交聯電纜

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交聯電纜范文第1篇

關鍵詞： 10kV交聯電力電纜 試驗方法 注意事項

電力電纜在生產、運輸、使用過程中可能受多種因素共同作用影響而出現質量問題，尤其是在施工過程中往往會因外部機械力作用出現扭曲、蹭等外部傷害，在投入使用后受雷擊、系統故障等引起內部傷害。因此，對電力電纜進行必要的試驗是及時發現質量問題、缺陷的主要途徑，對保障電網安全運行十分重要，我們需要依據國家電力行業相關標準對10kV交聯電力電纜進行直流耐壓試驗等多種項目的試驗。

一、10kV交聯電力電纜常見試驗方法

10kV交聯電力電纜的試驗方法和試驗項目種類很多，限于篇幅下文僅對直流耐壓試驗、泄漏電流試驗的相關內容進行分析和論述。

1.直流耐壓試驗

直流耐壓試驗是檢驗10kV交聯電力電纜絕緣缺陷的有效方法，能夠準確測得電力電纜的耐壓強度，及時發現電纜絕緣介質中的機械損傷等缺陷問題。其試驗原理在于直流電壓條件下電力電纜絕緣介質電位根據電阻分布，如果某部位的絕緣介質存在缺陷，與其相串聯的未損壞絕緣介質承受大部分電壓，從而發現存在缺陷的絕緣介質部位。

在直流電壓下，電力電纜絕緣的擊穿強度大致相當于交流電壓下的200%，因此可提高直流電壓強度來進行耐壓強度試驗。通常我們選擇兆歐表來檢測電纜絕緣性能，但用兆歐表檢測結果良好的電力電纜可能在直流耐壓試驗中出現絕緣擊穿，由此可見直流耐壓試驗的有效性遠遠強于普通的兆歐表檢測。

雖然直流耐壓試驗的適用范圍很廣，在絕大多數電纜絕緣缺陷檢測中的應用效果都十分顯著，但對于交聯聚乙烯絕緣電纜而言檢測效果一般，可能出現一定程度的副作用。究其原因，主要是交聯聚乙烯絕緣材料生產工藝較為特殊，為整體型絕緣材料，介電常數受溫度變化影響小，一般在2.1到2.3之間。交流電壓條件下該材料內的電場分布依據介電常數，電場強度分配與介電常數成反比，分布狀態很穩定，而在直流電壓條件下，電場強度分配與絕緣電阻率成正比，而且由于交聯聚乙烯材料生產時難免存在甲烷聚乙醇等雜質，導致材料內部的絕緣電阻率并不是均勻分布，因此最終我們看到的電場分布情況受絕緣材料自身不均勻性影響很大，難以作為缺陷分析診斷的標準依據。另外，電力電纜的電纜頭等部位雖然在交流電壓作用下存在某些缺陷，但在直流電壓作用下卻可能不會發生絕緣擊穿，而且在直流耐壓試驗的過程中可能因絕緣擊穿等對電力電纜其他正常部位的絕緣造成損害，并且會在交聯聚乙烯絕緣材料中出現累積效應，使電纜絕緣加速老化，使用壽命大幅度縮減。

以往在10kV交聯電力電纜的耐壓試驗中，通常采用預防性試驗，即按計劃將局部電網中的電力電纜停運，施加高強度電壓試驗，電纜若因外層損壞、潮濕等原因存在缺陷時會出現絕緣擊穿，再找出故障點予以修復，然后用高強度電壓進行耐壓試驗，確認無缺陷存在后投入正常使用。但是在這一過程中存在一些弊端，例如電纜停運時間過長將導致難以估量的損失，而且預防性試驗一般多在春季，工作量大而時間較短，導致工作人員勞動強度過大，很難對所有電力電纜的試驗情況進行細致分析，有些交聯聚乙烯電纜頻繁做預防性耐壓試驗很容易出現絕緣擊穿，而如果不做直流耐壓試驗使用性能和使用壽命可以滿足更長時間的安全穩定運行。因此，我們必須應用在線監測的手段來取代傳統的預防性試驗，使10kV交聯電力電纜試驗工作更科學、更合理、更長效。

2.泄漏電流試驗

泄漏電流試驗與直流耐壓試驗在原理上有很大的不同，通常直流耐壓試驗檢測電纜絕緣介質中的機械損傷、氣泡比較靈敏，而泄漏電流試驗多用來了解絕緣介質整體的受潮、劣化情況。在10kV交聯電力電纜試驗中，直流耐壓試驗與泄漏電流試驗往往緊密相連，通常泄漏電流是耐壓試驗中獲得的。由于微安表位置不同，或是是否采用屏蔽線等因素的差異，都會導致泄漏電流的測得數值不同，因此泄漏電流試驗的方法并不是根據泄漏電流數值判斷電流絕緣性能，而是根據泄漏電流變化趨勢來評估絕緣性能。

