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在較寒冷的地區(qū)都采用電伴熱帶（ 以下簡稱伴熱帶） 對水箱和用水管路進行保溫和防凍。 隨著伴熱帶的普遍應用， 伴熱帶漏電現(xiàn)象也頻頻發(fā)生，嚴重時導致短路甚至跳閘，影響正常供電。 因此分析伴熱帶漏電產(chǎn)生的原因、 制定合理科學的工藝制作方法，從而消除安全隱患，有著重要意義。
1伴熱帶電纜的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標伴熱帶種類較多， 伴熱帶其基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主要技術(shù)指標如下：溫度范圍： 高工作溫度 65 ± 5℃ （ 高表面溫度 85℃ ） ；熱穩(wěn)定性： 通斷各 1 000 次， 連續(xù) 30 天， 電纜發(fā)熱量維持在 90% 以上；彎曲半徑：20℃ 室溫時為 12． 7 mm， － 30℃ 低溫時為 35． 0 mm；絕緣電阻： 電纜長度 100 m， 用 500 V 兆歐表在屏蔽層與導電線芯之間進行測量要求空氣濕度在60% 時絕緣電阻大于 20 MΩ； 用 AC1500V 50 Hz 耐壓儀在屏蔽層與導電線芯之間進行 1 min 試驗， 無電壓擊穿、電流閃爍現(xiàn)象；工作電壓： AC 220V 50 Hz；加熱功率： 60 W/m；大使用長度： 不超過 100 m。注意： 任何情況下均嚴格禁止將尾部線芯短接。伴熱帶電纜的安裝流程為： 安裝伴熱電纜及終端→安裝電源盒→測量絕緣電阻→保溫及防水處理→通電試驗。1 － 銅芯導線；2 － 導電塑料層；3 － 絕緣層；4 － 屏蔽層；5 － 護套層。圖 1電伴熱帶電纜結(jié)構(gòu)2問題的提出，在運營中連續(xù)發(fā)現(xiàn) 2冷水管伴熱帶及冷水箱伴熱帶過流，空氣開關(guān)過流保護動作跳閘等現(xiàn)象。 經(jīng)檢查，故障伴熱帶末端存在燒損痕跡，夾層半導體材料已炭化，伴熱帶兩極已銹蝕并有銅綠現(xiàn)象（ 見圖 2） 。圖 2故障伴熱帶尾端燒損痕跡在抽查實物質(zhì)量時發(fā)現(xiàn)以下問題： ①密封膠涂打不均勻； ②堵頭與伴熱帶存在間隙； ③喉箍未扎緊，堵頭與伴熱帶已松脫；④屏蔽層處理方法存在問題；⑤端部斜角處理不規(guī)范（ 見圖 3） 。控制電路狀況： 伴熱控制電路選用的空氣開關(guān)額定電流為 16 A， 考慮到各種環(huán)境因素， 通過計算可知現(xiàn)場伴熱帶功率在 9 A 以內(nèi)， 能滿足伴熱電路控制要求。現(xiàn)場試驗： 臨時采用 32 A 空氣開關(guān)對故障的伴43現(xiàn)場 2013 年 9 月 圖 3故障伴熱尾端制作不良熱帶進行負載容量測試， 發(fā)現(xiàn)個別伴熱帶的實際電流已達到了 30 A， 超過伴熱帶實際用 電容量的 2倍，存在嚴重安全隱患。3原因分析自控溫電伴熱功能主要通過自控溫伴熱帶完成，它由導電塑料和 2 根平行母線加絕緣層、金屬屏蔽網(wǎng)、防腐外套構(gòu)成。 其中由塑料加導電碳粒經(jīng)特殊加工而成的導電塑料是發(fā)熱核心， 當伴熱帶周圍溫度較低時，導電塑料產(chǎn)生微分子收縮，碳粒連接形成電路使電流通過，伴熱帶便開始發(fā)熱；溫度較高時，導電塑料產(chǎn)生微分子膨脹， 碳粒逐漸分開， 導致電路的電阻上升，伴熱帶自動減少功率輸出，發(fā)熱量便降低。 當周圍溫度變冷時， 塑料又恢復到微分子收縮狀態(tài)，循環(huán)往復。 由于整個溫度控制過程是由材料本身自動調(diào)節(jié)完成的， 其控制溫度不會過高也不會過低。造成夾層半導體材料炭化的主要原因是炭化部位的工作溫度超過了技術(shù)指標規(guī)定的高工作溫度，而導致溫度超高的原因是電伴熱帶絕緣電阻值下降。 由于電伴熱帶是由導電塑料產(chǎn)生微分子收縮，碳粒連接形成電路使電流通過的，而炭化部位恰恰在電伴熱帶的末端， 不影響前端伴熱帶的正常發(fā)熱。 當絕緣電阻值下降時，炭化部位的電流增大，發(fā)熱加大，導致半導體材料溫度過高產(chǎn)生炭化現(xiàn)象。伴熱帶兩極銹蝕并出現(xiàn)銅綠的主要原因是： 南北溫差大，伴熱帶表面產(chǎn)生的凝露進入堵頭，腐蝕了銅線，時間長了端部就出現(xiàn)銅綠現(xiàn)象。現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)個別伴熱帶的實際電流已達到了30 A 的主要原因是該伴熱帶絕緣電阻值降低。