CN110518504A - 一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统及其搭建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人操作的电缆附件安装环境控制方法，包括以下步骤：步骤1，采集环境温湿度、空气洁净度，监测空调，除湿器和空气净化器的状态和参数，并发送至主机；步骤2，通过比较温度、湿度、洁净度的变化，启动控制设备的运行；步骤3，系统根据设置的参数上下限自动控制设备运行；步骤4，现场设备，包括空调，除湿器和空气净化器，接收并执行主机发送的自动化程序，从而保证高压电缆附件安装环境能达到安装要求。

Description

一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统及其搭建方法

技术领域

本发明涉及电缆附件安装技术，尤其涉及一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统及其搭建方法。

背景技术

随着城市建设的发展，高压电缆是输电线路发展的必然选择，而对于长距离高压输电电缆，附件安装时必不可少的。而现实中高压电缆附件是高压电缆线路中最薄弱的环节，很多电缆事故都是由于附件安装不符合要求所造成的，而电缆附件安装环境不符合要求是导致这一事故的主要原因。据统计，很多电缆事故75％以上都是由于电缆附件安装不合格造成的。施工原因导致电缆附件故障的概率超过了80％。例如，在安装过程中如果有水分和小杂质附在电缆绝缘表面，对长期运行的电缆来说，容易引起水树和局部放电，从而引起电缆故障。

目前大部分的电缆接头施工，特别是中间接头处于电力沟或电缆井中，因天气、气候、粉尘污染及地下积水等因素影响，温度不可控，潮湿、粉尘超标，不能满足保证接头质量的操作环境要求，使电缆接头质量存在隐患。由于电缆接头质量的隐蔽性，相关的检查和试验隐患也难以暴露。施工人员安装时候的随意性也在不断凸显。对于110kV的线路，业内人士、生产厂家、安装人员都应经不能在思想中形成很高的安装环境控制的意识了。

随着电缆电压等级的不断提高，电缆中间接头及终端的制作安装要求也越苛刻，电缆附件由于涉及电场控制、界面处理、散热、老化等多方面原因，在电力系统中显得尤为薄弱。然而随着现代科技的不断发展，材料技术、生产工艺水平的提高，产品本身质量问题造成故障的概率越来越小，而现场安装质量已直接影响到电缆附件的故障率。因此电缆附件安装的环境控制，主要针对环境温度、湿度和洁净度进行改善。

现今高压电缆附件安装环境错综复杂，存在搭建棚子时间长、搭棚不规范、现场温湿度控制不好的问题，简单、方便、高效、易推广的附件安装环境始终未能得到很好的解决。现有的电力电缆安装环境主要一般只能起到物理隔断作用，例如：行业内现有的电缆电缆安装环境主要为采用脚手架架设的简易棚架，顶部及四周采用彩条布或帆布遮盖及围蔽，整个工作棚架极其简陋，既不防风，又不防雨，虽然隔断了内外的空气流通，但室内外的环境温度、湿度及洁净度仍相差不大，直接影响附件安装的质量。且耗时长，一般需要4～5个小时，影响电力抢修时间。也有采用集装箱，但该种方式对地形要求高，无法再复杂的线路走廊上使用，而且需要大型机械车辆负责运输及吊装，不能根据地形随意拼装和调整电缆附件安装工作棚架的长度、宽度及高度，且现有的安装棚内环境不可控制，影响电缆附件的质量。

最近有做安装高压电缆附件的可移动式的净化处理装置，但其操作复杂，没有对棚内的设备进行合理的摆放形成规范的操作说明，更没有对现有的电缆井尺寸进行收集，无法做到通用性，安装的复杂性更是难被施工队伍认可。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统，包括封闭式安装房和设置在所述封闭式安装房内部的环境控制单元，其中，封闭式安装房包括骨架单元、外篷布、防尘袖，所述骨架单元包括m个门型骨架、n个水平支撑，每个所述门型骨架包括2个斜支撑、2个撑腿和连接构件，两两所述门型骨架之间通过水平支撑连接，所述外篷布设置于门型骨架外侧，所述防尘袖与外篷布连接；所述环境控制单元包括信息采集模块、系统控制模块及系统报警模块。

