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      交聯電力電纜預防性試驗方法及注意的問題
      發表日期:2015-10-08  [返回]

      電力電纜在運行中不但長期承受電網電壓,而且還會經常遇到各種過電壓,如操作過電壓、雷擊過電壓、故障過電壓等。預防性試驗可以提前發現電力電纜的某些缺陷,它是保證電纜安全運行的重要措施之一。如果有關部門做預防性試驗時,不按《電力設備預防性試驗規程》去試驗,則起不到預防性試驗作用,而且還會帶來電力電纜隱患。

      一、預防性試驗項目、方法和要求
        根據中華人民共和國電力行業標準《電力設備預防性試驗規程》規定,交聯聚乙烯絕緣電力電纜預防性試驗需作如下試驗項目。
        1、電纜主絕緣絕緣電阻:用2500伏或5000伏兆歐表測量,讀取1分鐘以后的數據,對于三芯電纜,當測量一根芯的絕緣電阻時,應將其余二芯和電纜外皮一起接地。運行中的電纜要充分放電后測量,每次測量完都要采用絕緣工具進行放電,以防止電擊。絕緣電阻數值自行規定。試驗周期:重要電纜1年,一般電纜3年。
        2、電纜外護套絕緣電阻:就是測量鋼鎧對地的絕緣電阻值,它主要檢查支埋電纜的外護套有無破損。采用500伏兆歐表測量。當每千米的絕緣電阻低于0.5兆時,采用下面介紹方法判斷外護套是否進水。試驗周期:重要電纜1年,一般電纜3年。
        3、電纜內襯層絕緣電阻:就是測量銅屏蔽層對鋼鎧的絕緣電阻值,它主要檢查內襯層有無破損,采用500伏兆歐表測量。當每千米絕緣電阻低于0.5兆歐時,采用下面介紹方法判斷內襯層是否進水。試驗周期:重要電纜1年,一般電纜3年。
        電纜內襯層和外護套破壞進水的確定方法:
        直埋時間較長受地下水長期浸泡的電纜或受外力破壞而又未全部破損的電纜,其外護套絕緣電阻、內襯層絕緣電阻均有可能下降至規定值以下,因此不能僅根據絕緣電阻的降低來判斷電纜是否進水,要根據不同金屬在電解質中形成原電池原理進行分析判斷。電纜的外護套破或內襯層破損進水后,由于水的作用(水是電解質),將在鎧裝層的鍍鋅鋼帶上產生對地—0.76V的電位,銅屏蔽層產生對地+0.334V電位,由此產生出0.334—(—0.76V)=1.1V的電位差。此時,用萬用表電阻檔的“正”、“負”表筆交換測量鎧裝層對地或鎧裝層對銅屏蔽層的絕緣電阻,在測量回路內形成的原電池與萬用表內干電池相串聯,當極性組合使電壓相加時,側得電阻值??;反之,側得電阻值較大。如果上述兩次測得的電阻值相差較大時,表明以形成原電池,就可判斷電纜外護套和內襯層破損進水。外護套破損不一定立即修理,但內襯層破損進水后,水分直接與電纜銅屏蔽層接觸并可能會腐蝕銅屏蔽層,應盡快安排檢修。
        4、銅屏蔽層電阻和導體電阻比:用雙臂電橋測量在相同溫度下的銅屏蔽層和導體的電阻。當銅屏蔽層電阻與導體的電阻之比數據與投運前數據增加時,表明銅屏蔽層的電阻增大,銅屏蔽層有可能被腐蝕;當該比值與投運前相比減少時,表明導體連接點的接觸電阻有增加的可能。試驗周期:投運前,新作終端或中間接頭后,內襯層破損進水后。
        5、電纜主絕緣直流耐壓試驗:電纜試驗電壓按表一規定,加壓時間5分鐘,不擊穿。耐壓5分鐘的泄漏電流不應大于耐壓1分鐘的泄漏電流。試驗周期:新作終端或中間接頭后。

        表一:交聯聚乙烯電力電纜的直流耐壓試驗電壓

      電纜額定電壓U。/U
      直流試驗電壓KV
      1.8/3
      11
      3.6/6
      18
      6/6
      25
      6/10
      25
      8.7/10
      37
      21/35
      63
      26/35
      78
      48/66
      144
      64/110
      192
      127/220
      305

