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35kV 交联电缆进水问题的分析及处理
 
 

交联聚乙烯绝缘电缆由于具有机械性能好,安装维护方便,绝缘性能优异,传输容量比同截面油纸绝缘电缆大,生产工艺简便,利于大规模生产,能够将电力传输到架空线不能到达的区域等优点,所以在电力系统中应用日益广泛,构成输配电网络中一个重要部分。

交联聚乙烯绝缘电缆根据工程条件、环境特点、电缆类型和数量等因素,结合运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则可选择多种敷设方式,例如直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、沟道敷设、隧道敷设等等。采用地埋敷设电力电缆实现两个或多个电气设备之间的电能传输与连接,可以节约空间线路走廊,减少宝贵的土地资源消耗。而选用质量合格的电缆及附件产品,按照标准规范要求进行敷设安装,并严格保证施工质量,是电缆线路能安全可靠运行的前提和保障。

电缆内部进水分析 1.1 进水原因分析由于完整的新电缆在内部结构和材料上采取了多重防水、阻水设计,在两端密封完好的条件下是不会出现内部进水的现象。针对35 kV 电缆内部进水的原因,本文结合电缆制造、运输、敷设安装等环节进行深入分析:

1)交联电缆的生产过程中进水。电缆供货厂家的主要生产流程是:首先通过拉丝和绞合形成单根紧压型导体线芯;然后在其外部同时挤出导体半导电屏蔽、XLPE 绝缘和绝缘半导电屏蔽;接下来绕制保护带和金属屏蔽层;将三根电缆芯合并加填充料成缆;在三芯电缆外部包覆内护套、铠装钢带,最后才挤包一层聚氯乙烯外护套。厂家为了控制电缆生产质量,在生产工艺上采取很多方法防止水分渗入电缆,例如通过先进的生产设备实现导体半导电屏蔽、绝缘、绝缘半导电屏蔽三层共挤;交联聚乙烯绝缘采用干式交联方法进行交联。如果严格遵守整个生产流程,以目前先进的技术手段和生产设备在制造交联电缆时是不会出现电缆内部进水的问题。

2)运输和施工过程中进水。水进入电缆内部有三种可能的情况:一是电缆外护套层在运输和敷设施工中破裂,遭遇雨淋或水浸而使水进入电缆外护套之内;二是施工中不慎使电缆头破损进水。三是在安装施工中下雨时施工工人忘记对锯开的电缆端口作封套处理,导致雨水进行电缆内。

1.2 进水影响分析在第一种情况下,水经过外护套裂口进入电缆内部,铠装层的钢带会很快生锈,接着水分渗入填充料,使其吸水受潮,这种情况只对电缆的相间绝缘有影响,而对单相绝缘影响不大。第二、三种情况下,水可直接进入导体中。如果切开电缆导体线芯,观察其横断面,会发现多股线芯中有明水流出。如不及时将进水处理干净,电缆通电后可主绝缘靠近导体线芯侧产生水树枝,并进而导发电树枝,最后导致主绝缘击穿。因为交联电缆内部进水的后果严重性,所以只要发现交联电缆进水后,要立即停止敷设安装,详细分析进水原因,尽快查找出电缆破损处,并及时采取适当措施加以处理。

2 进水处理方法探讨

2.1 填充层内水分的处理针对仅进入到填充层深度的水分,由于其进去后吸附在填充料中,目视观察基本无明水,因此要想办法让其充分干燥。工程上可行的解决办法有以下两种: 1)将电缆两端锯开,进行良好通风,并放置于强烈阳光下爆晒。由于水分一般进去不深(30~50m)。干燥处理一段时间后,将电缆进水端锯掉3~5 m,如发现填充料已经充分干燥,脱水处理即告结束。 2)在未进水端制作专用吹气嘴,注入干燥氮气,注入气体压力保持在在0.12 MPa 左右。在进水端用微水测试仪测量空气中的水分含量,并将数值记录下来。每隔6 h 监测一次,总共监测48 h。再对一根未进水的电缆里的水分含量进行测量,比较两个含水量数值,直到两者接近方可为认为电缆导体线芯脱水完毕。需要注意的是:在吹氮干燥过程中,要定时用试纸检测电缆出气端口的水分。

2.2 导体中水分的处理先将电缆两端锯开,将距离进水端 30 m 处的电缆垫高2 m,让进水端口头部朝下;在另一端注入干燥氮气,使导体中的含水自然外流。如果电缆已敷埋在地下,进水外流不畅,可采用小型真空泵在进水端往外抽水,即将另一端打开,在进水端按电缆导体线芯分相抽水,用与单相线芯绝缘外径相近的塑料管(长30 cm 的透明管)套取一相,加热后密封好,另一端接上真空泵抽水。采用塑料管的原因在于其连接泵口方便,也便于监控抽水的过程,还可以暂时储存一定量的水。将真空泵启动,使其压力逐渐达到 1 个大气压以上,在加压过程中,导体中的水分被吸出,逐渐在塑料管中形成冰块。经过7~8 h 便可抽出500mL 的水量。在抽水过程中必须三相依次抽取,每相抽20~30 min 后进行换相,便于水气向外端聚集。因为导体中水结冰后不能流出,在整个抽水过程中要防止电缆主绝缘变形破坏。中国电线电缆网-线缆315 www.xianlan315.com抽完后,放在通风处爆晒三日,然后截下5 m 长的电缆,用干燥试纸檫其导体,如已干燥即进行电气试验。在整个处理过程中,在夜晚和雨天都要及时将电缆两端密封。有观点认为:电缆进水后相间绝缘尚好,只要绝缘层不破,不影响运行,但是导体易氧化、生锈,载流量下降;还由于通电后,水被气化,内压升高,电缆被挤压变形,甚至破裂。更严重的是产生水树枝状放电。所以一定要完全处理好后才能进行带电运行。

3 结论交联电缆内部进水的工程处理方法、建议: 1) 要求供货厂家在电缆生产完毕后应做防水处理,电缆热缩头要充分密封好。 2) 电缆敷设穿越道路时,应尽量避免直接穿越涵洞,建议挖开路面进行敷设。 3) 电缆牵引头应采用铅封结构,这样可使电缆端头受力均匀,避免出现热缩头受力破损或脱落问题;要采用电缆敷设架托起电缆,避免电缆直接在地面上拖行。 4) 在对导体中水分进行抽取的过程中,要三相导体线芯轮流进行,相互间隔为半小时。

 
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