在評估電流絕緣性能狀況時，如果電纜絕緣性能良好穩態泄漏電流應保持不變或略有下降，而有缺陷的電纜往往有上升現象。另外，需要密切注意電壓變化引起的電流變化趨勢，如果電纜絕緣性能良好，當施加電壓提高時泄漏電流會先劇增再逐漸下降，保持電壓不變1分鐘后穩態電流值一般不到電壓提高伊始的20%。而如果電纜受潮，或是整體劣化嚴重，電流隨時間下降幅度很小，甚至可能上升。由此可以判定電纜絕緣性能狀態，對于絕緣性能較差的電纜應避免投入運行。

二、10kV交聯電力電纜試驗與故障防控的相關建議

10kV交聯電力電纜試驗是避免設備受損、提高電網運行安全性與穩定性的重要措施，借助試驗手段能夠及時掌握10kV交聯電力電纜的絕緣狀況，了解電力電纜絕緣內部的缺陷情況，采取檢修措施予以消除，缺陷問題嚴重的電纜則予以更換，從而避免電纜在運行過程中出現絕緣擊穿事故，導致停電、線路設備損壞等重大損失。在具體的試驗檢測工作中，我們必須嚴格按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》等規程的要求，對10kV交聯電力電纜進行全面的試驗，根據試驗標準對試驗操作進行規范，對試驗結果進行分析判斷，采取切實可行的措施消除故障隱患。

在做試驗時，需要將試驗數據與以往的試驗數據做比較分析，如果電纜主絕緣、外護套、內護套絕緣情況與以往試驗數據相差不大，且在合理范圍內時，可略過直流耐壓試驗的環節。如果有內護套破損，或是新制作電纜接頭等情況存在，有必要做直流耐壓試驗，以減少不必要的工作環節，節省人力和物力，避免頻繁試驗對電纜的不良影響，從而延長電纜的正常使用壽命。還需要注意的是，在完成試驗后，必須妥善保存第一手資料，以便于未來的數據比較和事故原因溯查。

為了有效避免10kV交聯電力電纜出現缺陷故障，我們不僅要從試驗的角度進行預防，還應在設計選型、敷設方式、材料選購和施工管理等方面著手，層層把關，全面保障電纜的質量，提高管理水平。首先，在設計選型上，連續生產的重要負荷電纜必須留有裕度，雖然初始投資較大但能夠有效減少電纜故障問題，整體經濟性更好。其次，敷設方式需要結合電網線路實際情況，因地制宜，如多雨且地下水位高的區域應避免直埋，又如區域內電纜較為集中可使用電纜井，再如離變電所遠的區域可使用架空電纜，選用電纜隧道時為防受潮和雨水流入，需做好通風措施和封堵雨水的措施，如選用電纜溝需做好加裝排水泵等防水措施。再次，在材料選購上，必須嚴把質量關，選擇高質量的電纜，采購人員應對電纜材料、工藝等有一定了解，對市場價格行情和廠家信譽度有全面的掌握，以確保購買到質量好、價格適宜的電纜，為避免電纜故障奠定良好的基礎。最后，在電纜施工過程中，必須做好施工質量的管理與監督審核，尤其要重視熱縮接頭施工質量，避免外護套破損。

結束語：

綜上所述，時代的發展對電力供應提出了更高的要求，電網建設與運營質量直接關系到千家萬戶的生活和各行各業的生產，做好10kV交聯電力電纜試驗是我們提高電網管理水平的有效措施之一。在具體工作中，我們要結合實際情況和具體需要，科學選擇試驗方法，規范試驗操作，充分利用試驗數據進行電纜性能評估，還要做好設計、選材、施工等諸多方面的工作，以保證電力電纜的質量，延長電纜的使用壽命。

參考文獻：

交聯電纜范文第2篇

摘 要：確認護層保護器的型號和規格符合設計要求且試驗合格、完好無損 ;剝除絕緣，壓好芯線接線端子：根據絕緣中間接頭的結構，剝除絕緣，壓好屏蔽線接線端子。（導體壓接后，表面要光滑、無毛刺;與絕緣中間接頭的接線端子連接）;將交叉互聯電纜穿入交叉互聯箱：剝除絕緣，按要求剝切線芯，表面要光滑、無毛刺，與接線端子連接;根據交叉互聯箱內部尺寸，剝除絕緣，去除多余的屏蔽導體，固定屏蔽導體。

關健詞：接地箱;接地保護箱;交叉互聯箱;安裝要求

0 引言

電力安全規程規定，電氣設備非帶電的金屬外殼都要接地，因此電纜的鋁包或金屬屏蔽層都要接地。通常35kV及以下電壓級的電纜都采用兩端接地方式，這是因為這些電纜大多是三芯的。在正常運行中，流過3個線芯的電流總和為零，在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈，這樣在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應電壓，所以兩端接地后不會有感應電流流過鋁包或金屬屏蔽層。但是當電壓超過35kV時，大多數采用單芯電纜，當單芯電纜線芯通過電流時，就會有磁力線交鏈鋁包或金屬屏蔽層，使它的兩端出現感應電壓。此時，如果仍將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯接地，則鋁包或金屬屏蔽層將會出現很大的環流，其值可達線芯電流的50%～95%，形成損耗，使鋁包或金屬屏蔽層嚴重發熱，所以高壓單芯電纜金屬護層要通過接地保護箱、交叉互聯箱等設備接地，若接地系統的設備安裝工藝不良或接線錯誤，則會造成金屬護層發熱，這不僅浪費大量電能，而且降低電纜的載流量，加速電纜絕緣老化，情況嚴重者甚至造成電纜線路重大事故發生，因此，接地系統設備安裝質量必須引起足夠的重識。