进一步，所述骨架单元采用轻质铝合金或高强度复合材料。

进一步，所述外篷布采用防水材料。

进一步，所述防尘袖与外篷布为拼接式，与外篷布构成一整体。

一种封闭式安装环境系统的搭建方法，包括以下步骤：

步骤1、按照电缆沟/井长度，准备适当数量的斜支撑、撑腿和连接构件，使用连接构件固定2个斜支撑和2个撑腿形成一个门型骨架，并将若干门型骨架按照一定间距依次摆放；

步骤2、用水平支撑，将门型骨架两两进行连接，并将门型骨架的撑腿撑起，形成骨架单元；

步骤3、将外篷布设置于门型骨架的外部；

步骤4、在帐篷的两侧装上防尘袖，对电缆沟/井内环境进行密封处理；

步骤5、封闭式安装房内设置环境控制单元，安装工具以及喷淋蓬；

步骤6、启动环境控制单元的信息采集模块，采集环境的温湿度和空气质量数据，并发出指令给系统控制模块，对所述安装房内的温湿度和空气杂质进行处理，并启动系统报警模块实现报警。

进一步，所述斜支撑和撑腿旋转连接成为一体。

进一步，所述斜支撑和撑腿通过连接构件或销钉旋转连接。

进一步，所述若干门型骨架的间距为1.5至2.5米。

进一步，所述封闭式安装房底部与地面连接，采用地锚、防风绳多点固定。

本发明专利的优势：

通过对电缆井尺寸的收集，建立合理的帐篷大小尺寸。精简帐篷的骨架，合理优化了帐篷的零件数，使其搭建简单方便，可快速的完成。更容易被施工队伍采用，得到广泛的推广。

附图说明

图1为本发明的系统搭建完成的示意图；

图2为本发明的若干门型骨架依次摆放的示意图；

图3为本发明的骨架单元和外篷布安装完成的示意图；

图4为本发明的搭建初步完成的封闭式安装房示意图；

图5为本发明的已安装所有设备的封闭式安装房的示意图；

图6为本发明的连接构件结构示意图。

其中，1、地面 2、空调 3、除湿器 4、空气净化器 5、帐篷骨架 6、帐篷 7、防尘袖8、梯子 9、直通绝缘接头 10、产品配件 11、工具摆放平台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

环境湿度对电缆附件安装质量影响，包括树枝化劣化、漏电痕迹、化学腐蚀等方面。

①树枝化劣化

对于湿度的要求，根据标准要求附件安装时湿度不能大于70％，如果湿度过大，就会造成电缆附件面上或者线芯内部凝聚水气，浸入的水分有时也会凝聚起来，形成水树枝，从这部分开始，最终引起电树枝导致击穿。

②漏电痕迹劣化

绝缘体表面附着了含盐类污秽物再由于湿度大，或者附着盐水时，绝缘体表面电阻下降，表面漏电流增加。在漏电流作用下，局部被加热。因此绝缘体表面部分变干，漏电流停止。这样一来，这部分分担的电压增加，将产生局部微小火花放电，该部分将进行碳化。这种现象反复进行，绝缘物在被腐蚀的同时将形成碳化导电通路。

③化学反应(含电腐蚀)

线芯内部的水气会在电缆系统运行时，由于安装时候凝聚在表面的水分，受热后形成水气跑到电缆附件搪铅部位，加剧过渡搪铅部位的电化学反应，最后使得电缆金属护套接地不良，造成事故的产生。另外假使含有H2S气体，则会腐蚀铜导体，在绝缘体内形成黑色的绣树状枝。

安装温度对电缆附件安装质量影响，包括硅脂、绝缘带、半导电带、防水带等方面。对于安装环境的其温度应该大于5℃，如果温度过低，会使得电缆弯曲的半径过大，容易对外护层造成损伤，另外，还会加大绝缘填充剂粘稠度。绝缘带及半导电带施工时不能到达要求，材料延展性差容易断裂，粘结不牢，使制作的水平下降，影响附件的安装质量。