伴熱帶末端處理不良，堵頭處封膠不嚴密，制作施工時工藝方法控制不嚴格， 這些是導致伴熱帶絕緣不良、漏電甚至短路，造成空氣開關(guān)過流保護動作的主要原因，因此伴熱帶的施工工藝方法正確與否直接關(guān)系到伴熱帶能否正常工作。4伴熱帶尾端工藝改進及試驗驗證（ 1） 剝線用電工刀剝除伴熱帶一端的 保護層 30 ～ 35mm，同時用剪刀清除干凈外漏屏蔽層（ 見圖 4） 。（ 2） 端部進行斜角處理用剪刀對伴熱帶端部進行 30 ～ 45°斜角處理，目的是增加 2 根銅芯導線的距離， 提高絕緣（ 見圖5，注意： 任何情況下禁止將尾部線芯短接） 。（ 3） 尾端堵頭內(nèi)填充密封膠采用配套的橡膠堵頭。 首先檢查堵頭內(nèi)部是否清潔（ 在剪掉屏蔽層過程中要防止銅絲落入尾端中，避免短路現(xiàn)象） ， 并向尾端內(nèi)填充密封膠。 將剝好的伴熱帶端部插入堵頭內(nèi)，要求伴熱帶插到底。（ 4） 緊固喉箍采用配套的喉箍。 將喉箍擺放在距堵頭 5 ～ 10mm 的位置對喉箍進行緊固， 使喉箍壓在絕緣層上，處在半導體邊緣， 達到不傷害發(fā)熱半導體和喉箍不脫落的目的（ 見圖 6） 。（ 5） 絕緣電阻試驗對已制作的 3 根伴熱帶分別進行絕緣耐壓對比試驗（ 要求耐壓值為 AC 1500 V/50 Hz 維持 1 min53電伴熱帶漏電故障分析與處理不得有閃爍和電流明顯增大的現(xiàn)象） 。 試驗結(jié)果如表 1 所示。圖 6緊固喉箍表 1試驗結(jié)果序號試驗條件耐壓試驗電壓值/V耐壓時間/min次數(shù)絕緣耐壓狀況1尾 端 絕 緣 密 封30 min 內(nèi)150013良好250012良好300012良好2尾 端 絕 緣 密 封24 h 后150013良好250012良好300012良好3尾端絕緣密封 1h 且在水中繼續(xù)浸泡 24 h 后150012良好250013良好300013良好從表 1 可以看出， 在采用不同耐壓值進行試驗時，沒有出現(xiàn)異常現(xiàn)象， 各項指標全部合格， 甚至連續(xù)、多次采用 AC 3000V 進行反復破壞性試驗，伴熱帶也沒有被擊穿，這說明伴熱帶材料和密封膠材料能滿足現(xiàn)場使用要求，尾端密封達到工藝性要求， 因此排除了材料自身存在問題的可能性，這也更加突出了伴熱帶安裝制作過程中工藝管控的重要性。根據(jù)試驗結(jié)果， 編制下發(fā)了伴熱帶尾端制作安裝作業(yè)指導書。 一方面對所有伴熱帶尾端安裝進行普查，發(fā)現(xiàn)不符合工藝要求的立即整改落實；另一方面根據(jù)伴熱帶的特性和技術(shù)指標要求， 對伴熱帶在水管道上的安裝及電氣接線制作制定了新的標準，明確了接線盒內(nèi)的導線制作并線工藝。5水管水箱電伴熱帶的敷設(shè)伴熱電纜按管道長度分布， 敷設(shè)時伴熱電纜應平整緊貼管道或容器表面，采用耐高溫纖維帶固定，嚴禁用細鐵絲或不耐高溫的材料捆扎； 膠帶間距小于 30 mm。 在水平管道上安裝時， 敷設(shè)在管道下部45°處，伴熱電纜安裝時不得扭曲。 在水箱上安裝伴熱電纜時應纏繞在容器的中下部， 不超過 2 /3。 伴熱帶安裝后用帶鋁箔膠帶的防寒材進行包裹。 注意： 安裝電伴熱帶時不得破壞絕緣層，應緊貼于被加熱體以提高熱效率。 若被伴熱體為非金屬體， 應用粘膠帶增大接觸傳熱面積，并用耐高溫纖維帶固定，嚴禁用金屬絲綁扎。 法蘭處介質(zhì)易泄漏， 纏繞電熱帶時應避開其正下方。6電氣連接各分電源線的截面應略大于伴熱電纜的線芯截面，總電源線應能承截伴熱電纜總和在低環(huán)境溫度的總電流，每根伴熱電纜有獨立開關(guān)、熔斷器或單極斷路器。接線盒并線制作： 用電工刀將伴熱帶端部保護層剝除，再用鈍器將屏蔽層挑開扭成一股，然后用剪刀，將半導體中間部位剪開， 將半導體中間部分去除，半導體形成 2 根導線，見圖 7（ a） ， 在剝伴熱電纜線芯時，應避免斷股引起過載；采用壓線鉗將接線端子壓接到導線上，套入熱縮管并熱縮，見圖 7（ b） ； 采用螺絲刀將壓接制作好的導線并在接線盒內(nèi)， 做好接線盒進線口的防護及防水的工作； 伴熱帶一端接入電源，另一端線芯嚴禁短接或與導電物質(zhì)接觸，見圖 7（ c） ；接線后用硅橡膠密封， 見圖 7（ d） 。 安裝時應逐一測量伴熱帶的絕緣，屏蔽層必須接地，絕緣阻值不得小于 20 MΩ，按伴熱帶各路的電壓、電流等參數(shù)選定雙極性斷電和漏電保護斷路器。圖 7接線盒并線制作7結(jié)束語通過規(guī)范安裝制作工藝， 伴熱帶的絕緣性能得到了明顯提高。 2012 年 3 月 下旬以來， 伴熱帶漏電故障得到了有效控制， 消除了 漏電安全隱患。上述工藝方案在后續(xù)的生產(chǎn)中得以應用， 達到了預期的效果。