接地系統設備主要由接地箱、接地保護箱、交叉互聯箱等構成。

1 接地箱、接地保護箱、交叉互聯箱的結構及作用

（1）接地箱：主要由由箱體、絕緣支撐板、芯線夾座、連接金屬銅排等零部件組成，適用于高壓單芯交聯電纜接頭、終端的直接接地。

（2）接地保護箱：主要由箱體、絕緣支撐板、芯線夾座、連接金屬銅排、護層保護器等零部件組成，適用于高壓單芯交聯電纜接頭、終端的保護接地，用來控制金屬護套的感應電壓，減少或消除護層上的環形電流，提高電纜的輸送容量，防止電纜外護層擊穿，確保電纜的安全運行。

（3）交叉互聯箱：主要由箱體、絕緣支撐板、芯線夾座、連接金屬銅排、電纜護層保護器等零部件組成，適用于高壓單芯交聯電纜接頭、終端的交叉互聯換位保護接地，用來限制護套和絕緣接頭絕緣兩側沖擊過電壓升高，控制金屬護套的感應電壓，減少或消除護層上的環形電流，提高電纜的輸送容量，防止電纜外護層擊穿，確保電纜的安全運行。

箱體機械強度高，密封性能好，具有良好的阻燃性、耐腐蝕性;其內接線板導電性能優良;護層保護器采用Zn0壓敏電阻作為保護元件;護層保護器外絕緣采用絕緣材料制成，電氣性能優越，密封生能好，具有優良的伏安曲線特性。

2 接地箱、接地保護箱、交叉互聯箱的安裝要求和方法

電纜接地系統包括電纜接地箱、電纜接地保護箱（帶護層保護器）、電纜交叉互聯箱等部分。一般容易發生的問題主要是箱體密封不好進水導致多點接地，引起金屬護層感應電流過大。所以箱體應可靠固定，密封良好，嚴防在運行中發生進水。

2.1 安裝要求

（1）安裝應由經過培訓的熟悉操作工藝的工作人員進行。

（2）仔細審核圖紙，熟悉電纜金屬護套交叉換位及接地方式。

（3）檢查現場應與圖紙相符。終端及中間接頭制作完畢后，根據圖紙及現場情況測量交叉互聯電纜和接地電纜的長度。

（4）檢查接地箱、接地保護箱、交叉互聯箱內部零件應齊全。

（5）確認交叉換位電纜和接地電纜符合設計要求。

2.2 安裝方法

交叉互聯箱、接地箱按照圖紙位置安裝;螺釘要緊固，箱體牢固、整潔、橫平豎直。根據接地箱及終端接地端子的位置和結構截取電纜，電纜長度在滿足需要的情況下，應盡可能短。

2.2.1 接地箱、接地保護箱安裝操作

（1）剝除兩端絕緣，壓好一端的接線端子;接地電纜應一致美觀，嚴禁電纜交叉;再將電纜另一端穿入接地箱的芯線夾座中，擰緊螺栓。注意：剝除絕緣、壓好接線端子、導體壓接后，邊面要光滑、無毛刺;電纜與接地箱和終端接地端子連接牢固。

（2）安裝密封墊圈和箱蓋，箱體螺栓應對角均勻、逐漸緊固。

（3）按照安裝工藝的要求密封出線孔。

（4）在接地箱出線孔外纏相色，應一致美觀。

（5）接地電纜的接地點選擇永久接地點，接觸面抹導電膏，連接牢固。

（6）接地采用圓鋼，焊接長度應為直徑的6倍，采用扁鋼應為寬度的2.5倍。扁鋼、圓鋼表面按要求涂漆。

2.2.2 交叉互聯箱安裝操作

（1）確認護層保護器的型號和規格符合設計要求且試驗合格、完好無損。

（2）剝除絕緣，壓好芯線接線端子：根據絕緣中間接頭的結構，剝除絕緣，壓好屏蔽線接線端子。注意：導體壓接后，表面要光滑、無毛刺;與絕緣中間接頭的接線端子連接。

（3）將交叉互聯電纜穿入交叉互聯箱：剝除絕緣，按要求剝切線芯，表面要光滑、無毛刺，與接線端子連接;根據交叉互聯箱內部尺寸，剝除絕緣，去除多余的屏蔽導體，固定屏蔽導體。