洁净度对电缆附件安装质量的影响，包括颗粒、界面压力、局方等方面。应该保证安装现场没有明显的粉尘或者腐蚀性的气体存在，如果粉尘过大，就会让杂质散落在电缆绝缘表面。利用有限元法，分析反应器内填充固体介电材料时，材料性质对反应器内电场分布的影响。结果表明：填充固体介电材料能显著增强其介质球接触点处的电场，有效改善高场强区域在反应器内的分布；材料的介电常数和颗粒对电场分布有重要的影响。颗粒球径不变时，接触点场强随着介电常数的增加先降低后增加；填充低介电常数材料(＜50)时，随着颗粒的增加，颗粒球接触点处场强先增强后降低；填充高介电常数材料(＞100)时，接触点处场强随着颗粒的增加大体上呈上升趋势。因此，通常空气中的杂质较小，且介电常数低(形成气隙)，甚至会有带电颗粒的存在，形成空间电荷，直接影响产品的电场分布，畸变劣化电缆表面原有的电场分布。影响产品的正常运行，如电缆温升、产品的局部放电。

如图1所示，本发明的一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统包括：封闭式安装房和设置在所述封闭式安装房内部的环境控制单元，其中，封闭式安装房包括骨架单元、外篷布、防尘袖，所述骨架单元包括m个门型骨架、n个水平支撑，每个所述门型骨架包括2个斜支撑、2个撑腿和连接构件(其结构参见图6)，两两所述门型骨架之间通过水平支撑连接，所述外篷布设置于门型骨架外侧，所述防尘袖与外篷布连接；所述骨架单元采用单独拼接构架，骨架采用轻质铝合金或高强度复合材料。

所述外篷布采用防水材料，所述封闭式安装房搭建完成后能够满足防雨、防尘、防潮等要求。

所述防尘袖设置在电缆沟、井内两侧与所述封闭式安装房-帐篷为拼接式连接，与帐篷构成一整体，形成密封安装空间。

所述环境控制单元包括信息采集模块、系统控制模块及系统报警模块。

本发明在高压电缆附件的封闭式安装环境系统前，要进行下列准备：

积水抽排：如沟(井)内有积水，需将积水抽排干净且保证整个安装过程中没有积水；

垃圾清理：沟(井)内所有垃圾需清理干净；

地面处理：沟(井)的地面上先铺设木板等可平整地面的材料；

如图2至图5所示，本发明的高压电缆附件的封闭式安装环境系统搭建方法及步骤如下：

步骤1、按照电缆沟、井长度，准备适当数量的斜支撑、撑腿和连接构件，分出斜支撑、撑腿、水平支撑、顶部连接构件、地锚、拉绳、锁紧装置；使用3个连接构件固定2个斜支撑和2个撑腿形成一个门型骨架，并按照2m左右的间距将若干门型骨架依次摆放；

步骤2、用水平支撑，将门型骨架两两进行连接，并将门型骨架的撑腿撑起，形成骨架单元，将骨架单元展开后使用销子固定所需部位；帐篷骨架完成后，用勾桩固定地脚；

步骤3、取出外篷布，从一侧往门型骨架套外篷布，进入棚内，使用扎绳及绑布使外篷布连接在门型骨架上；

步骤4、在外篷布的两侧装上防尘袖，对电缆沟内环境进行密封处理，到此所述封闭式安装房-帐篷搭建初步完成；帐篷底部与地面连接，采用地锚、防风绳多点固定，确保帐篷的安全稳固。。

步骤5、根据图5中位置，在封闭式安装房内合理摆上环境控制单元的信息采集模块、系统控制模块，安装工具以及喷淋蓬。喷淋蓬是人员进出无尘室所必需的通道，并同时起到气闸室密闭无尘室的缓冲作用，是进行人员除尘和防止室外空气污染无尘室的有效设备，也是目前净化车间人员通的必需设备。为了减少由于人员进出所带来的大量尘埃粒子，经高效过滤器过滤后的洁净气流由可旋转喷嘴从各个方向喷射至人身上，有效而迅速清除尘埃粒子。在喷淋蓬中，利用风淋除尘技术，对进入接头环境的人员进行风淋除尘。通过拉链式链接与棚内帐篷材料与接头棚无缝对接，风淋室采用2个1000W的鼓风机通过左右，两侧风道提供风力来源[1]对每一个进入安装环境的人员进行除尘处理，防止外部杂质的携带进入。对于空间大的帐篷，可采用中央空调的形式，在冷风机的出口处装上总管，经过凤道分散到帐篷的四个角，更快更好的控制室内的温度。