       二、電纜直流耐壓試驗與電纜泄漏電流的區別
        電纜泄漏電流的測量與直流耐壓試驗在發現絕緣缺陷的原理是有區別的。一般來說直流耐壓試驗對于暴露介質中的氣泡和機誡損傷等局部缺陷等比較靈敏,而泄漏電流能夠反映介質整體受潮與整體劣化情況。兩者在試驗中又密不可分,泄漏電流實際上是直流耐壓試驗中得到的。測量泄漏電流的微安表在試驗回路的不同位置和試驗的高壓引線是否采用屏蔽線等因素,都會影響泄漏電流的數值,所以在測量泄漏電流的過程中,判斷不是電流的具體數值,而是泄漏電流的變化趨勢。電壓升高的每一階段,都必須注意觀察電流隨時間變化的趨勢,一條良好的電纜,在電壓上升的每一階段,電容電流和吸收電流先疊加在泄漏電流上,指示表上的電流一定劇增,隨著時間下降,電壓穩定1分鐘后的穩定電流只是電壓初期上升的10%----20%,在這就是泄漏電流。如果電纜整體受潮,則電流在電壓上升的每一階段幾乎不能隨時間下降,嚴重時反而上升,這種電纜是不能輕易投運的。泄漏電流值隨時間的延長有上升現象,是絕緣缺陷發展的跡象。良好的絕緣在試驗電壓下的穩態泄漏電流值隨時間的延長保持不變,有的略有下降。

      三、直流耐壓試驗對交聯電力電纜的影響
        交聯聚乙烯絕緣材料是交聯聚乙烯塑料經交聯工藝而生成的,屬整體型絕緣材料,其介電常數為2.1—2.3,且一般不受溫度變化的影響。在直流電壓下,絕緣層中的電場強度是按照絕緣電阻率的正比例分配的,且絕緣電阻率分布是不均勻的(在交聯聚乙烯塑料生產過程中,因工藝原因不可避免的在主料中有雜質存在,他們具有較小的絕緣電阻率,且沿絕緣層徑向分布,分布不均勻),所以交聯聚乙烯絕緣在交、直流電壓下電場分布是不同的,導致了擊穿特征的不一致。直流耐壓試驗不僅不能有效地發現交聯聚乙烯絕緣材料中的水樹枝等絕緣缺陷,而且由于空間電荷的作用,使原來存在的絕緣內部弱點進一步發展、擴大,使絕緣性能逐漸衰減形成絕緣內部劣化的積累效應,容易造成電纜在交流電壓作用下,某些不應發生問題的地方投運不久就發生放炮。此外,電纜的某些部分,如電纜頭、中間頭,在交流電壓下,存在某些缺陷,在直流耐壓試驗時卻不會擊穿。
       
      四、實際預試情況
        現在有些單位電纜預防性試驗基本是將運行的電纜按計劃一年停運一次,電纜附件安裝工藝中的金屬層按傳統接地方式連接,因此電纜試驗的項目主要有兩項內容,電纜主絕緣絕緣電阻,電纜主絕緣直流耐壓試驗,通常將電纜按表一規定加試驗電壓,如果電纜受潮或外、內層絕緣損壞就可能將電纜擊穿,然后查找故障點、修復,在用同樣的試驗電壓加壓5分鐘,正常后投入運行,如仍擊穿或泄漏電流不正常,在進行一次查找故障點、修復,直到電纜正常。這種過程有許多不利因素,首先電纜耐壓擊穿后停電修復時間很長,對一個企業來說,損失是無法估量的,其次預防性試驗往往集中進行,要在很短的時間對所管轄的電纜進行試驗,不僅勞動強度大,而且難以對每條電纜都進行仔細分析。第三電纜預防性試驗每次都做直流耐壓試驗,將產生絕緣內部劣化的積累效應,加速電纜絕緣老化,縮短電纜的使用壽命。

      五、建議
        預防性試驗既然屬于防止設備損壞、保證設備安全運行的重要措施,那就應以《電力設備預防性試驗規程》規定和要求進行全面、認真地試驗,既不能增加項目也不能減少項目。
        電纜附件安裝工藝中的金屬層要改變傳統接地方法,應采用下述方法去做。做交接試驗時,要留好第一手資料,以后的預防性試驗數據要和交接試驗數據進行比較。當電纜主絕緣絕緣電阻數值,電纜外護套絕緣電阻數值,電纜內襯層絕緣電阻數值,銅屏蔽層電阻和導體電阻之比數值,與交接試驗數據進行比較且數據變化不大又都在合格范圍時,就不應再作直流耐壓試驗。當判斷出電纜外護套和內襯層破損進水或新制作終端頭和新制作中間接頭,以及處理電纜銅屏蔽層后,才需對電纜做直流耐壓試驗。這樣就可以較大限度的保護電纜,延長電纜的使用壽命。
        電纜附件中金屬層的接地方法:
        1、終端:終端的鎧裝層和銅屏蔽層應分別用帶絕緣的絞合線單獨接地。銅屏蔽層接地線的截面不得小于25m㎡;鎧裝層接地線的截面不應小于10m㎡。
        2、中間接頭:中間接頭內銅屏蔽層的接地線不得和鎧裝層連接一起,對接頭兩側的鎧裝層必須用另一跟接地線相連,而且還必須與銅屏蔽層絕緣。如接頭的原結構中無內襯層時,應在銅屏蔽層外部增加內襯層,而且與電纜本體的內襯層搭接處的密閉必須良好,即必須保證電纜的完整性和延續形。連接鎧裝層的地線外部必須有外護套而且具有與電纜外護套相同的絕緣和密閉性能,即必須確保電纜外護套的完整性和延續性。

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