電力電纜直埋 絕緣電阻會下降嗎

直埋電力電纜絕緣電阻下降導(dǎo)致電纜線路的現(xiàn)象常常發(fā)作,也是電纜用戶與電纜制造廠發(fā)作質(zhì)量事端膠葛最多的項(xiàng)目。需要從電纜資料、電纜制造和電纜施工的角度,對電纜絕緣電阻下降的原因進(jìn)行全面的解說,包括電纜資料、電纜制造、運(yùn)用環(huán)境、天然條以及敷設(shè)施工等方面。首要有以下幾點(diǎn):

一、電纜絕緣受潮

1、電纜原資料受潮

電纜絕緣和護(hù)層所用的原資料,首要是塑料類和橡膠類資料,并由此改性衍生出許多種具有特殊功用的資料。資料制造廠在制造資料時(shí),經(jīng)過配合劑混合、混煉、造粒、冷卻和烘干等進(jìn)程,以及在資料運(yùn)送、貯存期間,往往會發(fā)作程度不等的受潮,使資料含有程度不等的潮氣。因而,電纜制造廠在把資料擠包在電纜導(dǎo)體上之前,都要把資料進(jìn)行烘干處理,擠出機(jī)組上都配有資料烘干設(shè)備,使擠出的絕緣層和護(hù)層內(nèi)不會發(fā)作氣泡和砂眼、外表不會起泡等缺點(diǎn)。這是電纜制造廠的硬性工藝規(guī)則,不然電纜制品通不過出廠耐電壓實(shí)驗(yàn)。

2、電纜制造進(jìn)程受潮

在絕緣擠包進(jìn)程中,絕緣層被刮傷,構(gòu)成絕緣層破洞或脫膠,絕緣線芯在冷卻水槽中進(jìn)水,導(dǎo)致絕緣電阻下降?;蛟S在擠包護(hù)層時(shí),發(fā)作護(hù)層被損害而進(jìn)水,使絕緣層受潮,絕緣電阻下降。當(dāng)制造多芯電纜時(shí),即便絕緣層擠包完好無損,但在絕緣線芯絞組成纜時(shí),以及在擠包護(hù)層時(shí)也可能發(fā)作損壞而進(jìn)水受潮,所以制品電纜通不過出廠耐電壓實(shí)驗(yàn)。

3、電纜施工進(jìn)程受潮

在直埋電纜施工進(jìn)程中,假如電纜溝開挖、電纜埋設(shè)作業(yè)、電纜中心接頭和終端接頭制造不規(guī)范等,都很有可能損害電纜護(hù)層和絕緣層。假如土壤濕潤或許電纜溝積水,必定會發(fā)作電纜進(jìn)水。絕緣受潮后,使電纜絕緣外表電阻下降而外表走漏電流添加,絕緣電阻下降,還會引起導(dǎo)體與絕緣層之間的電場畸變。絕緣內(nèi)電場散布不均勻,會引發(fā)絕緣內(nèi)部游離放電,乃至引起電纜擊穿。售后服務(wù)實(shí)踐證明,有95%以上的直埋電纜絕緣電阻下降事端是由施工不妥引起的。

二、電纜運(yùn)用環(huán)境

1、環(huán)境溫度

依據(jù)介質(zhì)物理學(xué)理論和工程實(shí)踐,絕緣資料的電阻隨溫度升高而呈指數(shù)式下降,而電導(dǎo)則隨溫度下降而按指數(shù)式增大。溫度升高導(dǎo)致絕緣電阻下降。這是因?yàn)榻^緣溫度升高時(shí),資料內(nèi)的分子熱運(yùn)動增強(qiáng),使導(dǎo)電離子的發(fā)作和搬遷數(shù)量都隨之增大。電纜通電運(yùn)轉(zhuǎn)后,在電壓的效果下,由導(dǎo)電離子運(yùn)動所構(gòu)成的傳導(dǎo)電流增大,絕緣層溫度升高,必然構(gòu)成絕緣電阻下降。

實(shí)驗(yàn)證明,電纜絕緣資料在70℃時(shí)的絕緣電阻值只要20℃時(shí)的10%。也就是說,電纜在導(dǎo)體作業(yè)溫度70℃時(shí)的絕緣電阻,只要在導(dǎo)體作業(yè)溫度20℃時(shí)絕緣電阻丈量值的10%。假如供電線路發(fā)作過負(fù)荷,電纜導(dǎo)體溫度超越70℃,絕緣電阻下降會更嚴(yán)峻。

