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淺析:電力電纜絕緣電阻降低故障的原因

2017年11月04日 17:00安徽亨利儀表電纜有限公司點擊量:4560

  一、電纜絕緣受潮
 
  1、電纜原材料受潮
 
  電纜絕緣和護層所用的原材料,主要是塑料類和橡膠類材料,并由此改性衍生出許多種具有特殊功能的材料。材料制造廠在制造材料時,經過配合劑混合、混煉、造粒、冷卻和烘干等過程,以及在材料運輸、儲存期間,往往會發生程度不等的受潮,使材料含有程度不等的潮氣。因此,電纜制造廠在把材料擠包在電纜導體上之前,都要把材料進行烘干處理,擠出機組上都配有材料烘干裝置,使擠出的絕緣層和護層內不會發生氣泡和砂眼、表面不會起泡等缺陷。這是電纜制造廠的硬性工藝規定,否則電纜成品通不過出廠耐電壓試驗。
 
  2、電纜制造過程受潮
 
  在絕緣擠 程中,絕緣層被刮傷,造成絕緣層破洞或脫膠,絕緣線芯在冷卻水槽中進水,導致絕緣電阻下降。或者在擠包護層時,發生護層被損傷而進水,使絕緣層受潮,絕緣電阻下降。當制造多芯電纜時,即使絕緣層擠包完好無損,但在絕緣線芯絞合成纜時,以及在擠包護層時也可能發生損壞而進水受潮,于是成品電纜通不過出廠耐電壓試驗。
 
  3、電纜施工過程受潮
 
  在直埋電纜施工過程中,如果電纜溝開挖、電纜埋設作業、電纜中間接頭和終端接頭制作不規范等,都很有可能損傷電纜護層和絕緣層。如果土壤潮濕或者電纜溝積水,一定會發生電纜進水。絕緣受潮后,使電纜絕緣表面電阻降低而表面泄漏電流增加,絕緣電阻下降,還會引起導體與絕緣層之間的電場畸變。絕緣內電場分布不均勻,會引發絕緣內部游離放電,甚至引起電纜擊穿。售后服務實踐證明,有95%以上的直埋電纜絕緣電阻下降事故是由施工不當引起的。
 
  二、電纜使用環境
 
  1、環境溫度
 
  根據介質物理學理論和工程實踐,絕緣材料的電阻隨溫度升高而呈指數式下降,而電導則隨溫度降低而按指數式增大。溫度升高導致絕緣電阻下降。這是由于絕緣溫度升高時,材料內的分子熱運動增強,使導電離子的產生和遷移數量都隨之增大。電纜通電運行后,在電壓的作用下,由導電離子運動所形成的傳導電流增大,絕緣層溫度升高,勢必造成絕緣電阻下降。
 
  實驗證明,電纜絕緣材料在70℃時的絕緣電阻值只有20℃時的10%。也就是說,電纜在導體工作溫度70℃時的絕緣電阻,只有在導體工作溫度20℃時絕緣電阻測量值的10%。如果供電線路發生過負荷,電纜導體溫度超過70℃,絕緣電阻下降會更嚴重。
 
  電纜的敷設環境溫度對絕緣電阻也有很大影響。在不同氣候帶地區(熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶)測量的直埋電力電纜的絕緣電阻是不同的。在中國,雖然電纜產品標準中都規定了導體允許的長期工作溫度,以確保電纜的絕緣水平,但在南方亞熱帶和熱帶地區,直埋敷設電力電纜的絕緣電阻下降數值,比在北方溫帶和寒帶地區下降數值大得多。這就是地區氣候條件不同對電工產品性能要求的重要差異。
 
  2、環境濕度
 
  *,電纜在制造和敷設運行過程中進水受潮,是危及電纜電氣性能和使用壽命的主要因素。不論電纜制造廠還是用戶,都對此非常重視。
 
  三、自然條件
 
  1、白蟻損傷
 
  白蟻是地下電力電纜的大敵,特別是東南亞和我國南方濕熱地區,經常發生白蟻侵蝕電纜塑料護層的事故。白蟻遇到電纜時,除了啃咬之外,還會分泌出蟻酸,嚴重腐蝕電纜絕緣和護層,導致電纜絕緣性能下降甚至短路。因此,在電纜使用部門制定的敷設規程中,都有關于電纜線路防蟻措施的明文規定。
 
  電纜的防蟻性能試驗方法有三種,即國家標準GB2951.38和機械行業標準JB/T10696.9-2011規定的擊倒法、群體發和蟻巢法防蟻試驗。以往多年來,采用zui多的是群體法。但經過多年來電纜蟻害防治經驗教訓,擊倒法和群體法試驗,并不能真實地反映電纜在不同環境中的防蟻性能。于是,廣東電網公司從2009年起的電力電纜招標中,規定防蟻電纜必須通過蟻巢法試驗,電纜試樣的被蛀蝕狀況必須要達到I級水平。
 
  2、鼠類損傷
 
  鼠類對地下電纜的損害主要是啃咬造成的機械損傷,當電纜護層材料的硬度低于老鼠門齒的硬度時,電纜就很有可能被老鼠啃咬。世界上還沒有統一的電纜防鼠試驗標準,但各國都有自己制定的試驗方法。我國JB/T10696.10-2011規定了大鼠啃咬試驗方法。另外,由山東華能線纜有限公司牽頭制定的國家標準《防鼠和防蟻電線電纜通則》,已于2016年3月19日召開了編制工作啟動會,不久我國即可擁有正式的防鼠防蟻電纜產品標準。
 
  3、霉菌損傷
 
  早在上個世紀50年代末,有些國家就已經規定濕熱帶地區使用的電器產品應具有防霉性能。我國針對出口到這些地區的電線電纜,制定了相關的濕熱帶用電線電纜防霉性標準。在我國南方部分地區,由于各年份中氣候的濕熱程度、延續時間不同、地域以及電線電纜使用環境的差異,直埋電纜霉害程度也不等。
 
  根據有關微生物霉菌繁殖研究報告,霉菌生長的主要條件是溫度和濕度。適合霉菌生長的一般溫度是15℃~35℃,而zui適宜的溫度是25℃~30℃,當溫度低于0℃或高于40℃時,霉菌實際上停止生長。適合霉菌生長的相對濕度為80%~90%,而當相對濕度超過95%時,是霉菌生長zui為旺盛的條件。因此環境溫度為30℃±2℃和相對濕度大于95%時,于霉菌大量繁殖。海南島的濕熱氣候正好適合于霉菌大量繁殖生長。
 
  如果電纜表面大量生長霉菌,對電纜的性能有較大影響,會引起:電纜表面變色、起麻點、腐爛;絕緣電阻、體積電阻率、介電強度下降,引起漏電,甚至絕緣擊穿;絕緣和護套材料分子發生化學降解,材料機械性能明顯降低,喪失其保護作用;潮氣水分進入電纜內部,引起嚴重的電氣性能故障等。
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