操作人员进入操作棚时，须穿戴干净整洁的工作服、工作鞋，戴上口罩和安全帽。

当进行绝缘打磨等影响环境的操作时，在帐篷内安装接头棚中棚，因为对打磨电缆绝缘时出线的大量杂质情况，所以将采用在蓬中蓬内进行打磨操作，并在打磨过程中间收集杂质颗粒。在妥善处理好小环境的前提下，保护好大环境。把棚中棚抬入篷内展开，依次把脊线上的挂带对应挂好，再将棚中棚顶与篷架顶斜杆对应的挂带挂好。并对棚内的杂质进行收集处理。

所有的设备都已安装到位，1.5小时内可完成所有搭建工作，通电后就可以控制安装帐篷内的环境。

步骤6、启动环境控制单元的信息采集模块(二次设备)，采集环境的温湿度和空气质量数据，并发出指令给系统控制模块(包括空调、除湿器、空气净化器等一次设备)，对安装房内的温湿度和空气杂质进行处理；如果安装房内的温湿度和空气杂质等环节指标不达标，则启动系统报警模块进行报警，提示操作人员现场状况。

本发明的一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统的封闭式安装房的相关参数如下：

使用面积：38㎡；展开尺寸：8m×4.6m×3.1m；

贮存时间：常温干燥条件下贮存寿命≥5年；

正常展收作业循环次数：≥50次；

设计使用寿命：2.5年。

与行业内现有的电缆电缆安装环境，本发明的封闭式安装房防风、防雨效果好，且安装便捷、耗时短，一般只需要1.5小时。

与采用集装箱，本发明适用更广泛，无需大型机械车辆运输及吊装，可根据地形拼装和调整电缆附件安装工作棚架的长度、宽度及高度，且本发明的系统内环境得到控制，保证电缆附件的质量。

与安装高压电缆附件的可移动式的净化处理装置比较，本发明安装操作简单，通过调查收集电缆井尺寸后其适用性更广泛，更容易被施工队伍认可，得到推广使用。

本发明通过二次监控控制后，附件的安装环境能够在线得到监控，也使恶劣的施工环境得到控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压电缆附件的封闭式安装环境系统，其特征在于，包括封闭式安装房和设置在所述封闭式安装房内部的环境控制单元，其中，封闭式安装房包括骨架单元、外篷布、防尘袖，所述骨架单元包括m个门型骨架、n个水平支撑，每个所述门型骨架包括2个斜支撑、2个撑腿和连接构件，两两所述门型骨架之间通过水平支撑连接，所述外篷布设置于门型骨架外侧，所述防尘袖与外篷布连接；所述环境控制单元包括信息采集模块、系统控制模块及系统报警模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述骨架单元采用轻质铝合金或高强度复合材料。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外篷布采用防水材料。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防尘袖与外篷布为拼接式，与外篷布构成一整体。

5.根据权利要求1至4之一所述的封闭式安装环境系统的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按照电缆沟/井长度，准备适当数量的斜支撑、撑腿和连接构件，使用连接构件固定2个斜支撑和2个撑腿形成一个门型骨架，并将若干门型骨架按照一定间距依次摆放；

步骤2、用水平支撑，将门型骨架两两进行连接，并将门型骨架的撑腿撑起，形成骨架单元；

步骤3、将外篷布设置于门型骨架的外部；

步骤4、在帐篷的两侧装上防尘袖，对电缆沟/井内环境进行密封处理；

步骤5、封闭式安装房内设置环境控制单元，安装工具以及喷淋蓬；

步骤6、启动环境控制单元的信息采集模块，采集环境的温湿度和空气质量数据，并发出指令给系统控制模块，对所述安装房内的温湿度和空气杂质进行处理，并启动系统报警模块实现报警。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述斜支撑和撑腿旋转连接成为一体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述斜支撑和撑腿通过连接构件或销钉旋转连接。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若干门型骨架的间距为1.5至2.5米。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述封闭式安装房底部与地面连接，采用地锚、防风绳多点固定。