電纜的敷設(shè)環(huán)境溫度對絕緣電阻也有很大影響。在不同氣候帶區(qū)域(熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶)丈量的直埋電力電纜的絕緣電阻是不同的。在我國,雖然電纜產(chǎn)品規(guī)范中都規(guī)則了導(dǎo)體允許的長時(shí)刻作業(yè)溫度,以保證電纜的絕緣水平,但在南邊亞熱帶和熱帶區(qū)域,直埋敷設(shè)電力電纜的絕緣電阻下降數(shù)值,比在北方溫帶和寒帶區(qū)域下降數(shù)值大得多。這就是區(qū)域氣候條件不同對電工產(chǎn)品功能要求的重要差異。

2、環(huán)境濕度

眾所周知,電纜在制造和敷設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中進(jìn)水受潮,是危及電纜電氣功能和運(yùn)用壽命的首要要素。不管電纜制造廠仍是用戶,都對此十分重視。

實(shí)踐經(jīng)歷證明,構(gòu)成電纜進(jìn)水受潮的首要原因如下。

1)資料純度

假如電纜絕緣猜中混入雜質(zhì),特別是金屬雜質(zhì),乃至所運(yùn)用的不同色彩的顏料,都會直接影響絕緣的電氣功能,使絕緣電阻下降。其原因,一是絕緣層內(nèi)非金屬雜質(zhì)在電纜受潮時(shí),會吸收水分,構(gòu)成許多的導(dǎo)電點(diǎn);二是絕緣層內(nèi)的金屬雜質(zhì)直接就是導(dǎo)電點(diǎn)。在導(dǎo)體運(yùn)轉(zhuǎn)溫度和外部環(huán)境溫度聯(lián)合效果下,這些導(dǎo)電點(diǎn)在絕緣層內(nèi)構(gòu)成導(dǎo)電通道,導(dǎo)致絕緣電阻減小和走漏電流增大,進(jìn)而導(dǎo)致絕緣被擊穿。

2)資料受潮

假如電纜絕緣資料已受潮,在擠包在導(dǎo)體上之前又沒有烘干,將會出現(xiàn)絕緣層內(nèi)有許多氣孔、擠出外表不光滑以及機(jī)械強(qiáng)度下降、乃至開裂等質(zhì)量缺點(diǎn)。因而,電纜廠家在擠出電纜絕緣層時(shí),都要進(jìn)行資料烘干。擠出低煙無鹵料時(shí),更要留意烘干。這些已是電纜廠家的根本工藝知識。

3、線路過負(fù)荷

實(shí)驗(yàn)證明,在供電線路不發(fā)作過負(fù)荷,電絕緣介質(zhì)處于作業(yè)電場強(qiáng)度比較低的情況下,介質(zhì)資料內(nèi)的導(dǎo)電離子搬遷率與電場強(qiáng)度巨細(xì)成正比,即介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子搬遷率隨電場強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大。當(dāng)電場強(qiáng)度比較高時(shí),介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子搬遷率隨電場強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大的趨勢,逐步由線性聯(lián)系變?yōu)橹笖?shù)聯(lián)系。介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子搬遷率增大到必定程度時(shí),絕緣電阻俄然大幅度下降,進(jìn)而發(fā)?"離子雪崩",使絕緣層發(fā)作瞬間擊穿。當(dāng)電纜長時(shí)刻超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通常會發(fā)作這種故障。電纜制造廠在產(chǎn)品出廠前,都要按產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行制品耐電壓實(shí)驗(yàn)。電纜用戶應(yīng)依據(jù)線路額外電壓,正確挑選電纜類型,盡量防止電纜線路長時(shí)刻超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、天然條件

1、白蟻損害

白蟻是地下電力電纜的大敵,特別是東南亞和我國南邊濕熱區(qū)域,常常發(fā)作白蟻腐蝕電纜塑料護(hù)層的事端。白蟻遇到電纜時(shí),除了啃咬之外,還會分泌出蟻酸,嚴(yán)峻腐蝕電纜絕緣和護(hù)層,導(dǎo)致電纜絕緣功能下降乃至短路。因而,在電纜運(yùn)用部分?jǐn)M定的敷設(shè)規(guī)程中,都有關(guān)于電纜線路防蟻辦法的明文規(guī)則。

