電力電纜受潮的處理方法
前施工所用電力電纜主要以YJLV22系列交聯(lián)鋁芯電纜和YJV22系列交聯(lián)銅芯電纜(10KV)為主,與架空線路和老式充油電纜相比較,該型電纜絕緣性能好,允許工作溫度高(可達(dá)90℃),有較好的機械強度。電纜的大量應(yīng)用,既提高了供電可靠性,又美化了城市市容,值得推廣。但在長期施工過程中,結(jié)合運行單位的大量反饋意見,我們發(fā)現(xiàn)電纜受潮進(jìn)水這一現(xiàn)象越來越成為影響電纜安全運行的潛在隱患。
1、電纜受潮進(jìn)水的原因及危害
(1)新進(jìn)的整盤電纜在出廠時,其兩頭均使用塑料密封套封住,但在 施工現(xiàn)場根據(jù)實際情況用去一段之后,剩下的部分就用塑料布簡單包扎一下斷口,由于平時露天擺放且密封不好,日子一久,難免就會有水汽滲入電纜。
(2)電纜敷設(shè)時,需要經(jīng)常穿越道路、橋梁和涵洞等,由于天氣或其他原因,電纜溝內(nèi)也時常積聚了許多的水,敷設(shè)過程中,不可避免的會出現(xiàn)電纜頭浸在水中的情況,因塑料布包扎不嚴(yán)或破損而使水進(jìn)入電纜;另外在牽引和穿管時,有時也會發(fā)生外護(hù)套甚至鋼鎧被刮壞現(xiàn)象,當(dāng)使用機械牽引時,這種現(xiàn)象尤為突出。
(3)電纜敷設(shè)完成后,因現(xiàn)場施工條件限制未能及時進(jìn)行電纜頭制作,使未經(jīng)密封處理的電纜斷口長期暴露在空氣中,甚至浸在水中,使水汽大量進(jìn)入電纜。
(4)在電纜頭制作過程中(包括終端頭和中間接頭),由于施工人員的疏忽大意,新處理的電纜端頭有時會不小心掉入現(xiàn)場的積水中。
(5)在電纜的正常運行中,如果因某種原因發(fā)生擊穿等故障時,電纜溝中的積水便會沿著故障點進(jìn)入電纜內(nèi)部;在土建施工中,尤其是在使用大型建筑機械的建筑工地,因各種人為因素而引起的電纜破損或擊穿事故,也屢見不鮮。當(dāng)發(fā)生此類事故時,電纜絕緣遭嚴(yán)重破壞,也會造成電纜進(jìn)水。
研究表明,電纜進(jìn)水后,在電場的作用下,會發(fā)生水樹老化現(xiàn)象,最后導(dǎo)致電纜擊穿。水樹是直徑在0.1m到幾微米充滿水的空隙集合。絕緣中存在的雜質(zhì)、氣孔及絕緣與內(nèi)外半導(dǎo)電層結(jié)合面的不均勻處所形成的局部高電場部位是發(fā)生水樹的起點。水樹發(fā)展過程一般在8年以上,濕度、溫度、電壓越高,水中所含離子越多,則水樹發(fā)展越快。
2、電纜受潮進(jìn)水的解決辦法
根據(jù)我們目前的技術(shù)力量和現(xiàn)有設(shè)備,要處理進(jìn)水電纜是非常困難的(如采用熱氮氣加壓吹燥)。在實際操作中,如果發(fā)現(xiàn)電纜頭進(jìn)水,我們只能是鋸掉前端幾米,看一看里面是否干燥,如果不行就繼續(xù)向前鋸。但如整條電纜已進(jìn)水,我們就無能為力了。因此,電纜進(jìn)水應(yīng)主要以預(yù)防為主,通過長期實踐我們總結(jié)出了以下幾條對策:
(1) 目前,我們在城網(wǎng)6kV系統(tǒng)改造中采用了8.7/10kV等級的電纜 該等級電纜絕緣厚度達(dá)4.5mm,而6/10 kV等級電纜的絕緣厚度為3.4mm。由于電纜絕緣厚度的增加,降低了場強,能防止水樹的老化,同時,由于6kV中性點小電流接地系統(tǒng)在單相接地時,電纜要承受1.73倍的相電壓,且按要求要運行2小時,因而,有必要加厚電纜絕緣層。
(2) 由于絕緣中的雜質(zhì)、氣孔等是水樹發(fā)生的起點,因而電纜質(zhì)量的好壞對防止水樹老化至關(guān)重要。購買電纜時,必須選擇質(zhì)量過硬的廠家,我們對各廠家送檢的樣品都要進(jìn)行嚴(yán)格的試驗,并要求各廠家進(jìn)行投標(biāo),從中選出質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品。 (3) 保證電纜頭密封良好,對于鋸開的電纜端頭,無論是堆放還是敷設(shè),均要用塑料密封起來,最好采用電纜專用的密封套,防止潮氣滲入。
(4) 電線敷設(shè)后要及時進(jìn)行電纜頭的制作,因條件限制確實無法立即制作的,將電纜頭密封包好后架空擺放。
