10kV架空线绝缘胶带电动缠绕器的研究

国网咸阳供电公司 毛 洁 刘 欢

随着我国经济的快速发展，工程类项目数量越来越多，工程项目的开发建设离不开电路的搭建，而电路搭建过程中电线端头的连接是关键的一步，从而需要大量工人的时间用在电线端头的连接上，绝缘胶带的缠绕过程占用了电线端头连接的大部分时间。

目前电线端头连接过程中绝缘胶带的连接都是通过工人手工完成的，首先是工人将绝缘胶带一端粘在电线线芯上，然后拉伸绝缘胶带，使其反生弹性形变，将拉伸状态的绝缘胶带缠绕在电线线芯上数圈，直至绝缘胶带将线芯覆盖数层后，切断绝缘胶带，完成绝缘胶带的缠绕工作，在手工缠绕绝缘胶带的过程中，不仅需要大量的人力物力，而且工作效率极低，并且绝缘胶带弹性形变程度不同，从而其缠绕的质量也不理想，从而需要一种头绝缘胶带自动缠绕装置。

配电网维护一直不被关注，因拓扑结构复杂、线路长短不一、维护级数众多等原因导致城市配电网线路维护整定难，加上缺乏法规机制保障，使得大部分10kV 线未能配备分部线路维护，即便配备了分部线路维护也面临许多问题。

为了防止配电线路分支线出现故障情况时导致变压器所的10kV 站内开关电源停机，并增加供电系统安全可靠，本文通过分析10kV 架空线路分支线保护整定方式和设置方法不同的特点、以及站内10kV 出口开关电源保护和分支线路保护的有效结合情况，以提高该线安全可靠运行、缩短停电时限和减少停电范围为主要目的，给出了适合于低电压时间型馈线路自动化的10kV 电力价格架空线路分支线维护设置方法。

1 10kV 架空线路概述

10kV 以下分包保护措施主要有两种：一方面，在上述二次保护措施的基础上增加分包保护措施。主要方法是安装故障电流保护开关、手动分段开关和标称流量的跌落保护，带有简单的电压保护；第二种类型是由出口控制器和变压器维持的二级预防和控制模式，即解耦保护不具有其自身的特性，所使用的接线类型不同。

熔断器保护是指一个带有反时间特性的电器元件，短路保护工作电压最大时可在50ms 内开断整个电路。其好处是在上一级维护加150ms 之上的延迟时，只要选择合理就可以在时间上很好地和上一级保持协调，满足选择性的需要；弊端则是需在上一级维护下增加150ms 之上的延迟，当保护范围内出现瞬时性故障时将出现长时段中断，但可以作为负荷容量相对较小(≤800kVA)的分支线路。

架空配电分支线断路器保护一般配备阶段式电流保护。其优点是只要保证断路器保护之间具有0.25s 以上的级差，断路器保护一般就能通过时限保证动作的选择性；缺点是站内I 段保护和出口Ⅱ段保护受级差时限的限制，很难与断路器保护有效配合，在配变发生故障时可能引起分支线保护越级跳闸。

架空供电分支线路的剩余电压断路器保护，一般配备阶段式电流保护器。其好处是，只要确保与剩余电流断路器的保护间存在0.25s 以上的级差系数，剩余电流断路器的保护动作一般就可以利用时限提高动作的选择性；弊端则是，站内I 段保护与出口Ⅱ段保护受级差系数时间的影响，很难与剩余电流断路器保持有效协调，当配电变压器产生故障时可能造成分支线路保护的越级停机。

综上所述，分支线路的保护配置应当按照分支线路负荷情况和维护使用时间加以分配，其使用时间根据分支线路在相对站点内出口维护的位置以及相对车站出口维护时间确定，并可将分支线路分为如下四种。

第一类：在10kV 以上电网电流自动分配的基础上，在电网上设置自动终端，以实现对正线电流馈入系统的自动适应和插入错误的自动隔离；第二类：如果保护出口的车站出口段或有轨电车在车站出口段一保护区外，分支保护的使用寿命为0.3～0.4s，则三种保护措施均适用于此；第三类：如果车站I 段保护延时0.15s 与车站基地I 段保护有关，则线路保护应为0.15s，如果采用保护和自动标界开关保护；第四类：车站I 出口维护期间无延误，辅助线路在车站I 出口维护区域内，可以阻止错误，并消除其他两种保护措施。

