在電力電纜長時間運行過程中,進水這一現象日益成為影響電纜安 全運行的潛在安 全隱患,下面對電力電纜入水的危害及原因進行分析,給予用戶幫助,予以避免。
電纜進水的危害。
一般情況下,電力電纜是不能進入水中的,須在其內部干燥,由于惡劣的電場電壓測試,所以電纜入水后無法出廠。
當電纜進入水中,在電場的作用下,就會發生水樹老化,后造成電纜斷裂。水樹是一種含有水的縫隙,直徑為0.1m至幾微米。產生水樹的起始點是絕緣和空氣中存在的雜質、氣孔以及絕緣和外半導電層結合面不均勻而產生的局部高電場。水樹的生長過程一般要超過8年,濕度、溫度、電壓和水中的離子越多,水樹的生長也就越快。
水份直接進入低壓電力電纜,造成鋼帶、銅帶等金屬的腐蝕,降低了絕緣性能。水份通過絕緣會造成電纜斷裂,甚至爆炸傷人等。
二、電纜進水原因。
(1)保管時間。
新近購買的盤式電纜,其兩端都用熱縮塑料密封套密封,用完一段后,剩下的一頭用塑料紙一包,外面用繩子扎緊,密封性不好,日子一久,水汽就會滲入電纜。
(2)鋪設電纜時。
在電纜敷設中,電纜頭被塑料薄膜包裹,有時會浸入水中,使水進入電纜內;在拖拉和穿管中,有時會出現外護套破裂,導致水進入電纜。
(3)鋪設之后。
電纜敷設后,電纜頭制作不及時,使未經密封處理的電纜端口長時間暴露在空氣中,甚至浸入水中,導致大量蒸汽進入電纜。
(4)制造線纜頭。
線纜頭制作時(包括端頭和中間接頭),有時由于制作者不小心,電纜端頭會滑進積水的電纜井。
(5)電纜運轉時。
在電纜運轉過程中,如果發生中間接觸頭等故障,電纜井內積水就會沿溝槽流入電纜;在施工現場,由于外力作用造成電纜損壞或擊穿,電纜進水。三、電纜線進水處理對策。
纜索入水后的干燥處理十分困難(如采用熱氮加壓干燥),一般都沒有相應的設備配置。在實踐中,如電纜端頭進水,只要鋸掉前面幾米,若整個電纜已經進水,則不能用,只能報廢。所以,對電纜進水的防治,應以預防為主,采取如下措施:
(1)電纜頭應封好鋸掉電纜端頭,不論堆放或敷設,都要用塑料封口(使用電纜專 用密封套),防止潮氣滲透。
(2)電纜敷設后應及時做好電纜頭。
(3)購買電纜時,須選用優 質產品。
因為絕緣中存在雜質、氣孔等因素,是水樹發生的起點,電纜的質量對于防止水樹老化至關重要。
(4)加強線纜制造工藝的管理。
當電纜進水后,則早出現擊穿現象的往往是電纜頭,因此電線頭制作良好,可延長其整體使用壽命。例如,電纜在半導體層的剝落過程中,在半導體層上豎起幾道劃線,然后像甘蔗剝皮那樣剝掉半導體。但是當用刀子劃破時,如果劃痕過深,就會損傷絕緣層,給水樹帶來機會。此外,在焊接過程中,由于沒有找到電源,會直接用噴燈熔化焊錫,此時,火焰會損壞銅屏及絕緣層,因此要杜 絕這種現象,正確的方法可以配置UPS,因為焊錫所需時間只有10min,功率只有500W。
(5)使用冷縮電纜頭。
硅膠冷收縮電纜附件,制作簡便,無需噴燈,無需焊錫。而且硅膠電纜附件具有彈性,緊靠電纜,克服了熱收縮材料的不足(熱縮材料沒有彈性,在電纜熱脹冷縮時,與電纜本體之間會產生間隙,從而方便了水樹的開發)。
(6)長纜采用電纜分支箱。
例如數根長纜,每根長度約為3km,對此類電纜,除作中間接頭外,可采用一根或兩根分支箱,一旦其中一根電纜入水后,不會向其他區段擴散,而且當電纜出現故障時,便于分段查找。
(7)10kV系統中使用的是8.7/10kV級電纜。
6/10千伏電纜絕緣厚度為3.4mm,電纜絕緣厚度可達4.5mm。隨著電纜絕緣厚度的增加,降低了場強,可以防止水樹的老化。同時,由于l0kV中性點小電流接地系統在單相接地時,電纜承受1.73倍的相電壓,并按要求工作2h,因此,須對電纜絕緣層加厚。
(8)使用聚氯乙烯塑料雙壁波紋管。
這種管道耐腐蝕,內壁光滑,強度、韌性好,因此在電纜直埋敷設中,能大大降低電纜外護套的損壞。
(9)電纜溝(管道)和電纜井設計。
受條件限制,一般電纜敷設方式是直埋或電纜溝敷設,且多是直埋,南方多雨地區,電纜溝或電纜井長期積水。因為電纜溝或電纜井的深度會超過下水道,所以排水是非常困難的,所以在規劃時,需要配合,這樣才能方便電纜溝(井)的排水。如果不能做到電纜井不積水,則應將電纜井中間接頭用支架支撐。
此外,重化工區內化工企業較多,在巡檢時發現化工廠附近電纜溝里的電線,有的外護套已經嚴重變形,因此化工廠附近的電纜溝須有完善的排水設施。此外,在電纜的排管設計中,應盡可能直,減少彎頭,使電纜敷設方便;同時,在制作電纜井時,分電纜井或小電纜井,大電纜井可用于牽引電纜、圓盤、作中間接頭,而在公路上 等不宜作電線井,但須有轉角的地方,則改為小電纜井,此電纜井只用于鋪設電纜時放置轉向滑輪。
(10)電纜測試頭制造完畢之后。
裝船前行HVDC泄漏測試,之后才對變電站出線的電纜進行測試,其他電纜不做測試。由于,變電站的出線電纜一旦出現故障,短路電流將對變電站設備產生很大的沖擊,因此發現線路有問題,要加強運行管理,及時調換。
電纜故障的后處理,電纜試驗后發現電纜故障,兩者處理起來都很麻煩,需要查找故障點,甚至更換電纜。前一種方法的缺點是:無計劃斷電;短路電流沖擊的好處是:無需試驗就能延長電纜的使用壽命(有些電纜測試出來不夠理想,但仍然可以長期運行,而且直流試驗后會增加電纜擊穿的可能性)。后一種方法的利弊恰恰相反。
所以,對于不做試驗的電纜用戶,應重點做好其供電可靠性,如10kV開關站向用戶供電,均采用雙電源方式,實現調度自動化,一旦一條電纜發生故障,就要重點做好其供電可靠性。實際上,在新的《電力設備預防性試驗規程》中,對于交聯電纜,就不再規定間隔一 定時間做直流耐壓試驗,只能測絕緣電阻,這樣就更容易進行預防性試驗。
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