《高压电力电缆施工与检修系列工具关键技术及应用》

该项目所属学科为动力与电气工程其它学科。

随着中国经济的快速发展和城市化建设步伐的加快,为适应城市用电负荷的快速增长需求,构建和谐的城市人居环境,增强城市的供电可靠性,减少城市中架空线路容易受自然气象条件(如雷电、风雨、污秽等)、沿线树木生长以及各种外力破坏干扰造成的安全隐患。原有的架空线路逐渐被地下电缆所取代,并达到了容量大、耐用、安全以及美观的效果。随着高压电力电缆数量的增多,其终端头、中间头制作数量逐年倍增,作业强度提高。高压电力电缆多采用管道式、隧道式、直埋式敷设,作业空间受限,环境相对封闭,电缆头的制作工艺严谨、复杂,易产生质量问题,从而增加电缆头被击穿的频率。在施工及检修现场,因受制于无专用系列工具,电缆头的制作多依靠作业人员的操作经验,无法做到规范化、标准化,容易造成电缆故障和环境污染,危及人身安全。

为了突破电缆头制作工艺水平和效率的瓶颈,破解主绝缘打磨粉尘污染的难题,该项目研发了专用系列工具,并在研发、测试、制造方面,实现全程自制。它包括可调式电缆固定支架、外护套电动切刀、外护套剥离扳、外护套整体分离工装、波纹管端口扳、手动旋压金属护套成型器、外半导电层高速自动剥离刀、轴向自定芯主绝缘砂光机、110kV电缆多功能电动削磨机、主绝缘电动切刀、主绝缘分离绞杠、绝缘体锥面磨光机、10kV电缆外半导电层组合切刀工具共计13套工具。

该项目创新点主要包括:

1)研发了一整套集支护、切割、剥分、磨削和成型为一体的高压电力电缆施工与检修系列标准化工具,实现了电力电缆横向/纵向定量进给、自动进刀/退刀,末端自动一次成型等功能;

2)基于机械学和物理学理论,对高压电力电缆圆度尺寸不规范的难题,提出了一种新型的柔性设计结构自适应控制的电力电缆头加工工艺和装置,精确控制电缆头加工的切割深度与磨削厚度;

3)基于机械学和流体力学理论,针对主绝缘层磨削粉尘造成的环境污染和人体伤害问题,提出了一种基于负压吸尘的自动集尘方法,研制了具备集尘功能的绝缘体表面砂光机、削磨机、锥面磨光机等成型削磨系列装备,实现了主绝缘层磨削粉尘收集的最大化。

该项目获得发明专利7项,实用新型专利10项;2016年6月17日,该项目通过了国网河南省电力公司鉴定,与会专家认为:项目设计合理、实用性强,达到了国内领先水平。

该项目成果自2016年6月开始,已在河南电网得到广泛应用,并推广至四川、吉林、黑龙江等省市。在近3年的应用期间,改变了高压电力电缆敷设工期受制于电缆头制作水平的现状,有效缩短了高压电力电缆类电网建设、设备改造、故障抢修、隐患处理的作业时间,保障了对用户的可靠供电,树立了企业良好的社会形象。近3年来,产生经济效益23249.26万元,效益显著,同时,该项目成果也可广泛应用于能源、交通、矿山等领域,其应用前景良好。

成果说明

高压电力电缆施工与检修工具自2016年6月开始,已陆续在国网焦作、郑州、安阳、南阳、洛阳、济源等供电公司及焦作市光源电力集团有限公司进行了推广应用。本项目成果主要以专业化的电缆头制作工具替代传统个人经验,规范电缆头制作工艺,使电缆制作达到标准化、可量化及自动化;它可实现横向及纵向定量、自动进刀,末端自动一次成型,克服了传统施工工艺中的缺陷,极大提高了电缆头制作的自动化程度和质量;同时,根据电缆圆度尺寸不规范现状,本项目成果采用了柔性设计结构自动适应电缆线径,避免刀了具伤害电缆内部结构,从而保障电缆头制作工

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