为了实现接地，拆除了电线连接的绝缘层。导线连接后必须对整个绝缘层进行绝缘，以修复原导线的绝缘性能，修复后的绝缘强度不得低于原电缆本身的绝缘强度。电缆连接的电缆绝缘单元通常由电缆绝缘带包围，普通电工常用的电缆焊接产品有黄蜡带、聚酯涂层带、黑色带、塑料带、橡胶带等，电缆焊接带的长度一般为2020mm 更舒适。

2 绝缘胶带绝缘处理方法

绝缘胶带(Insulated Rubber Tape)专指电工使用的用于防止漏电，起绝缘作用的胶带。又称绝缘胶布，胶布带，由基带和压敏胶层组成。基带一般采用棉布、合成纤维织物和塑料薄膜等，胶层由橡胶加增黏树脂等配合剂制成，黏性好，绝缘性能优良。绝缘胶带具有良好的绝缘耐压、阻燃、耐候等特性，适用于电线接驳、电气绝缘、隔热防护等特点。

2.1 一般导线接头的绝缘处理

电线的连接可根据图1的要求进行隔离。首先在左侧包裹第一层黄蜡带，然后包裹第一层黑色胶带，并在包裹两圈后将芯线部分插入绝缘层下方，见图1（a）。黄色蜡带应偏离梯子550度以下，每轮为堆叠宽度的1/2，见图1（b），直到包裹层包裹到连接右环的完整绝缘层。然后将乙烯基带固定在黄色带的后端，并沿另一个扭曲方向从右到左缠绕，见图1（c）和1（d），但在每个圆中仍为堆叠宽度的1/2，直到整个黄色带缠绕为止。绕组处理时使用结实、牢固的胶带，但应注意不要松开芯线，以确保绝缘质量和电源安全。

图1 一般导线接头的绝缘处理

2.2 T 字分支接头的绝缘处理

导线分支连接的电缆绝缘解决方法同上图，T字型分支连接的包缠走向如图2所示，走一条T 字型的路来回，使每根引线上都包缠着二层的电缆绝缘胶带，每根引线上均应包缠在完好电缆绝缘层的二倍于胶布长度处。

图2 T 字分支接头的绝缘处理

2.3 十字分支接头的绝缘处理

对引线的十字分支连接处实行绝缘导线管理时，包缠走向如图3所示，走一条十字型的走向来回，使每根引线上都包缠着二层的绝缘导线胶带，每根引线上也均应包缠着在完好导线绝缘层的二倍于胶布长度处。

图3 十字分支接头的绝缘处理

电力线接口方式包括接线方式“十”、接线方式“一”、接线方式“丁”等。接口应固定、光滑、无刺。如果在线头分离，则宜将钢丝取出几次，然后绕口上下摇动，螺纹将顺从地从连接处断开。当连接到干燥的地方时，用塑料布将其包裹起来，并用Jnegativeten 自粘绝缘带将包裹处往后延伸20厘米。

因直接使用塑料布而产生的不良影响：塑料布易生胶、胶水；电流负载高时、插头过热时，塑料布更容易融化收缩；电源连接器必须与连接器有相互的压力，如果连接器有凸起，很容易插入空塑料带，这一隐患直接威胁到人身安全，甚至可能导致中度线路引发火灾事故。

但是，如果使用绝缘黑色粘合剂则不应发生这种情况。其具有一定的硬度、柔韧性，可长时间永久包裹在接头中，受使用寿命、环境温度和干燥硬化类型的影响，不剥落、不阻燃。此外，可用绝缘黑色胶布包裹胶带防潮。当然绝缘自粘胶带也有缺点，虽然它的防水性能好、但容易破坏，有必要将第二层塑料布包裹起来作为保护膜。连接器和连接器之间的绝缘带不会粘在一起，性能更好。

3 绝缘胶带电动缠绕器设计

在加工橡胶带时有二种方法，即成带使用和涂在布上使用。由最近发展情况来看，几乎只是用橡胶加工成断面为三角形的带，但考虑到作为电机绝缘，一方面要求机械强度和耐磨损性、耐冲击性，另一方面考虑到卷浇工艺上的要求，因此采用以底布两面涂以硅橡胶的带更好。作为一般绝缘使用的硅橡胶带，由于采用了纵向是聚酯纤维、横向是玻璃纤维交织而成的布作为底布，故能保持有适当延伸率和机械强度。这样一方面消除了以无底材硅橡胶带作为绝缘的缺点：卷键时在用力情况下要引起伸缩及要求均匀厚度地卷入的技巧；另一方面也不具有象以很密织玻璃布为底布时的缺点：卷入时容易引起皱折。