電纜的防蟻功能實(shí)驗(yàn)辦法有三種,即國家規(guī)范GB2951.38和機(jī)械行業(yè)規(guī)范JB/T10696.9-2011規(guī)則的擊倒法、集體發(fā)和蟻巢法防蟻實(shí)驗(yàn)。以往多年來,選用最多的是集體法。但經(jīng)過多年來電纜蟻害防治經(jīng)歷教訓(xùn),擊倒法和集體法實(shí)驗(yàn),并不能真實(shí)地反映電纜在不同環(huán)境中的防蟻功能。所以,廣東電網(wǎng)公司從2009年起的電力電纜投標(biāo)中,規(guī)則防蟻電纜有必要經(jīng)過蟻巢法實(shí)驗(yàn),電纜試樣的被蛀蝕情況有必要要到達(dá)I級水平。

2、鼠類損害

鼠類對地下電纜的損害首要是啃咬構(gòu)成的機(jī)械損害,當(dāng)電纜護(hù)層資料的硬度低于老鼠門齒的硬度時(shí),電纜就很有可能被老鼠啃咬。世界上還沒有統(tǒng)一的電纜防鼠實(shí)驗(yàn)規(guī)范,但各國都有自己擬定的實(shí)驗(yàn)辦法。我國JB/T10696.10-2011規(guī)則了大鼠啃咬實(shí)驗(yàn)辦法。別的,由山東華能線纜有限公司牽頭擬定的國家規(guī)范《防鼠和防蟻電線電纜公例》,已于2016年3月19日召開了編制造業(yè)發(fā)動會,不久我國即可具有正式的防鼠防蟻電纜產(chǎn)品規(guī)范。

3、霉菌損害

早在上個(gè)世紀(jì)50年代末,有些國家就現(xiàn)已規(guī)則濕熱帶區(qū)域運(yùn)用的電器產(chǎn)品應(yīng)具有防霉功能。我國針對出口到這些區(qū)域的電線電纜,擬定了相關(guān)的濕熱帶用電線電纜防霉性規(guī)范。在我國南邊部分區(qū)域,因?yàn)楦髂攴葜袣夂虻臐駸岢潭?、連續(xù)時(shí)刻不同、地域以及電線電纜運(yùn)用環(huán)境的差異,直埋電纜霉害程度也不等。

依據(jù)有關(guān)微生物霉菌繁衍研究報(bào)告,霉菌成長的首要條件是溫度和濕度。合適霉菌成長的一般溫度是15℃~35℃,而最合適的溫度是25℃~30℃,當(dāng)溫度低于0℃或高于40℃時(shí),霉菌實(shí)際上中止成長。合適霉菌成長的相對濕度為80%~90%,而當(dāng)相對濕度超越95%時(shí),是霉菌成長最為旺盛的條件。因而環(huán)境溫度為30℃±2℃和相對濕度大于95%時(shí),最合適于霉菌許多繁衍。海南島的濕熱氣候正好合適于霉菌許多繁衍成長。

假如電纜外表許多成長霉菌,對電纜的功能有較大影響,會引起:電纜外表變色、起麻點(diǎn)、腐爛;絕緣電阻、體積電阻率、介電強(qiáng)度下降,引起漏電,乃至絕緣擊穿;絕緣和護(hù)套資料分子發(fā)作化學(xué)降解,資料機(jī)械功能顯著下降,損失其維護(hù)效果;潮氣水分進(jìn)入電纜內(nèi)部,引起嚴(yán)峻的電氣功能故障等。

4、雷電影響

在雷暴發(fā)作時(shí),假如線路上運(yùn)用的避雷器等質(zhì)量不良或接地維護(hù)不妥,落雷會擊中避雷器,使線路負(fù)荷俄然增大發(fā)作過電壓,導(dǎo)致電纜中發(fā)作過電壓沖擊浪涌,構(gòu)成電纜絕緣擊穿。在我國南邊包括海南島雷雨頻頻的區(qū)域,電纜線路遭受雷擊事端層出不窮。

四、化學(xué)腐蝕

1、敷設(shè)環(huán)境化學(xué)腐蝕

假如電纜溝內(nèi)的積水或直埋土壤中含有腐蝕性成分,例如硫酸或硝酸等,電纜外表長時(shí)刻與這些腐蝕性物質(zhì)觸摸,會發(fā)作嚴(yán)峻的化學(xué)腐蝕。假如電纜護(hù)層被損壞,水分進(jìn)入電纜后會左右縱向分散。在某些區(qū)域的地下水質(zhì)和土壤嚴(yán)峻受化學(xué)污染的情況下,假如電纜路徑挑選不妥,電纜溝構(gòu)筑不良,回填物腐蝕性太大,都會使電纜絕緣和護(hù)套有機(jī)資料的分子發(fā)作化學(xué)降解而導(dǎo)致電纜被腐蝕現(xiàn)象,使電纜絕緣電阻下降,乃至損失絕緣電阻。

