 509—1993 《交流110千伏交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜及其附件訂貨技術規(guī)范》

DL 508—1993 《交流110~330千伏自容式充油電纜及其附件》

DL/T 401—2002 《高壓電纜選用原則》

IEC 60859:1999 《額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關的電纜連接裝置》

GB/T 11017.1~1017.3—2002《額 定電壓110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》

GB 50150—2006 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準

2.1.3 總則

Mmj制作、安裝前提：

（1）Mmj是恢復電纜本體結構的制作過程，對于所使用的絕緣材料、半導電料以及附屬原材料，都具有嚴謹?shù)墓に嚳刂坪图夹g要求。

（2）Mmj在制作時，應有獨立的操作空間和隔離間（自備），平時應盡可能避免在潮濕、粉塵飛揚、腐蝕性氣體的環(huán)境下進行。

（3）Mmj在制過程中，重要的工藝控制環(huán)節(jié)，要設置隔離潔凈間操作。

（4）環(huán)境條件：a 海拔高度：1500米

b 環(huán)境溫度：+5℃至+35℃

c 環(huán)境濕度：空氣相對濕度≤80%；

d 現(xiàn)場無明顯粉塵或腐蝕性氣體，防雨水；

（5）制作Mmj用電源：低壓380V/50Hz；容量為20kW以上。

（6）制作Mmj的技術人員應認真填寫、記錄Mmj制作“程序記錄簿”及相關的技術資料，工程結束后一式交給工程建設單位，一式留有公司存檔備案；

一、“Mmj”制作現(xiàn)場的準備工作

1 應明確電纜敷設安裝現(xiàn)場工程線路圖紙的相關要求與甲方工程現(xiàn)場負責人在現(xiàn)場進行技術交底形成有機聯(lián)系、協(xié)調工作。

2 與甲方現(xiàn)場負責人核對電纜對接相序，確認無誤并做好標記和記錄；

3 戶外現(xiàn)場搭建安全的腳手架及防雨、防塵施工作業(yè)棚；

4 中間接頭井內應能滿足“Mmj”制作空間搭建防雨、防塵棚以及隔離間；

5 作業(yè)現(xiàn)場應具備防火、滅火以及防止突發(fā)水災措施；

6 現(xiàn)場核對“Mmj”制作圖紙、程序記錄簿以及相關的技術資料是否正確齊備；

表1

7 核對電纜型號與Mmj工裝設備的匹配的所有材料及專用工具是否齊備；

8 布置移動作業(yè)電源，設備、工具及材料的擺放，安裝照明燈，做好安全措施；

9 作業(yè)現(xiàn)場的設備、材料、儀器和工具擺放要清晰有序、衛(wèi)生清潔；

二、高壓“Mmj”接頭制作、安裝

“Mmj”接頭的制作步驟：

1）測量與剝切電纜外護層→2）加熱校直→ 3）剝切電纜絕緣和內、外半導電層、表面處理→4）裝入部件→5）線芯導體焊接→6）恢復內半導層制作→7）恢復絕緣層制作→8）恢復外半導電層→9）繞包帶材→10）安裝保護殼及密封處理。

1 Mmj制作前對電纜的剝切

a 確認電纜對接相別，布置校直電纜，確定切斷點，將多余的電纜去掉。

b 清理現(xiàn)場，布控工作環(huán)境，將對接電纜固定，調整兩根對接電纜的水平和曲直定位，二次確認接頭電纜切斷位置并切除多余電纜；

c 依據(jù)要求去除電纜外護套，開剝金屬護套，及刮去電纜外護套上的石墨導電層，再用專用工具將金屬套斷口脹成喇叭型，用銼刀除去尖角毛刺。

2 加熱校直:

a 將電纜加熱部分的外半導電層處，均勻繞包兩層鋁箔紙，再將加熱帶繞其上面，設置溫度傳感器，并在加熱帶外層包覆保溫袋。

b 設定加熱溫度在80℃至90℃之間。加熱時間應維持在2小時左右。加熱結束后，自然冷卻校直，其冷卻時間在3小時左右。

3 剝切外屏蔽層、絕緣及表面處理：

a 刮除電纜外護套端口表面300mm范圍內的石墨導電層。按要求定位電纜外半導電層端口的處理，半導電層與絕緣過渡斜坡應光滑平整，電纜絕緣不可凹陷！

b 打磨電纜絕緣應使用專用砂帶依順序均勻打磨。

c 電纜絕緣斜坡和內半導電層剝切及打磨處理，必須嚴格按工藝尺寸要求執(zhí)行；內屏蔽平臺和斜坡長度的預留公差為±1.5mm；內屏蔽平臺的直徑公差為≤0.025mm；

