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浅析:电力电缆绝缘电阻降低故障的原因
浏览: 发布日期:2017-11-08

  一、电缆绝缘受潮
 

  1、电缆原材料受潮
 

  电缆绝缘和护层所用的原材料,主要是塑料类和橡胶类材料,并由此改性衍生出许多种具有特殊功能的材料。材料制造厂在制造材料时,经过配合剂混合、混炼、造粒、冷却和烘干等过程,以及在材料运输、储存期间,往往会发生程度不等的受潮,使材料含有程度不等的潮气。因此,电缆制造厂在把材料挤包在电缆导体上之前,都要把材料进行烘干处理,挤出机组上都配有材料烘干装置,使挤出的绝缘层和护层内不会发生气泡和砂眼、表面不会起泡等缺陷。这是电缆制造厂的硬性工艺,否则电缆成品通不过出厂耐电压试验。
 

  2、电缆制造过程受潮
 

  在绝缘挤 程中,绝缘层被刮伤,造成绝缘层破洞或脱胶,绝缘线芯在冷却水槽中进水,导致绝缘电阻下降。或者在挤包护层时,发生护层被损伤而进水,使绝缘层受潮,绝缘电阻下降。当制造多芯电缆时,即使绝缘层挤包完好无损,但在绝缘线芯绞合成缆时,以及在挤包护层时也可能发生损坏而进水受潮,于是成品电缆通不过出厂耐电压试验。
 

  3、电缆施工过程受潮
 

  在直埋电缆施工过程中,如果电缆沟开挖、电缆埋设作业、电缆中间接头和终端接头制作不规范等,都很有可能损伤电缆护层和绝缘层。如果土壤潮湿或者电缆沟积水,一定会发生电缆进水。绝缘受潮后,使电缆绝缘表面电阻降低而表面泄漏电流增加,绝缘电阻下降,还会引起导体与绝缘层之间的电场畸变。绝缘内电场分布不均匀,会引发绝缘内部游离放电,甚至引起电缆击穿。售后服务实践证明,有95%以上的直埋电缆绝缘电阻下降事故是由施工不当引起的。
 

  二、电缆使用
 

  1、温度
 

  根据介质物理学理论和工程实践,绝缘材料的电阻随温度升高而呈指数式下降,而电导则随温度降低而按指数式增大。温度升高导致绝缘电阻下降。这是由于绝缘温度升高时,材料内的热运动增强,使导电离子的产生和迁移数量都随之增大。电缆通电运行后,在电压的作用下,由导电离子运动所形成的传导电流增大,绝缘层温度升高,势必造成绝缘电阻下降。
 

  实验证明,电缆绝缘材料在70℃时的绝缘电阻值只有20℃时的10%。也就是说,电缆在导体工作温度70℃时的绝缘电阻,只有在导体工作温度20℃时绝缘电阻测量值的10%。如果供电线发生过负荷,电缆导体温度超过70℃,绝缘电阻下降会更严重。
 

  电缆的敷设温度对绝缘电阻也有很大影响。在不同气候带地区(热带、带、温带和寒带)测量的直埋电力电缆的绝缘电阻是不同的。在中国,虽然电缆产品标准中都了导体允许的长期工作温度,以确保电缆的绝缘水平,但在南方带和热带地区,直埋敷设电力电缆的绝缘电阻下降数值,比在北方温带和寒带地区下降数值大得多。这就是地区气候条件不同对电工产品性能要求的重要差异。
 

  2、湿度
 

  众所周知,电缆在制造和敷设运行过程中进水受潮,是危及电缆电气性能和使用寿命的主要因素。不论电缆制造厂还是用户,都对此非常重视。
 

  三、自然条件
 

  1、白蚁损伤
 

  白蚁是地下电力电缆的大敌,特别是东南亚和我国南方湿热地区,经常发生白蚁电缆塑料护层的事故。白蚁遇到电缆时,除了啃咬之外,还会分泌出蚁酸,严重腐蚀电缆绝缘和护层,导致电缆绝缘性能下降甚至短。因此,在电缆使用部门制定的敷设规程中,都有关于电缆线防蚁措施的。
 

  电缆的防蚁性能试验方法有三种,即国家标准GB2951.38和机械行业标准JB/T10696.9-2011的击倒法、群体发和蚁巢法防蚁试验。以往多年来,采用最多的是群体法。但经过多年来电缆蚁害防治经验教训,击倒法和群体法试验,并不能真实地反映电缆在不同中的防蚁性能。于是,广东电网企业从2009年起的电力电缆招标中,防蚁电缆必须通过蚁巢法试验,电缆试样的被蛀蚀状况必须要达到I级水平。
 

  2、鼠类损伤
 

  鼠类对地下电缆的损害主要是啃咬造成的机械损伤,当电缆护层材料的硬度低于老鼠门齿的硬度时,电缆就很有可能被老鼠啃咬。世界上还没有统一的电缆防鼠试验标准,但都有自己制定的试验方法。我国JB/T10696.10-2011了大鼠啃咬试验方法。另外,由山东华能线缆有限企业牵头制定的国家标准《防鼠和防蚁电线电缆通则》,已于2016年3月19日召开了编制工作启动会,不久我国即可拥有正式的防鼠防蚁电缆产品标准。
 

  3、霉菌损伤
 

  早在上个世纪50年代末,有些国家就已经湿热带地区使用的电器产品应具有防霉性能。我国针对出口到这些地区的电线电缆,制定了相关的湿热带用电线电缆防霉性标准。在我国南方部分地区,由于各年份中气候的湿热程度、延续时间不同、地域以及电线电缆使用的差异,直埋电缆霉害程度也不等。
 

  根据有关微生物霉菌繁殖研究报告,霉菌生长的主要条件是温度和湿度。适合霉菌生长的一般温度是15℃~35℃,而最适宜的温度是25℃~30℃,当温度低于0℃或高于40℃时,霉菌实际上停止生长。适合霉菌生长的相对湿度为80%~90%,而当相对湿度超过95%时,是霉菌生长最为旺盛的条件。因此温度为30℃±2℃和相对湿度大于95%时,最适合于霉菌大量繁殖。海南岛的湿热气候正好适合于霉菌大量繁殖生长。
 

  如果电缆表面大量生长霉菌,对电缆的性能有较大影响,会引起:电缆表面变色、起麻点、腐烂;绝缘电阻、体积电阻率、介电强度下降,引起漏电,甚至绝缘击穿;绝缘和护套材料发生化学降解,材料机械性能明显降低,其作用;潮气水分进入电缆内部,引起严重的电气性能故障等。

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