（4）重復上述步驟，將A、B、C三相交叉換位電纜連接好，應一致美觀。整個線路交叉互聯箱相位必須一致。

（5）安裝密封墊圈和箱蓋，箱體螺栓應對角均勻、逐漸緊固。

（6）按照安裝工藝的要求密封出線孔。

（7）在交叉互聯箱出線孔外纏相色，應一致美觀。

（8）接地電纜的接地點選擇永久接地點，接地面抹導電膏，連接牢固。

交聯電纜范文第3篇

關鍵詞：交聯電力電纜；熱收縮；熱應力

交聯電纜的熱收縮性能是交聯電力電纜的主要性能指標之一，最初于1984年由GIGRE在發表解決高壓交聯電纜運行中的熱機械特性問題的相關研究中提出。經過近30年的發展，對于該問題及其深層次的熱應力的研究已經成為繼交聯電纜水樹老化機理、交聯化學反應動力學理論研究后又一新興的理論研究項目。目前歐洲NOKIA公司、國內白城電工、南京工藝等主要電纜設備供應商均將該理論用于生產實踐中用以提高電纜產品的質量。

一、 交聯電纜熱收縮性能的基本概念

所謂交聯電纜熱收縮性能，是表征成品電纜的交聯聚乙烯絕緣在受熱狀態下絕緣回縮比率的一個量值。一般檢驗條件設置在受熱溫度130℃、時間1小時。加熱冷卻后觀察電纜絕緣回縮情況并計算其收縮率。究其原理，該試驗主要體現了交聯聚乙烯絕緣電纜的熱應力特性。交聯聚乙烯絕緣的熱應力屬于材料及其加工過程中固有應力的一種，由巨分子（結晶）和擠壓產生并會留在絕緣材料中。在電纜工作受熱過程中，由于加熱熔化使得巨分子的自然定位被取消，在冷卻時若不能完全達到原有定位，其結果是所謂“被凍結”的應力可能通過外界力或熱的作用被釋放，例如原來的形狀通過收縮而改變。熱收縮試驗正是利用這種宏觀上的表征來體現熱應力殘留并變化的情況。

二、 近年來監督抽查絕緣熱收縮試驗情況分布介紹

近年來，國家對電線電纜的質量空前重視，每年均會組織相關的監督類檢驗，交聯聚乙烯絕緣電力電纜的合格率通常保持在75%-85%之間，而不合格的樣品中，熱收縮試驗不合格占大多數。其中，小截面、導體為一類導體的，其熱收縮變得較難合格，相比而言，大截面電纜相對較好，但是仍然存在熱收縮不合格的情況。熱收縮的性能已成為繼熱延伸、老化試驗后第三個不容易控制的指標。

三、 熱收縮性能出現問題的原因分析

絕緣熱收縮試驗代表了絕緣熱應力殘留的情況，因而分析熱收縮性能出現問題的原因也應該從熱應力的產生和釋放著手。

首先、交聯電纜的絕緣線芯是由交聯聚乙烯絕緣包覆導體而成，表1顯示了構成絕緣線芯的三種主要材質的線膨脹系數β值而兩者的線膨脹系數相差近10-30倍。

由于不同線膨脹系數兩種材料的組合，在電纜生產過程中，產生熱應力是不可避免的。再者、交聯絕緣在冷卻過程中，由于和導體緊密地結合在一起，且兩者熱膨脹系數相差很大，絕緣無法回縮，造成了軸向應力（同時可包含軸向應變）。同時，若生產企業為了提高生產速度，希望絕緣表面較快冷卻，而絕緣中間層尚未完全冷卻，使絕緣無法向導體中心回縮，轉而向絕緣體中間回縮，會是在導體表面絕緣上造成了徑向拉應力。幾種應力會保留在電纜絕緣中并在室溫狀態下處于“凍結”狀態。而一旦電纜受熱（其在正常工作狀態下通常都會受熱），該應力就會被釋放出來產生破壞性影響。如：徑向和切向應力會使導體附近的絕緣向絕緣體中間拉伸，導體附近的絕緣處在各項拉伸力的作用下絕緣性能會大大降低。

其次，生產線的結構因素也會影響熱應力的釋放。生產線中交聯管通常由加熱、冷卻和預冷三部分組成，且加熱管和冷卻管愈長則生產速度快。一般對于預冷管的重視不夠，平均給予冷卻管長度僅為9-11米。此時的預冷管和加熱管不成比例，生產出的高溫絕緣線芯不能得到很好的預冷、直接進入水中冷卻，定會造成電纜絕緣內的熱應力無法釋放。該類絕緣不僅表現在熱收縮性能無法到要求，其原始抗張性能一般也較低，伸長也不理想，經135℃烘箱老化后反而能消除熱應力，使得老化后的張力和伸長率反而提高。更有甚者，過大的熱應力會造成交聯絕緣結晶結構的應力開裂，除收縮外還可能引起局部放電不合格。

再次，在生產線結構中，冷卻水溫度和水位高度對于預應力釋放也會有一定影響。預冷管中約有一半長度以N2氣為預冷卻介質，另一半長度為水。如水位過高，就縮短了N2氣為預冷卻部分的長度，造成絕緣內的預應力不能完全釋放，同時由于交聯聚乙烯材質的熱容量較大，冷卻水的溫度也不應太低，交聯管管壁的溫度也需與預冷管相配套，否則，在高速生產時有可能產生絕緣表面與中部溫度冷卻不均勻，從而產生熱應力，或是導致其釋放不均勻。