4 裝入預備部件

在兩段電纜上依次裝入熱縮管，Mmj銅殼，以及控制污染用的防塵筒等預備部件。

5 對電纜導體的放熱焊接

a 對導體焊接前，校正兩根電纜對接的同心度，其公差范圍為±8%以內；

b 焊接間隙的確認：導體的焊接間隙：3002至6302導體截面的焊接間隙為3+1.5mm；

c 清除電纜導體中的污物，在導體上安裝冷卻器，進行加熱排潮處理；

d 在導體上安裝、固定焊模坩堝，焊模安裝的位置應以焊模導流孔中心與兩個導體焊接間隙的中心為準固定焊模，并使用密封泥將導體與焊模之間進行密合處理；

e 裝填焊粉，裝填焊粉是按原包裝定制對應電纜規(guī)格的量進行裝填，再裝填引燃粉后，在焊模的引信孔上安裝導火索，即可點火焊接；

f 啟動冷卻裝置，對焊接導體進行冷卻，防止高溫傷害電纜絕緣。當冷卻進入第6分鐘時，即可拆下焊模，打磨導體焊接點，光滑恢復線芯的等徑并做好清潔處理；

6 恢復導體屏蔽層

a 在打磨、清潔處理好的電纜導體上，將半導電布帶以疊壓1/2的方式，均勻繞包2層，再將內半導電料型材裝配在上面，然后裝模、且均勻緊固到位，再進行加熱升溫至1900C保持60分鐘停止，自然冷卻15分鐘后進行人工風冷；

圖1 等徑恢復導體連接

圖2 等徑光滑恢復內半導電層

圖3 模注恢復絕緣層

圖4 光滑恢復外半導電層

b 對導體屏蔽層，要采用精細的光滑工藝，與原電纜的屏蔽層光滑、等徑恢復；

c 清潔處理Mmj制作部位的絕緣和導體屏蔽部位，即刻裝入防塵裝置，保持清潔；

7 恢復絕緣層制作

a 在電纜絕緣表面上準確定位，將已準備好的Mmj模具和分流器進行組合安裝、緊固和封閉調中處理；分別布控擠出機、控制儀器、加熱器及冷卻裝置的定位；

b Mmj模具的安裝、緊固和封閉調中準確確認后，撤出潔凈房；

圖5 衢州供電公司110kV西柳線工程案例

c 對制作完成的Mmj初形體進行修型、打磨工藝的處理，使用60倍以上的放大鏡，排除任何凹凸不平或劃痕瑕疵的現(xiàn)象；

8 恢復外Mmj半導電層

恢復Mmj外半導電層，交流普通電纜Mmj可采用涂覆半導電涂料的工藝方法制作；

9 繞包帶材

a Mmj外半導電層恢復制作完畢后，進行半導電帶的繞包，其包帶的起始位置，應在電纜半導電層的斷口處重疊壓40mm處，依次向另一端電纜半導電層的斷口重疊壓40mm處繞包3層，繞包的帶材應均勻重疊壓二分之一，并且用力拉緊；

