教学用电力电缆及其故障判断方法和中间接头制作方法

技术领域

本发明属于电力电缆领域，特别是涉及一种教学用电力电缆及其故障判断方法和中间接头制作方法。

背景技术

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线，在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加，电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，认识电力电缆以及怎么判断电力电缆的故障是实操教学中不可缺少的课程，用于实物连接操作和判断的电力电缆，通常采用国标电缆制作，但是，教学中，如果直接使用国标电缆，成本会很高，浪费现象严重，且现有的电缆在判断电缆故障性质的教学中，不容易逼真的设置各种故障，影响教学效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够逼真的演示电力电缆的故障判断的教学用电力电缆及其故障判断方法和中间接头制作方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种教学用电力电缆，包括A相线、B相线和C相线，所述A相线、B相线和C相线通过内护套、外护套和钢铠层挤塑在一起形成一根电力电缆，所述内护套设置在靠近所述A相线、B相线和C相线的一侧，所述外护套设置在远离所述A相线、B相线和C相线的一侧，所述内护套与所述A相线、B相线和C相线之间设置有填充物，所述内护套与所述外护套之间设置有钢铠层，所述电缆左端A相线、B相线和C相线为电缆终端形状部分，所述电缆右端A相线、B相线和C相线为剥切开的能够展示电缆内部结构部分，所述电缆的中间部分设置有中间接头，所述中间接头内部的A相线、B相线和C相线分别设置成故障结构，以方便电缆故障性质判断的教学，所述电力电缆上设置有电缆型号，以方便开展电缆型号和技术参数的教学。

所述中间接头内部的A相线、B相线和C相线各自以及相互之间设置的结构为：所述A相线导通，所述B相线和所述C相线断开，所述A相线通过导线接电容后与所述钢铠层连接，断开的所述B相线左端通过导线直接与所述钢铠层连接，相当于直接接地，右端通过导线与第一电阻连接后与所述钢铠层连接，相当于经电阻接地；断开的所述C相线左端通过导线与第二电阻连接后与所述钢铠层连接，相当于经电阻接地，右端通过导线与第三电阻连接后与所述B相线连接，相当于相间短路；所述第一电阻、第二电阻和第三电阻为低阻值电阻或高阻值电阻。

所述A相线、B相线和C相线均包括线芯、内半导电层、主绝缘层、外半导电层和铜屏蔽层，所述线芯先由所述内半导电层包裹起来，所述内半导电层与所述铜屏蔽层之间依次设置有所述主绝缘层和外半导电层，所述A相线、B相线和C相线与所述钢铠层之间的连接以及所述A相线、B相线和C相线相互之间的连接均是线芯与所述钢铠层的连接或者是线芯与线芯之间的连接。

所述B相线与所述C相线断开处均采用不压接连接管，保持一定间隙设置，所述B相线与所述C相线断开处的两侧均焊接有铜塑线，所述B相线断开处的左侧所述B相线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后焊接到所述钢铠层上，右侧所述B相线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述第一电阻后焊接到所述钢铠层上；所述C相线断开处的左侧所述C线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述第二电阻后焊接到所述钢铠层上，右侧所述C相线上焊接的所述铜塑线伸出所述主绝缘层后串联所述第三电阻后焊接到断开处右端的所述B相线上伸出的所述铜塑线上；所述A相线上引出一个铜塑线，此铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述电容后焊接到所述钢铠层上，以上所有结构均在所述外护套内连接。

一种电力电缆故障判断方法，包括以下步骤，

1）将电力电缆上的A相线、B相线、C相线的两端以及钢铠层的两端均分别引出一个铜塑线；

2）将电力电缆一端的所述A相线、B相线、C相线和钢铠层利用引出的所述铜塑线分别两两短接，在电力电缆的另一端利用绝缘表测量短接的两根线的绝缘电阻，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值，判断A相线、B相线和C相线是否断线；

3）将电力电缆一端的所述A相线、B相线、C相线和钢铠层利用引出的所述铜塑线分别两两短接的导线拆除，然后分别在所述电力电缆的两端用绝缘电阻表测量所述A相线与B相线之间的绝缘电阻值、A相线与C相线之间的绝缘电阻值和B相线与C相线之间的绝缘电阻值，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值，判断相间短路或者相间绝缘电阻值降低；

4）分别在电力电缆的两端，用绝缘电阻表测量A相线与钢铠层引出的铜塑线之间的绝缘电阻值、B相线与钢铠层引出的铜塑线之间的绝缘电阻值和C相线与钢铠层引出的铜塑线之间的绝缘电阻值，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值大小判断是绝缘良好、高阻接地、低阻接地或直接接地；

