中壓交聯(lián)絕緣水樹隱患的分析與對策

中壓交聯(lián)絕緣水樹隱患的分析與對策1前言交聯(lián)聚乙烯絕緣自五十年月問世以來,因其電氣絕緣性能好，抗酸堿，耐腐蝕，長期允許工作溫度高，制造工藝簡潔，安裝便利，修理簡單等優(yōu)點(diǎn)，已完全取代油浸紙絕緣電纜，成為城市供電網(wǎng)絡(luò)的最重要的載體。我公司也在近十多年來大量使用交聯(lián)電纜，但在其運(yùn)行過程中逐步暴露出來絕緣材料劣化的問題，足以引起我們技術(shù)人員的重視和熟悉。近十年的討論和運(yùn)行閱歷表明,聚乙烯絕緣層的破壞緣由，主要是絕緣材料樹枝化,據(jù)武漢高壓討論所專家介紹目前國內(nèi)市場上使用的非抗水樹中壓電纜普遍的使用壽命在8～10年之間。而美國西海岸四周敷設(shè)的161根聚乙烯電纜，運(yùn)行了1～11年以后，檢查已損壞和未損壞的電纜截面發(fā)覺，樹枝化現(xiàn)象相當(dāng)普遍，運(yùn)行五年以上者，幾乎有一半產(chǎn)生了樹枝化。雖然樹枝化與電纜壽命之間無明確的關(guān)系式，但是樹枝化無疑降低了電纜的使用壽命。本文將分析電纜水樹枝的隱患，并提出相應(yīng)對策。2電纜絕緣的水樹枝劣化自1967年發(fā)覺XLPE絕緣水樹老化后，目前已確認(rèn)它成為XLPE電纜老化的主要現(xiàn)象之一。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示交聯(lián)電纜受潮，在電場作用下產(chǎn)生水樹枝劣化，水樹枝是直徑為0.1μm到幾個(gè)μm的布滿水的氣隙集合，水樹枝會造成局部應(yīng)力增加，可能成為電樹枝的發(fā)源地。高溫下，水樹枝里可能發(fā)生顯著的氧化，導(dǎo)致吸水性增大，導(dǎo)電性增高，最終熱擊穿；即使在低溫下，水樹枝經(jīng)較長時(shí)間氧化或轉(zhuǎn)化為電樹枝，也會造成絕緣的破壞。電纜絕緣中的雜質(zhì)，氣孔以及內(nèi)外半導(dǎo)體層的不勻稱處形成的局部高電場部位是發(fā)生水樹枝的起點(diǎn)。它在高溫柔溝通電場作用下逐步向電樹枝轉(zhuǎn)移，直至絕緣擊穿造成故障。特殊是當(dāng)電纜長期浸泡在水中時(shí)，任何施工過程中的不當(dāng)和外力的作用假如沒有很好的防水結(jié)構(gòu)，那么電纜更簡單產(chǎn)生絕緣的水樹枝老化，從而造成絕緣的破壞，這樣將會大大縮短電纜的使用壽命。水樹枝產(chǎn)生的機(jī)理見圖1。<imgalt=““src=“/UploadFiles/2015001/20155/Tech/2015525224239.jpg”/圖1水樹枝產(chǎn)生氣理水樹枝與相對濕度和電壓的關(guān)系見圖2。

<imgalt=““src=“/UploadFiles/2015001/20155/Tech/2015525224247.jpg”/.－相對濕度=96％×－相對濕度=85％○－相對濕度=75％

圖2水樹枝數(shù)目與電壓的關(guān)系由此可知產(chǎn)生水樹枝的內(nèi)在緣由是電纜本身的質(zhì)量，即電纜絕緣內(nèi)部的雜質(zhì)、氣泡、殘留微水份;外部緣由是電場和侵入電纜內(nèi)部的濕汽。我公司交聯(lián)電纜的使用已有十幾年的歷史，水樹枝劣化的隱患將會在幾年后形成重大威逼。3交聯(lián)電纜運(yùn)行狀況分析我公司對交聯(lián)絕緣電纜的使用從1995年開頭至今已近12年的歷史，從數(shù)量上35kv電纜有1401.5公里/1413根；10kv電纜有6102.2公里/23547根，其變化率如圖示：

<imgalt=““src=“/UploadFiles/2015001/20155/Tech/2015525224256.jpg”/

綜觀這些年來交聯(lián)電纜使用和運(yùn)行，總體上狀況良好，僅發(fā)生4次故障，如下：故障性質(zhì)故障時(shí)間電纜名稱電纜型號投運(yùn)日期運(yùn)行2005.8.1江84（江田）YJV22-8.7/10,3*4002003.11.14運(yùn)行2005.3.18申疏184YJV-26/35.3*4001996.6運(yùn)行2005.11.23松其183YJV-26/35.3*4002004.12耐壓1995.7先17（先鋒）YJV22-10.3*400當(dāng)天耐壓擊穿雖則電纜運(yùn)行故障僅三例，卻對電網(wǎng)的連續(xù)供電造成了極為不利的隱患，總結(jié)和剖析誘發(fā)電纜故障的起因不僅能起到保證電網(wǎng)的供電牢靠性，而且在降低事故率的同時(shí)有效地降低了供電成本。所以很有必要對已發(fā)生的電纜故障進(jìn)行解普剖分析。[舉例分析]l

江84（江田——中山廣場乙）電纜故障分析電纜型號：YJV22-8.7/10,3*400電纜

：2721米投運(yùn)日期：二00三年十一月十四日故障日期：二00五年八月一日運(yùn)行時(shí)間：21個(gè)月故障性質(zhì)：B相接地江84（江田——中山廣場乙）電纜運(yùn)行在近二年時(shí)間里便發(fā)生了B相接地故障，故障地點(diǎn)在松江區(qū)的洞涇路過廠區(qū)大門口的鋼管內(nèi)（近萬華路），故障的詳細(xì)部位是電纜本體。故障被排解后，系統(tǒng)恢復(fù)了正常運(yùn)行。然而從被鋸除的故障段電纜查看，在外護(hù)套沒有觀察明顯燒穿的痕跡，于是用5000v搖表測試故障段電纜絕緣時(shí)發(fā)覺：B=3兆歐,A相和C相絕緣均為無窮大，依據(jù)搖測得到的數(shù)據(jù)分析，確認(rèn)該段電纜的B相確定存在問題，然后我們對近30米的故障段電纜逐段鋸下，進(jìn)行認(rèn)真檢查，全面解剖，逐段逐相