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新型交联聚乙烯(XLPE)电缆的故障及预防

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆是二十世纪八十年代末期发展起来的一种新型塑料电缆。其主绝缘采用交联聚乙烯(XLPE)材料,具有优良的介电性能、耐热性能良好、传输容量大、重量轻、电缆终端头结构简单、安装敷设方便等诸多优点。而且使用不受高度落差的限制,没有漏油和引起火灾的危险,在电力系统中被广泛应用,并不断向高压、超高压领域发展。
邳州供电公司下辖24座变电站,目前共运行10千伏和35千伏交联聚乙烯(XLPE)电力电缆129条。根据邳州公司的运行统计分析发现因电气的原因引起局部放电老化、电老化、水老化导致故障的占总电缆故障的65.7%,因热的原因引起热老化、变形或损伤导致故障的占总电缆故障的10.5%,因机械的原因引起机械损伤、变形及电一机械复合老化导致故障的占总电缆故障的10.5%。总之交联聚乙烯(XLPE)绝缘损坏主要是由老化引起的,此类故障约占全部电缆故障的86.7%。
在电力行业中固体绝缘介质击穿破坏前,固体绝缘介质中产生的树枝状裂痕和放电痕迹被称为“树枝”,树枝的产生引起绝缘进一步的劣化,不久将导致绝缘全部击穿,所以树枝现象也是预击穿现象。按树枝化形成的原因,树枝可分为电树枝、水树枝和电化树枝。国内外的研究及运行经验证实,引起交联聚乙烯(XLPE)绝缘击穿的主要因素是长期工作电压下的树枝状放电问题。研究还证实交联聚乙烯(XLPE)绝缘在发生贯穿击穿以前常出现树枝那样的细微通道和放电痕迹,它们促使绝缘不断老化,最终可能导致绝缘击穿,邳州公司的35千伏车夫山变电站和红旗变电站都曾经出现过该种电缆的绝缘老化击穿。
鉴于以上各种故障的出现,邳州公司针对交联聚乙烯(XLPE)电力电缆特点总结出该种热收缩电缆头制作工艺要求:制作电缆头之前应检查电缆是否受潮;应力管正确的安装应该是下管口重叠在铜屏蔽带上并紧靠接地线,用喷灯自下而上缓慢环绕加热收缩;热收缩电缆头在制作过程中还要保持线芯、热缩管等清洁,施工时要控制好加热温度,防止电缆头进水受潮。在电缆敷设过程中要注重:直埋敷设的电缆应仔细检查电缆外护套的完好情况,并有必要的防机械损伤的措施;应预留一定的长度,以便电缆头发生事故后能有足够的长度重新制作电缆头;答应弯曲半径也是电缆敷设工作中轻易忽视的问题。
交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在严格要求下制作完华并按现场实际情况敷设后预防性试验是必不可少的一道程序,其中电缆主绝缘的绝缘电阻测量对于发现电缆绝缘整体受潮、整体劣化和贯穿性缺陷是非常有效的。电缆制造厂一般在测试报告中给出的绝缘电阻值是电缆试品的绝缘电阻折算到1千米标准长度下的绝缘电阻值,但是直埋电力电缆的聚氯乙稀外护套受地下水长期浸泡吸水或受到外力破坏而又未完全破损时,外护套绝缘电阻有可能下降到规定值以下,因此不能仅根据绝缘电阻值降低来判定外护层破损进水。另外在电缆投运前、重作终端头或中间接头后、怀疑护层破损进水后,应测量铜屏蔽电阻和导体电阻之比。
非凡需要注重的是国内外的一些专业研究机构研究调查显示:在试验时,因空间电荷会通过电缆绝缘中已形成的“树枝”注入绝缘,放电时由于交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料的电阻率极高难以放完,余下的电荷将产生电场叠加于运行的交流电场上,使交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在通过直流耐压试验投入运行后更轻易被击穿。因此交联聚乙烯(XLPE)电力电缆不宜采用直流高压进行耐压试验。