在步骤2）中，记录的绝缘电阻值分别是A相线与B相线之间的绝缘电阻值、A相线与C相线之间的绝缘电阻值、B相线与C相线之间的绝缘电阻值、A相线与钢铠层之间的绝缘电阻值、B相线与钢铠层之间的绝缘电阻值和C相线与钢铠层之间的绝缘电阻值，记录结果显示，所述A相线与B相线之间的绝缘电阻值、A相线与C相线之间的绝缘电阻值、B相线与C相线之间的绝缘电阻值、B相线与钢铠层之间的绝缘电阻值和C相线与钢铠层之间的绝缘电阻值都是无穷大的，A相线与钢铠层之间的绝缘电阻值很小，接近于零，可知，所述A相线和钢铠层是导通的，所述B相线与C相线使断开的。

在步骤3）中，记录的绝缘电阻值中，电力电缆两端的A相线与B相线之间的绝缘电阻值之间的绝缘电阻值都很大，电力电缆两端的A相线与C相线之间的绝缘电阻值也都很大，电力电缆一端B相线与C相线之间的绝缘电阻值很大，另一端B相线与C相线之间的绝缘电阻值降低，则判断绝缘电阻值降低的这端的B相线与C相线之间相间短路。

在步骤4）中，记录的绝缘电阻值中，A相线两端与钢铠层引出的铜塑线之间的绝缘电阻值都一直在变化，表示A相线两端与钢铠层之间绝缘良好，且A相线与钢铠层之间设置有电容，相当于接地电容，能够算出吸收比，一般吸收比是一分钟的绝缘电阻值除以十五秒的绝缘电阻值；B相线左端与钢铠层之间的绝缘电阻值很小，接近于零，说明B相线左端直接与所述钢铠层连接，相当于直接接地，B相线右端与钢铠层之间的绝缘电阻值降低，说明B相线右端与所述钢铠层通过电阻连接；C相线左端与钢铠层之间的绝缘电阻值降低，说明C相线左端与所述钢铠层通过电阻连接，C相线右端与钢铠层之间的绝缘电阻值无穷大，表示C相线右端与钢铠层之间绝缘良好。

一种电力电缆的中间接头的制作方法，包括以下步骤：

1）将电力电缆在设置中间接头部位剥开，露出里面的A相线、B相线和C相线，并将B相线和C相线从中间切断，切下一小节；

2）在所述B相线与所述C相线断开处均采用不压接连接管，保持一定间隙设置，且在所述B相线与所述C相线断开处的两侧均焊接有引出的铜塑线，引出铜塑线后再缩主绝缘层，在所述A相线上也引出一个铜塑线，但并不切断A相线；

3）将所述B相线断开处的左侧所述B相线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后焊接到所述钢铠层上，右侧所述B相线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述第一电阻后焊接到所述钢铠层上；

4）将所述C相线断开处的左侧所述C线上焊接的所述铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述第二电阻后焊接到所述钢铠层上，右侧所述C相线上焊接的所述铜塑线伸出所述主绝缘层后串联所述第三电阻后焊接到断开处右端的所述B相线上伸出的所述铜塑线上；

5）在所述A相线上引出的铜塑线伸出所述内护套外层后串联所述电容后焊接到所述钢铠层上；

6）焊接好上述部件后，连接钢铠层，最后缩外护套即可。

在步骤2）中，在所述A相线上也引出一个铜塑线，是指在所述A相线上采用剥切的方法，剥切到线芯，焊接一根铜塑线，引出到所述A相线外，然后分别连接恢复所述A相线上的内半导电层、主绝缘层、外半导电层和铜屏蔽层。

本发明的积极有益效果是：

本发明中电缆的左端设置成电缆终端形状部分，能够方便电缆终端的教学；电缆的右端A相线、B相线和C相线为剥切开的能够展示电缆内部结构部分，能够方便开展电缆结构组成及组成功能的教学；在电缆的中间部分设置有中间接头，中间接头内部的A相线、B相线和C相线分别设置成故障结构，以方便电缆故障性质判断的教学，电缆故障包括电缆断线、高阻接地、低阻接地、直接接地和相间短路；还可以测量吸收比，且电力电缆上设置有电缆型号，方便开展电缆型号和技术参数的教学；所有的教学都可以在同一根电力电缆上得到讲解，方便实用，且能够重复利用，不会浪费资源；另外因为在中间接头内设置了各种故障，在判断的时候，会针对各种故障进行各种判断结果的教学，大大提高了教学效果。