同時，企業在生產過程中選擇材料的不同（如選擇低密度聚乙烯或是線型低密度聚乙烯）、擠塑時助劑相容性的好壞、混料時是否均勻、加工工藝與模具的選擇（使用一步法或是使用二步法進行交聯、使用擠管或是使用擠壓）都可能引起內應力或是應力釋放條件的變化。

熱應力殘留或釋放不均會導致熱收縮試驗不合格，其后果可能會造成較大的安全事故。如：某大型工廠一根110kV交聯電纜在竣工前加裝了連接盒，投入使用后不久就發現電纜和連接盒之間界面發現擊穿，發生事故的主要原因歸咎于電纜內的熱應力。電纜在運行中因熱應力收縮變形，在界面產生很大的縫隙，結構性能再好的界面或是粘結力再高，也有可能拉開，從而造成事故。同時，在小型電力系統中，熱收縮也會導致各類結頭，或是接頭與線之間接觸不良，引發各種用電事故甚至安全事故。

四、 改進熱收縮性能的建議

要改進交聯電纜熱收縮性能，對于高壓電纜，可以采取措施消除熱應力，早在七十年代中，為消除高壓交聯電纜的熱應力，瑞典Sieverts公司就采取了烘房收線方式以消除電纜絕緣的內在預應力。NOKIA公司開發了冷卻退火裝置，即在冷卻管中間加裝一段加熱管，使絕緣表面再恢復到結晶熔化溫度，再進入正常的冷卻過程。

對于中低壓電纜，可控制生產速度，使生產速度不要太快，加熱管溫度也不能太高，要留有一定長度的預冷管，同時，應考慮材料的拉伸比，根據其特點選用模具。還可采用半擠管式擠塑、用分段水槽冷卻，第一段使用溫水冷卻方式，在控制應力的同時使其得到釋放。綜合下來即可有效的消除部分熱應力。

在交聯電纜生產中，還應重視溫度和速度的選擇，若采用計算機軟件分析、設定，會比用經驗直接調整溫度和速度要科學、有效地多。同時，應定期清理管壁上的污垢，以防止污垢的存在大幅降低生產效率并破壞生產環境，特別是需要避免盲目的提高溫度后造成電纜熱應力增加的情況。

參考文獻

1.E.H Ball “Development of cross-linked polyethylene insulation for high voltage cables” CIGRE

2.GB/T 12706-2008 額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及其附件

交聯電纜范文第4篇

摘要：電纜終端是電纜線路中的關鍵部位，也是整條線路中的絕緣薄弱環節，是電纜運行故障的多發點。本文分析了電纜終端故障的原因，通過故障設備的解剖與現場分析，就如何預防電纜終端故障提出了對策。

關鍵詞：戶外電纜頭 故障 原因分析

交聯聚乙烯電纜以其施工工藝簡單，制造便捷，運行穩定得到了越來越廣泛的應用。隨著時間的推移，交聯聚乙烯電纜在運行中也出現了許多問題，而戶外電纜終端在電纜故障中占有相當大的比例。電纜終端是安裝在電纜線路末端，具有一定絕緣和密封性能，用以將電纜和其他電氣設備相連接的電纜附件。早期的戶外電纜終端多以瓷套型為主。運行中的戶外電纜終端常見故障主要有：機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化、過電壓、過熱等。

1、故障例證分析

2012年1月，我市平中大街分接箱10kV線路交聯電纜分支電纜終端頭在運行中分接箱質量問題。該電纜是由環網柜分支電纜頭至分接箱電纜頭，長度越160m，電纜型號YJLV22-3×120mm2 10kV交聯聚乙烯鉛護套電纜，2007年投入運行，事故前無異常情況。事故時附近人員聽到一聲巨響，周圍可見燒黑的碳質，故障相（B相）電纜終端頭僅剩上下金屬固定部分，其他兩相電纜終端無異常。

1.1交聯電纜接頭故障原因分析

由于電纜附件種類、形式、規格較多;質量參差不齊;施工人員技術水平高低不等;電纜接頭運行方式和條件各異,致使交聯電纜接頭發生故障的原因各不相同。由于交聯電纜與油紙電纜的介質不同,接頭發生故障的原因有很大的差異,油紙電纜接頭發生故障主要是絕緣影響,而交聯電纜接頭發生故障主要是導體連接。交聯電纜允許運行溫度高,對電纜接頭就提出了更高的要求,使接頭發熱問題就顯得更為突出。接觸電阻過大、溫升加快、發熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚,又使接觸電阻更大,溫升更快。如此惡性循環,使接頭的絕緣層破壞,形成相間短路,引起爆炸燒毀。造成接觸電阻增大的原因有以下幾點。

