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详解电力电缆进水的原因及解决对策


详解电力电缆进水的原因及解决对策
电力电缆在长期运行过程中,进水这一现象越来越成为影响电缆安全运行的潜在隐患,所以分析电力电缆进水的原因和对策,给用户安装使用提供帮助。
  一、电缆进水的危害  
  一般来说,电力电缆在生产时都是不能进水的,电缆内部必须干燥,因为严酷的电场电压试验,因而进水的电缆不能出厂。
  一旦电缆进水后,在电场的作用下,会发生水树老化现象,蕞后导致电缆击穿。水树是直径在0.1m到几微米充满水的空隙集合。绝缘中存在的杂质、气孔及绝缘与内外半导电层结合面的不均匀处所形成的局部高电场部位是发生水树的起点。水树发展过程一般在8年以上,湿度、温度、电压越高,水中所含离子越多,则水树发展越快。
  水直接进入低压电力电缆中,引起钢带、铜带等金属腐蚀,绝缘性能下降。水透过绝缘时,会引起电缆击穿,甚至爆炸伤人等。
  二、电缆进水的原因
  (1) 保管时
  新买的成盘电缆,其两头均使用热缩塑料密封套封住,用户在用去一段之后,余下的一头就用塑料纸一裹,外面用绳子扎一下,密封性不好,日子一久,水汽就会渗入电缆。
  (2) 电缆敷设时
  电缆敷设时,其用塑料纸裹住的电缆头有时会浸在水中,使水进入电缆;在牵引和穿管时,有时会发生外护套破裂现象,导致水进入电缆。
  (3) 敷设后
  敷设后,未及时进行电缆头制作,使未经密封处理的电缆端口长期暴露在空气中,甚至浸在水中,使水汽大量进入电缆。
  (4) 电缆头制作时
  在电缆头制作时(包括终端头和中间接头),由于制作人员的大意,电缆端头有时会滑入有积水的电缆井中。
  (5) 电缆运行时
  电缆运行中,发生中间接头击穿等故障时,电缆井中的积水便会沿着缺口进入电缆;在建筑工地,外力引起电缆破损或击穿,也会发生电缆进水。
  三、电力电缆进水的处理对策
  电缆进水后干燥处理非常困难(如用热氮气加压吹燥),一般也没有配置相应的设备。实际操作中,如果电缆端头进水,只是锯掉前端几米,如整条电缆已进水,就无法可取,只能报废。因此,电缆进水的防止,应以预防为主,主要采用以下措施:
  (1) 电缆头应密封 锯掉的电缆端头,无论是堆放还是敷设,均要用塑料密封起来(采用电缆专用的密封套),防止潮气渗入。
  (2) 电线敷设后要及时进行电缆头的制作。
  (3) 购买电缆时,必须选择质量过硬的厂家。
  由于绝缘中的杂质、气孔等是水树发生的起点,因而电缆质量的好坏对防止水树老化至关重要。
  (4) 加强电缆头制作工艺的管理
  一旦电缆进水,则蕞早出现击穿现象的往往是电缆头,因而电线头制作得好,可以延长电缆的整体寿命。如电缆在剥离半导体层时,在半导体层上竖着划几道,然后像甘蔗剥皮一样剥去半导体。但在用刀划时,若划得太深,便会伤及绝缘层,给水树的产生带来机会。另外,在焊锡时,因找不到电源,就会直接用喷灯来熔化焊锡,此时,火焰会损坏铜屏蔽层及绝缘层,因而要杜绝这种现象,正确的办法可配置UPS,因为焊锡所需时间一般仅为10min,功率不过500W。
  (5) 采用冷缩电缆头
  冷缩硅橡胶电缆附件,制作简单方便,不用喷灯,不用焊锡。且硅橡胶电缆附件有弹性,紧紧地贴在电缆上,克服了热缩材料的缺点(热缩材料没有弹性,在电缆热胀冷缩的过程中,会与电缆本体间出现间隙,这就为水树的发展提供了便利)。
  (6) 长电缆采用电缆分支箱
  如几条长电缆,每条长度在3km左右,对于这样的电缆,除了做中间接头外,还可采用一至二个电缆分支箱,一旦其中的一段电缆进水后,不会扩散到其它段的电缆,而且在电缆故障时也便于分段查找。
  (7) 10kV系统中采用8.7/10kV等级的电缆
  该等级电缆绝缘厚度达4.5mm,而6/10kV等级电缆的绝缘厚度为3.4mm。由于电缆绝缘厚度的增加,降低了场强,能防止水树的老化,同时,由于l0kV中性点小电流接地系统在单相接地时,电缆要承受1.73倍的相电压,且按要求要运行2h,因而,有必要加厚电缆绝缘层。
  (8) 采用PVC塑料双壁波纹管
  该管耐腐蚀、内壁光滑、强度与韧性良好,因而在电缆直埋敷设时,可大大减少电缆外护套破损。
  (9) 电缆沟(管)与电缆井的设计
  由于条件的限制,一般的电缆敷设均采用直埋或电缆沟形式,而且以直埋为多,南方属于沿海多雨地区,电缆沟或电缆井中长年有积水。由于电缆沟或电缆井的深度会超过下水道的深度,排水很困难,因此在规划时,就应进行协调,便于电缆沟(井)的排水。如无法做到电缆井不积水,则应把电缆井中的中间接头用支架撑起。
  另外,重化工区内化工企业较多,在巡视检查中发现,化工厂附近的电缆沟中的电线,有些外护套已严重变形,因而,化工厂附近的电缆沟必须有完善的排水设施。另外,在电缆排管设计时,要尽量直,减少弯头,使电缆便于敷设;同时,在电缆井制作时,分成大电缆井和小电缆井,大电缆井可用来牵引电缆、盘圈、做中间接头,而在马路当中等不便于做电线井、却必须有转角的地方,改做小电缆井,该电缆井只是在敷设电缆时用来放置转向滑轮。
  (10) 电缆的试验电缆头制作完成后
  在投运之前做一次高压直流泄漏试验,以后,只对变电所出线电缆做预试,其它电缆不做试验。因为,变电所出线电缆一旦故障,短路电流会对变电所设备造成很大冲击,因而发现电线有问题,就要加强运行管理及时调换。
  笔者认为,电缆故障的后处理,与电缆试验后发现故障的电缆,两者处理起来一样的麻烦,需查找故障点,甚至调换电缆。前者的缺点是:非计划性停电;短路电流的冲击优点是:不做试验可延长电缆的寿命(有些电缆试验做出来不理想,却依然可以运行很长时间,况且直流试验后会增加电缆击穿的可能),故障点比较明显,易于查找。后者的优缺点正好与前者相反。
  因此,对于不做试验的电缆用户,着重做好其供电可靠性,如对用户供电的10kV开关站,均采用双电源,实现调度自动化,一旦一条进线电缆故障、就马上切换到另外一条电缆供电。事实上,新的《电力设备预防性试验规程》中,对交联电缆不再规定隔一定时间做直流耐压试验,只测绝缘电阻,因而更可简化电缆的预防性试验。
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