附图说明

图1是本发明中教学用电力电缆的整体结构示意图；

图2是图1中中间接头部分的结构示意图；

图3是中间接头部分左端电力电缆连接结构图；

图4是中间接头部分右端电力电缆连接结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释和说明：

参见图1、图2、图3和图4，图中：1-A相线,2- B相线，3-C相线，4-内护套，5-外护套，6-电力电缆，7-填充物，8-钢铠层，9-电缆终端形状部分，10-电缆内部结构部分，11-中间部分，12-中间接头，13-第一电阻，14-第二电阻，15-第三电阻，16-电缆型号，17-线芯，18-内半导电层，19-主绝缘层，20-外半导电层，21-铜屏蔽层，22-电容。

实施例：一种教学用电力电缆6，包括A相线1、B相线2和C相线3，A相线1、B相线2和C相线3通过内护套4、外护套5和钢铠层8挤塑在一起形成一根电力电缆6，内护套4设置在靠近A相线1、B相线2和C相线3的一侧，外护套5设置在远离A相线1、B相线2和C相线3的一侧，内护套4与A相线1、B相线2和C相线3之间设置有填充物7，内护套4与外护套5之间设置有钢铠层8，电缆左端A相线1、B相线2和C相线3为电缆终端形状部分9，电缆右端A相线1、B相线2和C相线3为剥切开的能够展示电缆内部结构部分10，电缆的中间部分11设置有中间接头12，中间接头12内部的A相线1、B相线2和C相线3分别设置成故障结构，以方便电缆故障性质判断的教学，电力电缆6上设置有电缆型号16，以方便开展电缆型号16和技术参数的教学。

中间接头12内部的A相线1、B相线2和C相线3各自以及相互之间设置的结构为：A相线1导通，B相线2和C相线3断开，A相线1通过导线接电容22后与钢铠层8连接，断开的B相线2左端通过导线直接与钢铠层8连接，相当于直接接地，右端通过导线与第一电阻13连接后与钢铠层8连接，相当于经电阻接地；断开的C相线3左端通过导线与第二电阻14连接后与钢铠层8连接，相当于经电阻接地，右端通过导线与第三电阻15连接后与B相线2连接，相当于相间短路；第一电阻13、第二电阻14和第三电阻15为低阻值电阻或高阻值电阻。

A相线1、B相线2和C相线3均包括线芯17、内半导电层18、主绝缘层19、外半导电层20和铜屏蔽层21，线芯17先由内半导电层18包裹起来，内半导电层18与铜屏蔽层21之间依次设置有主绝缘层19和外半导电层20，A相线1、B相线2和C相线3与钢铠层8之间的连接以及A相线1、B相线2和C相线3相互之间的连接均是线芯17与钢铠层8的连接或者是线芯17与线芯17之间的连接。

B相线2与C相线3断开处均采用不压接连接管，保持一定间隙设置，B相线2与C相线3断开处的两侧均焊接有铜塑线，B相线2断开处的左侧B相线2上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后焊接到钢铠层8上，右侧B相线2上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后串联第一电阻13后焊接到钢铠层8上；C相线3断开处的左侧C线上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后串联第二电阻14后焊接到钢铠层8上，右侧C相线3上焊接的铜塑线伸出主绝缘层19后串联第三电阻15后焊接到断开处右端的B相线2上伸出的铜塑线上；A相线1上引出一个铜塑线，此铜塑线伸出内护套4外层后串联电容22后焊接到钢铠层8上，以上所有结构均在外护套5内连接。

一种电力电缆故障判断方法，包括以下步骤，

1）将电力电缆6上的A相线1、B相线2、C相线3的两端以及钢铠层8的两端均分别引出一个铜塑线；

2）将电力电缆6一端的A相线1、B相线2、C相线3和钢铠层8利用引出的铜塑线分别两两短接，在电力电缆6的另一端利用绝缘表测量短接的两根线的绝缘电阻，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值，判断A相线1、B相线2和C相线3是否断线；

3）将电力电缆6一端的A相线1、B相线2、C相线3和钢铠层8利用引出的铜塑线分别两两短接的导线拆除，然后分别在电力电缆6的两端用绝缘电阻表测量A相线1与B相线2之间的绝缘电阻值、A相线1与C相线3之间的绝缘电阻值和B相线2与C相线3之间的绝缘电阻值，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值，判断相间短路或者相间绝缘电阻值降低；

4）分别在电力电缆6的两端，用绝缘电阻表测量A相线1与钢铠层8引出的铜塑线之间的绝缘电阻值、B相线2与钢铠层8引出的铜塑线之间的绝缘电阻值和C相线3与钢铠层8引出的铜塑线之间的绝缘电阻值，并记录绝缘电阻值，通过记录的组合绝缘电阻值大小判断是绝缘良好、高阻接地、低阻接地或直接接地；