1.1.1工藝不佳。主要是指電纜接頭施工人員在導體連接前后的施工工藝。連接金具接觸面處理不佳。無論是接線端子或連接管,由于生產或保管的條件影響,管體內壁常有雜質、毛刺和氧化層存在,這是不為人們重視的缺陷,但對導體連接質量的影響,頗為嚴重。特別是鋁表面極易生成一層堅硬而又絕緣的氧化鋁薄膜,使鋁導體的連接要比銅導體的連接增加不少麻煩,工藝技術的嚴格性也要高得多。運行證明當壓接金具與導線的接觸表面愈清潔,在接頭溫度升高時,所產生的氧化膜就愈薄,接觸電阻就愈小。

1.1.2導體損傷。交聯絕緣層強度較大剝切困難,環切時施工人員用電工刀左劃右切,有時干脆用鋼鋸環切深痕,往往掌握不好而使導線損傷。剝切完畢雖然不很嚴重,但在線芯彎曲和壓接蠕動時,會造成受傷處導體損傷加劇或斷裂,壓接完畢不易發現,因截面減小而引起發熱嚴重。

1.1.3導體連接時線芯不到位。導體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm,但因產品孔深不標準,易造成剝切長度不夠,或因壓接時串位使導線端部形成空隙,僅靠金具壁厚導通,致使接觸電阻增大,發熱量增加。

1.1.4壓力不夠?，F今有關資料在制作接頭工藝及標準圖中只提到電纜連接時每端的壓坑數量,而沒有詳述壓接面積和壓接深度。造成導體連接壓力不夠有的主要原因壓接機具壓力不足、連接金具空隙大、假冒偽劣產品質量差。

1.1.5截面不足：將交聯電纜連接金具截面不足將是交聯電纜接頭發熱嚴重的一個重要原因。

1.1.6散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭,不僅繞包絕緣較電纜交聯絕緣層為厚,而且外殼內還注有混合物,就是最小型式的熱縮接頭,其絕緣和保護層還比電纜本體增加一倍多。當電纜滿負荷時,電纜芯線溫度達到90℃,接頭溫度會達140℃左右,當溫度再升高時,接頭處的氧化膜加厚,接觸電阻隨之加大,在一定通電時間的作用下,接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物,導致故障發生。綜上所述增加連接金具接點的壓力、降低運行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進連接金具的結構尺寸、選用優質標準的附件、嚴格施工工藝是降低接觸電阻的幾個關鍵因素。

1.2 提高交聯電纜接頭質量的對策

由于交聯電纜接頭所處的環境和運行方式不同,所連接的電氣設備及位置不同,電纜附件在材質,結構及安裝工藝方面有很大的選擇余地,但各類附件所具備的基本性能是一致的,所以應加強以下幾點措施來提高接頭質量。(1)必須選用技術先進、工藝成熟、質量可靠、能適應所使用的環境和條件的電纜附件。(2)采用材質優良、規格、截面符合要求,能安全可靠運行的連接金具。(3)選用壓接噸位大、模具吻合好,壓坑面積足,壓接效果能滿足技術要求的壓接機具。(4)培訓技術有素、工藝熟練、工作認真負責,能勝任電纜施工安裝和運行維護的電纜技工。交聯電纜各種接頭發生故障的原因也就各不相同,除發熱問題外,對于密封問題、應力問題、聯接問題、接地問題等引起的接頭故障也應予以重視。

1.3 預防措施

電纜終端與中間接頭是線路中關鍵部位，也是整條線路中的絕緣薄弱環節，是電纜運行故障的多發點。因此對電纜終端要加強監視和巡查，及時發現異常情況，避免事故的發生。

1.3.1施工工藝方面：對電纜頭的制作、絕緣密封與設備的連接等工藝技術性要求很強的工作，要求施工人員必須嚴格按規定的工藝要求進行施工，并須由經過電纜專業技術培訓和熟悉工藝的人員進行施工。其次在進行電纜頭制作或與電纜設備連接過程中，必須嚴格按施工工藝要求加強檢查監督，根據不同安置環境、作業條件進行檢查，保證密封良好，防止外界水分和有害物質侵入到絕緣內部中，保持密封性。嚴禁在雨霧中進行施工。

交聯電纜范文第5篇

【關鍵詞】交聯聚乙烯；XLEP；水樹枝；電樹枝；直流耐壓；交流耐壓

電力電纜經常作為發電廠、變電所及工礦企業的動力引入（或引出）線，在城鄉電網中大量使用。聚乙烯（PE）由于其良好的電、熱和機械性能而廣泛應用于電力電纜絕緣，特別是交聯聚乙烯（XLPE）絕緣。目前，在國際和國內已有越來越多的交聯聚乙烯（XLPE）絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。XLPE電纜以其合理的結構、工藝以及優良的電氣性能等優點，在國內外被越來越廣泛使用。

但是，近年來的運行和研究表明，交聯電纜的絕緣材料長期在潮濕環境下運行，由于水的滲透、飽和、凝結現象，會在半導電層的凸起、雜質等缺陷處引發水樹枝。水樹枝老化是聚烯電力電纜在潮濕環境下發生絕緣擊穿的主要誘因，水樹枝發展到一定程度就會在水樹枝的尖端引發帶電樹枝放電，造成絕緣老化、損傷，影響電纜的絕緣性能，危及電纜安全運行。因此，充分認識交聯電纜的絕緣特性，對保障設備乃至系統的安全運行具有十分重要的意義。