b 繞包銅網和絕緣帶：銅網帶應直接繞包在半導電的層面上，且要搭接在電纜金屬護套斷口處重疊壓30mm處扎實并焊牢，繞包銅網帶應均勻重疊壓1/2一層；然后在銅

網帶上面繞包絕緣帶兩層；

10 安裝Mmj銅外殼 。

安裝銅殼體以及搪鉛焊接、密封處理。將銅殼體移至Mmj主體上，使殼體兩端均勻搭接在電纜金屬護套上，先用鋼絲絨刷去金屬套上面的氧化層，再將其加熱，均勻涂覆鋁焊料一層，用鋼絲絨反復涂覆，確認鋁焊料與金屬套焊接牢固后，將金屬套與銅殼體進行搪鉛焊接封閉，搪鉛時應防止使電纜過熱，在距搪鉛點100mm處的金屬套上的溫度，不應超過1200C，搪鉛時間要控制在20分鐘內完成，完成搪鉛工作應立即使用硬質酸進行冷卻，使溫度下降到1000C以下，冷卻到常溫后，注滿聚氨酯A、B組份防水填充膠并將蓋封閉，殼體兩端繞包防水帶4層，絕緣帶3層，PVC帶3層，再加熱縮管保護，確保密封防水的可靠性。

11 安裝接地線和玻璃鋼外殼

a 安裝接地線應依據(jù)工程圖設計為依據(jù)安裝接地裝置。

b 對制作完成后的Mmj整體加裝玻璃鋼殼體保護。

2.1.4 檢測項目

Mmj絕緣與電纜絕緣的結合界面檢測結果（見表1）。

顯然，在機動性的生產Mmj過程中得以穩(wěn)定的控制而去除人為因素，應用智能的程序控制系統(tǒng)而得以完善，更要具備對制作完成后的Mmj進行實質性的檢測手段；由于Mmj絕緣與電纜絕緣之間為分子滲透性質的結合而無任何氣隙的整體，更有別于附件與電纜之間的配裝方式，所以對Mmj可稱為真正的恢復電纜本體連接，它的可比對象只能是對電纜本體而不是傳統(tǒng)的電纜附件。

2.2 用料的優(yōu)勢

制作Mmj與傳統(tǒng)電纜附件的最大區(qū)別是，Mmj所使用的絕緣料、半導電料均使用與生產電纜相同材質的進口原料。購回的全封閉絕緣、半導電料，封存在專用的高潔凈儲料間內，并使環(huán)境溫度控制在15℃至25℃以內儲存，使用時由專業(yè)人員操作裝填料筒并封閉留存待用。

2.3 標準的優(yōu)勢

Mmj制作程序中的相關工藝技術指標、參數(shù)的控制是固定的，為了確保Mmj絕緣內部的微孔、雜質含量、大小以及界面凸起和交聯(lián)度等，均實現(xiàn)與生產電纜類似的標準化作業(yè)控制，因此Mmj最終成品與電纜成品同樣執(zhí)行統(tǒng)一的標準規(guī)范；按此要求，Mmj成品的內部結構與電纜的結構同樣是一致的，且內外半導電層與絕緣之間同為不可剝離，達到與電纜三層共擠同樣的效果。

2.4 Mmj 廣泛應用的優(yōu)勢

居于Mmj 本身的現(xiàn)場作業(yè)快、產品的電氣穩(wěn)定性好和易彎曲以及體積小等優(yōu)異特點，起初多用于電力部門的電纜事故搶修較多，如2011年9月12日衢州供電公司110kV電纜事故搶修，采用了6套Mmj恢復電纜本體連接；

3 流程圖（見圖1~圖4）

4 工程案例（見圖5）

結語

目前，傳統(tǒng)的電纜連接方式使電纜系統(tǒng)在一定的隱患狀態(tài)下運行，這種“傳統(tǒng)”附件技術，是無法將恢復電纜本體結構的連接從根本意義上得以解決。Mmj的實現(xiàn)，徹底解決了電纜連接技術從有史以來的導體壓接導體、繞包絕緣、擴充套裝附件等方式，引領超高壓電纜無接頭和高可靠的發(fā)展趨勢，填補了國際國內的空白。

[1]王春江.電線電纜手冊（第二冊）（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001，07.

[2]卓金玉.電力電纜設計原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999，04.

[3]吳炯.塑料電纜（第三冊）[M].西安：西安交通大學出版社，1982.

[4]CIGRE TB 219 -2003 額定電壓250kV及以下直流輸電擠出電纜系統(tǒng)試驗標準[Z].

[5]JB/T 11167-2011 額定電壓10kV（Um＝12kV）至110kV（Um＝126kV）交聯(lián)聚乙烯絕緣大長度交流海底電纜及附件[Z].