在步骤2）中，记录的绝缘电阻值分别是A相线1与B相线2之间的绝缘电阻值、A相线1与C相线3之间的绝缘电阻值、B相线2与C相线3之间的绝缘电阻值、A相线1与钢铠层8之间的绝缘电阻值、B相线2与钢铠层8之间的绝缘电阻值和C相线3与钢铠层8之间的绝缘电阻值，记录结果显示，A相线1与B相线2之间的绝缘电阻值、A相线1与C相线3之间的绝缘电阻值、B相线2与C相线3之间的绝缘电阻值、B相线2与钢铠层8之间的绝缘电阻值和C相线3与钢铠层8之间的绝缘电阻值都是无穷大的，A相线1与钢铠层8之间的绝缘电阻值很小，接近于零，可知，A相线1和钢铠层8是导通的，B相线2与C相线3使断开的。

在步骤3）中，记录的绝缘电阻值中，电力电缆6两端的A相线1与B相线2之间的绝缘电阻值之间的绝缘电阻值都很大，电力电缆6两端的A相线1与C相线3之间的绝缘电阻值也都很大，电力电缆6一端B相线2与C相线3之间的绝缘电阻值很大，另一端B相线2与C相线3之间的绝缘电阻值降低，则判断绝缘电阻值降低的这端的B相线2与C相线3之间相间短路。

在步骤4）中，记录的绝缘电阻值中，A相线1两端与钢铠层8引出的铜塑线之间的绝缘电阻值都一直在变化，表示A相线1两端与钢铠层8之间绝缘良好，且A相线1与钢铠层8之间设置有电容22，相当于接地电容22，能够算出吸收比，一般吸收比是一分钟的绝缘电阻值除以十五秒的绝缘电阻值。

B相线2左端与钢铠层8之间的绝缘电阻值很小，接近于零，说明B相线2左端直接与钢铠层8连接，相当于直接接地，B相线2右端与钢铠层8之间的绝缘电阻值降低，说明B相线2右端与钢铠层8通过电阻连接；C相线3左端与钢铠层8之间的绝缘电阻值降低，说明C相线3左端与钢铠层8通过电阻连接，C相线3右端与钢铠层8之间的绝缘电阻值无穷大，表示C相线3右端与钢铠层8之间绝缘良好。

判断电阻是高阻值电阻还是低阻值电阻，可以根据绝缘电阻表测得的数值表示，测得的阻值大于100兆欧的，为高阻值电阻，小于100兆欧的，为低阻值电阻。

一种电力电缆的中间接头的制作方法，包括以下步骤：

1）将电力电缆6在设置中间接头12部位剥开，露出里面的A相线1、B相线2和C相线3，并将B相线2和C相线3从中间切断，切下一小节；

2）在B相线2与C相线3断开处均采用不压接连接管，保持一定间隙设置，且在B相线2与C相线3断开处的两侧均焊接有引出的铜塑线，引出铜塑线后再缩主绝缘层19，在A相线1上也引出一个铜塑线，但并不切断A相线1；

3）将B相线2断开处的左侧B相线2上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后焊接到钢铠层8上，右侧B相线2上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后串联第一电阻13后焊接到钢铠层8上；

4）将C相线3断开处的左侧C线上焊接的铜塑线伸出内护套4外层后串联第二电阻14后焊接到钢铠层8上，右侧C相线3上焊接的铜塑线伸出主绝缘层19后串联第三电阻15后焊接到断开处右端的B相线2上伸出的铜塑线上；

5）在A相线1上引出的铜塑线伸出内护套4外层后串联电容22后焊接到钢铠层8上；

6）焊接好上述部件后，连接钢铠层8，最后缩外护套5即可。

在步骤2）中，在A相线1上也引出一个铜塑线，是指在A相线1上采用剥切的方法，剥切到线芯17，焊接一根铜塑线，引出到A相线1外，然后分别连接恢复A相线1上的内半导电层18、主绝缘层19、外半导电层20和铜屏蔽层21。

操作的时候，利用电力电缆6左端的电缆终端形状部分9来进行电缆终端的教学；利用电力电缆6右端剥切开的的A相线1、B相线2和C相线3来进行电缆结构组成及组成功能的教学；利用电力电缆6中间接头12内的故障结构，来进行电力电缆故障性质判断的教学，包括电缆断线、高阻接地、低阻接地、直接接地和相间短路；利用电力电缆6上设置的电缆型号16，来进行电缆型号16和技术参数的教学。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。