由于工艺性有了显著改善，故变得很容易操作。作为一般绝缘使用时，要使其工艺性更好，利用特别方法织成的玻璃布作为底材，使其具有非常高的耐热性和适当的延伸率。这样绝缘带的使用不仅能全面得到硅橡胶特性，而且弥补了硅橡胶的缺点，得到了独特的绝缘结构。

3.1 绝缘胶带缠绕装置设计原理

本实用新型公开一种绝缘胶带缠绕装置（图4），包括壳体（1），壳体（1）为柱状结构，壳体（1）沿中轴线方向设置开口部（2），壳体靠近开口部（2）的一侧设置多个凹槽（3），凹槽（3）内设置与壳体（1）中轴线相平行的长条形孔（4），壳体（1）设置容纳腔（5），容纳腔（5）内设置与壳体（1）中轴线相平行的定位柱（6），容纳腔（5）的数量与凹槽（3）的数量一致。本实用新型在壳体上设置容纳导线的凹槽与导线紧密接触，避免绝缘胶带不易粘黏和浪费的问题，而且通过设置多个内径不同的凹槽适用于不同大小的导线。

图4 绝缘胶带缠绕装置

绝缘带缠绕设备通常由外壳组成，其特点是：外壳为圆柱形结构，外壳内的开口平行于中轴对齐，在靠近开口区域的外壳侧面可预见几个凹痕，深度设置有平行于壳体中轴线的长条形孔，吸收能力设置在壳体内部，吸收能力设置有平行于壳体中轴线的定位柱，吸收能力的总量等于总深度，吸收腔通过长条状孔与凹槽相连，在长条状钻孔的两端，壳体的上下正面为铰接式分段结构，分段结构均为锯齿形叶片，锯齿形叶片分为板、三角螺母和叶片，印版在三角螺母的末端装有滑靴，每个螺母的内径不同。几个定位柱的外径不同。

3.2 绝缘胶带安装方法

隔离带辊安装在色带中并由一个压力板压紧，该板可调节绝缘条的抗拉强度，以保证足够的强度，它还可以避免脱衣服时绝缘胶带卷出。绝缘条的牵引通过立柱和辊、固定在机头上的钢筋来实现，以控制非粘性表面上的最大路径。下方向盘由安装在稳定钢柱上的壳体组成。套管键可随意旋转，主要对应绝缘胶表面的最大弹簧路径，滑动的重要作用是避免相应的滑动。

绝缘带盖由旋转的行星壳制成，该行星壳在连接到开放轴的旋转板的行星轴上旋转。因为分动板和开式轴是连接在一起的，并随开式轴旋转。分动板轴承和分动板之间的连接是一体的，因此带棘刺的行星齿轮箱也可以在分动板轴承上执行单向旋转。合上绝缘带时，先按手柄。绝缘带被固定在柱子上，并在行星外壳上的一个固定装置的引导下滚动。

由于行星的外壳在旋转过程中可以朝一个方向旋转，从而产生相应的角度差，因此绝缘带被倒置地缠绕在行星的外壳上。在转移板移动时按下手柄，但也会形成相应的角度差，绝缘胶带慢慢地缠绕在连接上，即绝缘。如果连接尺寸小于尺寸，如果行星壳体有绝缘带则联锁时带交叉，行星壳体自转以确保联锁牢固。如果连接体积大于或大于尺寸，如果行星壳体有绝缘带，行星壳体将直接自行转动，确保收缩牢固。带棘齿的行星壳体将腹板压在传送板上，并调整护罩压力，以完成联锁装置的变窄。

综上，此处检查的绝缘带电气缠绕装置自动完成0.5倍的绝缘、悬浮和绝缘功能。由于导线的拆卸过程需要手动进行，因此即使使用定向在不同线路上的材料，不同导线的提取效率也不理想。最初的总体设计方法包括将不同类型的开口轴承纳入轴内部，但对于一些细纹须用开放式轴承设计来代替，预计绝缘带可直接用一种织物编织。在后来的设计中没有介绍主要机构，而是使用这种结构来设计有点复杂的过渡行星轴，为了完成绕组，虽可达到规定目的，但还不是很完善。