一、XLPE絕緣缺陷的主要形式及成因

1、水樹枝

水樹枝[1]主要是由于在絕緣體中不規整部位（如在絕緣/半導電層表面）的水分產生局部凝縮；同時在電纜制造過程中和從外部環境侵入的少量的水在絕緣物中是均勻分布的。但水分子在電場作用下，因極化而產生極化遷移，被不規整部位所吸引，逐漸積累產生水氣的局部過飽和狀態。在不規整部位的微空隙和多孔性不純物的自由空間產生的液態的水，浸入XLPE絕緣，在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點是引發樹枝的空隙含有水分，且在較低的場強下發生。水樹枝的數量隨環境相對濕度的提高而增加，同時電壓越高，水樹枝發展速度越快。線芯進水的電纜、絕緣層中含有水分的電纜以及水中運行的電纜很容易引發水樹枝。（如圖1）

2、電樹枝

電纜在運行過程中，絕緣易造成老化破壞，主要是由于絕緣內部放電產生細微開裂，形成細小的通道，其通道內空，管壁上有放電產生的碳粒痕跡，呈冬天樹枝狀，分支數少而清晰，從而形成電樹枝俗稱電樹。XLEP電纜在敷設和運行期間，當機械應力或外力造成電纜護套及絕緣損傷或接頭損壞時，潮氣或水分就會沿著線纜縱向和徑向間隙浸入，致使XLEP電力電纜絕緣在運行電壓下生成水樹枝的概率迅速上升。水樹枝生長到一定長度即會在水樹枝尖端引發永久性電樹枝缺陷，并在較短時間內導致電纜絕緣擊穿，造成停電事故。（如圖2）

圖1 水樹枝形成過程

圖2 電樹枝形成過程

電樹枝往往在絕緣內部產生細微開裂，形成細小的通道，并在放電通道的管壁上產生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產生，將會使介質損耗增加，絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此，電纜中的電樹枝和水樹枝對電纜的電氣性能將會帶來嚴重的故障隱患。

二、交聯聚乙烯電纜的試驗方法

在電力系統預防性試驗中，雖然對電力設備進行了一系列非破壞性試驗，能發現很多絕緣缺陷。但因其試驗電壓較低，往往對某些缺陷，特別是局部缺陷還不能檢出。這對保證安全運行是不夠的。為了進一步暴露電力設備的絕緣缺陷，檢測設備絕緣水平（稱電力設備絕緣耐受電壓能力的大小為絕緣水平，通常用試驗電壓表示）和確定能否投入運行，有必要進行破壞性試驗即耐壓試驗[2]。根據《規程》規定，現場電力設備絕緣預防性試驗中的破壞性試驗有交流耐壓試驗和直流耐壓試驗。

1、XLPE在交、直流電壓下的電場分布不同。在直流電壓作用下，XLPE絕緣層內電場強度是按照電阻率分布的，而XLPE電纜絕緣層中的材料含有很多成分，其電阻率分布是不均勻的，同時電阻率受溫度等因素影響比較大。這就可能在直流試驗過程中出現絕緣層有的地方電場很強，有的地方電場卻比較弱的情況，導致局部絕緣擊穿。而在交流電壓下，XLPE絕緣層內的電場強度是按介電常數反比例分配的，XLPE的介電常數受溫度變化影響較小，因此種分配比較穩定。除此以外，由于電纜絕緣的電場分布取決于材料的體積電阻率，而交流電壓下的電場分布取決于各介質的介電常數，特別是在電纜終端頭、接頭盒等電纜附件中的直流電場強度的分布和交流電場強度的分布完全不同，而且直流電壓下絕緣老化的機理和交流電壓下的老化機理不相同。

2、由于XLPE絕緣介質的體積電阻率很高，達1017Ω?m以上，在直流電場作用下，容易產生和聚集空間電荷，使得XLPE介質中局部缺陷處的電場發生畸變，局部電場強度急劇增強至10倍以上，達到30kV/mm，遠遠超過電纜介質的擊穿場強而導致介質局部擊穿，形成介質樹枝狀不可逆早期劣化，甚至發生擊穿故障。

3、XLPE電纜在直流電壓下會產生“記憶”效應，存儲積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗引起的單極性空間電荷，空間電荷受介質高電阻的限制不能在短時期內泄漏，在介質局部形成空間電荷附加電場。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行，由空間附加電場與外施工頻電場疊加成為很高的局部電場時，使得電纜上的電壓值遠遠超過其額定電壓，嚴重時會發生電纜絕緣擊穿。即使電纜在通過了直流耐壓試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷，它將加速絕緣老化縮短使用壽命。這些現象在XLPE電力電纜直流耐壓試驗時經常發生，如直流耐壓試驗合格的電纜線路正常送電后不久就發生擊穿故障。