(5) 提高施工人員的技術(shù)素質(zhì),加強電纜頭制作工藝的管理,可有效防止在制作過程中電纜頭進(jìn)水。實踐證明一旦電纜進(jìn)水,則最早出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象的往往是電纜頭,因而電線頭制作得好,可以延長電纜的整體壽命。如電纜在剝離半導(dǎo)體層時,我們首先要在半導(dǎo)體層上按規(guī)定尺寸環(huán)切,接著豎劃幾道,然后順著切痕一條條剝?nèi)グ雽?dǎo)體。在用刀劃時力度一定要掌握恰當(dāng),若劃得太淺,半導(dǎo)體層很難剝除,若劃得太深,便會傷及絕緣層,給水樹的產(chǎn)生帶來機會。遇有半導(dǎo)體不可剝離的電纜時,就必須用玻璃片將半導(dǎo)層刮去,這就要求施工人員一定要認(rèn)真細(xì)致,既要將半導(dǎo)層清理干凈,又要盡量避免損傷主絕緣,最后一定要將主絕緣表面打磨光滑。另外,制作熱縮頭在上焊錫時,一些施工人員為圖省事往往會直接用噴燈來熔化焊錫,此時,火焰會損壞銅屏蔽層及絕緣層,因此在現(xiàn)場制作時要注意杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)熱縮材料加熱硬化后,就不再具有彈性,這是由它的材料特性決定的。在長期的運行中,由于熱脹冷縮的原因,逐漸會在電纜結(jié)合處產(chǎn)生微小間隙,導(dǎo)致水氣內(nèi)侵。鑒與此,目前,我們公司已經(jīng)基本淘汰了熱縮頭,普遍采用了3M公司生產(chǎn)的硅橡膠冷縮電纜附件,與熱縮頭相比,3M冷縮頭制作工藝簡單方便,不用動火,不用焊錫。并且硅橡膠冷縮材料性能穩(wěn)定、具有彈性,能緊緊地貼在電纜上,長期使用不開裂,有效克服了熱縮材料所具有的缺點。
(6) 在電纜直埋敷設(shè)時我們采用PP-R新型塑料管材作為套管, 該管耐腐蝕、內(nèi)壁光滑、強度與韌性良好,因而可以大大減少電纜外護(hù)套破損現(xiàn)象的發(fā)生。
(7) 由于條件的限制,本地的電纜敷設(shè)均采用直埋或電纜溝形式,我們地處沿海地區(qū),當(dāng)?shù)囟酁辂}堿地,加之排水不暢,造成電纜溝或電纜井中時常有積水。因此在前期規(guī)劃時,就應(yīng)與土建施工方及時協(xié)調(diào)電纜溝、涵洞與電纜井的設(shè)計,便于電纜溝(井)的排水。同時,電纜溝中預(yù)埋支架,把電纜用支架撐起。另外,針對勝利油田轄區(qū)內(nèi)內(nèi)石化企業(yè)眾多的現(xiàn)狀,附近的電纜溝必須要有完善的排水設(shè)施。在電纜涵管設(shè)計時,要盡量直,減少彎頭,使電纜便于敷設(shè); (8)當(dāng)電纜敷設(shè)好、電纜頭制作完成后.在移交運行管理部門正式投運之前按規(guī)定要做一次直流耐壓泄漏試驗,一切合格后,方可投入運行。當(dāng)在運行中發(fā)現(xiàn)電纜有問題,就要管理人員加強監(jiān)控及時處理。電纜一旦發(fā)生故障處理起來將是非常麻煩的,要查找故障點,甚至調(diào)換整條電纜,系統(tǒng)遭受短路電流的沖擊,造成非計劃性停電等。因此驗收之前的預(yù)防性試驗是必不可少的。當(dāng)然,直流耐壓試驗屬破壞性試驗,有可能對電纜的壽命有一些影響,有的時候電纜試驗數(shù)據(jù)并不理想,而電纜卻能夠順利送電并運行很長時間,因此,新的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中,對交聯(lián)電纜不再硬性規(guī)定隔一定時間做直流耐壓試驗,只測絕緣電阻,因而更可簡化電纜的預(yù)防性試驗。事故,也屢見不鮮。當(dāng)發(fā)生此類事故時,電纜絕緣遭嚴(yán)重破壞,也會造成電纜進(jìn)水。
研究表明,電纜進(jìn)水后,在電場的作用下,會發(fā)生水樹老化現(xiàn)象,最后導(dǎo)致電纜擊穿。水樹是直徑在0.1m到幾微米充滿水的空隙集合。絕緣中存在的雜質(zhì)、氣孔及絕緣與內(nèi)外半導(dǎo)電層結(jié)合面的不均勻處所形成的局部高電場部位是發(fā)生水樹的起點。水樹發(fā)展過程一般在8年以上,濕度、溫度、電壓越高,水中所含離子越多,則水樹發(fā)展越快。
交聯(lián)電纜進(jìn)水受潮除端頭進(jìn)水外,更多的是由于電纜敷設(shè)過程中電纜護(hù)套的損壞(現(xiàn)電力行業(yè)中的施工人員技術(shù)水平參次不齊,野蠻施工也并不少見),再就是施工現(xiàn)場和交叉作業(yè)導(dǎo)致電纜損壞(大型工程機械的破壞也不少見)。
交聯(lián)電纜的直流耐壓問題:由于交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的特殊介電性能,當(dāng)加上直流后,在絕緣內(nèi)部易形成空間電荷,交聯(lián)聚乙烯絕緣的高電阻特點使得空間電荷不易消失,由于空間電荷的存在,在絕緣內(nèi)部某些區(qū)域產(chǎn)生一個附加電場,當(dāng)重新外加電壓時,有可能產(chǎn)生電場的疊加,有可能導(dǎo)致電纜擊穿。頻繁的直流耐壓試驗會影響電纜壽命,擊穿電壓下降。建議采用串聯(lián)諧振或變頻諧振試驗系統(tǒng)。
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