4、XLPE電纜最致命的弱點是絕緣內易產生水樹枝，空間電荷的附加電場效應加強了水樹枝尖端處的電場而引發介質局部放電，釋放大量高能帶電粒子，不斷地轟擊水樹枝端部和水樹枝通道壁的介質分子鏈段，使得介質分子鏈段斷鏈、降解，水樹枝快速轉變成為電樹枝，加速了XLPE電力電纜絕緣性能早期劣化，以至于運行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹枝在交流工作電壓下還能保持相當的耐壓值，并能保持一段時間。

5、XLPE的半導體凸出處和污穢點等處容易產生空間電荷。但如果在試驗時電纜終端頭發生表面閃絡或電纜附件擊穿，會造成電纜芯線上產生波振蕩，在已積聚空間電荷的地點，由于振蕩電壓極性迅速改變為異極性，使該處電場強度顯著增大，可能損壞絕緣，造成多點擊穿。

6、直流耐壓試驗不能有效發現交流電壓作用下的某些缺陷，如在電纜附件內，絕緣若有機械損傷或應力錐放錯等缺陷。在交流電壓下絕緣最易發生擊穿的地點，在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發生在交流工作條件下絕緣平時不發生擊穿的地點，因此直流耐壓試驗不能模擬高壓交聯電纜的運行工況。

7、若使用交流測試電壓，當達到電壓峰值時，無論是正極性還是負極性峰值時，待測絕緣體都承受最大壓力。因此，如果決定選擇使用直流電壓測試，就必須確保直流測試電壓是交流測試電壓的√2倍，這樣直流電壓才可以與交流電壓峰值等值。例如：1500V 交流電壓，對于直流電壓若要產生相同數量的電應力必須為 1500×1.414即2121V直流電壓。因此，要加到相同的電壓強度，所加的直流電壓近似為交流電壓的1.5倍。

8、交流耐壓測試的優點在于，它可以檢測所有的電壓極性，這更接近與實際的實用情況。另外，由于交流電壓不會對電容充電，因此大多數情況下，無需逐漸升壓，直接輸出相應的電壓就可以得到穩定的電流值。并且，交流測試完成后，無需進行樣品放電。直流耐壓測試的不足在于它只能在一個方向施加測試電壓，不能像交流測試那樣可以在兩個極性上施加電應力，而多數電子產品正是在交流電源下進行工作的。

三、交流試驗方法舉例

既然直流耐壓試驗不能模擬交聯電纜的運行場強狀態，不能達到我們所期望的檢驗效果，自然就應該轉向用交流耐壓試驗來考核交聯電纜的敷設和附件的安裝質量。有以下幾種交流試驗的方法可供選擇。

1、超低頻0.1Hz耐壓試驗

因被試交聯電纜的電容量很大，工頻試驗時所需試驗變壓器的容量也要很大，導致試驗設備笨重而不適用于現場使用。采用0.1Hz作為試驗電源【2】，理論上可以將試驗變壓器的容量降低到1/500，試驗變壓器的重量可大大降低，可以較容易地移動到現場進行試驗。目前，此種方法主要應用于中低壓電纜的試驗，由于電壓等級偏低，還不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。

2、振蕩電壓試驗

振蕩電壓試驗方法的基本思路是利用電纜等值電容與電感線圈串聯諧振原理，使振蕩電壓在多次極性變換過程中電纜缺陷處會激發出局部放電信號，通過高頻耦合器測量該信號從而達到檢測目的[3][4]。此種方法比直流耐壓試驗方法有效，但仍不如工頻試驗有效。

3、調頻式諧振耐壓試驗[5]

可調電感型諧振試驗系統可以滿足耐壓要求，但由于重量大，可移動性差，主要用于試驗室。而變頻諧振試驗方法不但能滿足高壓交聯電纜的耐壓要求，設備因體積小，重量輕，諧振頻率易于調節，因而宜在現場試驗中使用。該方法采用固定電抗器作為諧振電抗器，試驗變壓器及試驗電壓由調諧電源提供，以調頻的方式實現諧振，頻率的調節范圍為30-300Hz，符合CIGRE WG21.09《高壓擠包絕緣電纜竣工試驗建議導則》中推薦使用工頻及近似工頻（30～300Hz）的交流電壓。這種交流電壓可以重現與運行工況下相同的場強，并已被證明是最有效的方法。

四、結論

本文主要針對現為廣泛應用的交聯聚乙烯電纜的絕緣缺陷的成因做簡要分析，在此基礎上簡要分析兩種檢測其絕緣缺陷耐壓試驗方法的優缺點，同時簡要分析了幾種耐壓試驗的適用情況。綜合而言，相比交流耐壓試驗，直流耐壓試驗的主要缺點是由于交、直下絕緣內部的電壓分部不同，直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流更接近實際。交流耐壓試驗對絕緣的考驗非常嚴格，能有效的發現較危險的集中性缺陷。它是鑒定電氣設備絕緣強度最直接的方法，對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義，也是保證設備絕緣水平、避免發生絕緣事故的重要手段。

參考文獻：

[1]王元昌.交聯聚乙烯（XLEP）電纜水樹枝老化機理及試驗方法.

[2]陳化鋼.電力設備預防性試驗方法及診斷技術.

[3]林曉宇，黃瑞.交聯聚乙烯電纜現場交流耐壓試驗.