2、酸雨化學(xué)腐蝕

對電纜損害嚴(yán)峻的化學(xué)腐蝕要素,除了敷設(shè)環(huán)境的水質(zhì)和土壤情況以外,還有現(xiàn)代酸雨的嚴(yán)峻影響。

所謂酸雨,是因?yàn)樵S多燃燒化石燃料(煤炭、石油、天然氣)或生物物質(zhì)燃料,將酸性化合物(如二氧化硫,、二氧化碳和二氧化氮,首要是二氧化硫)排放至空氣中,構(gòu)成降雨中含硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)的現(xiàn)象。酸雨的首要成分是二氧化硫。一般以為,假如雨水的PH值小于5.6,可被以為是酸雨。構(gòu)成酸雨的首要原因是工廠二氧化硫排放過量構(gòu)成的?,F(xiàn)在,世界上正在施行的"節(jié)能減碳"和"節(jié)能減排",其目的首要是削減硫化物和碳化物的排放量,以維護(hù)清潔的大氣環(huán)境。

我國已有20多個(gè)省市發(fā)作酸雨災(zāi)害,首要散布在長江以南區(qū)域。酸雨不但對農(nóng)作物、森林、草原、魚類等構(gòu)成十分嚴(yán)峻的滅絕性損害,并且對金屬物品的腐蝕也相當(dāng)嚴(yán)峻,對電線電纜、鐵路軌跡、船只車輛、輸電線路、橋梁、房屋、機(jī)電設(shè)備等均會構(gòu)成嚴(yán)峻損害。

四川大學(xué)學(xué)報(bào)曾宣布一份研究報(bào)告《酸雨效果下酸性土壤酸化進(jìn)程中銅的腐蝕行為》。實(shí)驗(yàn)證明,酸雨會增大銅的腐蝕速率。銅的受腐蝕外表首要是氧化亞銅(Cu2O)和氧化銅(CuO)。

酸雨對直埋電纜的損害途徑是:空氣中的二氧化硫與雨水反響生成亞硫酸,亞硫酸被氧化成硫酸:

SO2+H2O=H2SO3

2H2SO3+O2=2H2SO4

含有硫酸的雨水,在高氣溫環(huán)境中,從電纜護(hù)層破損點(diǎn)或電纜接頭處進(jìn)入電纜,對絕緣層、護(hù)層和銅導(dǎo)體都會發(fā)作腐蝕效果。硫酸腐蝕電纜護(hù)層和絕緣層,使其分子結(jié)構(gòu)發(fā)作降解而損壞,使絕緣電阻嚴(yán)峻下降,乃至失掉絕緣和維護(hù)效果。硫酸與銅反響生成藍(lán)色的硫酸銅(CUSO4)結(jié)晶體,遇水成為藍(lán)色硫酸銅溶液。

CU+2H2SO4=CUSO4+SO2↑+2H2O

前幾年,土壤腐蝕性大、酸雨重災(zāi)區(qū)的重慶市某供電部分,就在電纜端部發(fā)現(xiàn)了藍(lán)色液體和絕緣層損壞的現(xiàn)象。假如電纜外皮損壞嚴(yán)峻,特別是在高溫、高濕、強(qiáng)日光的時(shí)節(jié),假如發(fā)作酸雨,或許土壤中的硫酸含量較大,電纜進(jìn)水許多,這種藍(lán)色硫酸銅溶液會敏捷沿著電纜長度上分散,直到從電纜破損處和電纜端部溢出。硫酸銅溶液能夠?qū)щ姡M(jìn)入絕緣層內(nèi)后,更曾強(qiáng)了絕緣層的導(dǎo)電性,進(jìn)而使絕緣層的電阻急劇下降,失掉絕緣效果,發(fā)作電纜短路事端。

五、機(jī)械損害

多年來的電纜產(chǎn)品售后服務(wù)經(jīng)歷證明,在用戶投訴的電纜機(jī)械事端案例中,有95%以上是由電纜裝置敷設(shè)不妥或線路維護(hù)不善引起的。某供電部分曾經(jīng)總結(jié)出以下幾個(gè)方面。

1)裝置損害:裝置時(shí)違背操作規(guī)程;施工人員技能不熟練;制造電纜中心接頭和終端接頭時(shí)不恪守施工工藝;電纜溝不符合要求;恣意粗野牽拉;電纜曲折半徑太小等等。這些都會導(dǎo)致發(fā)作電纜機(jī)械損害。

2)外力損害:在電纜敷設(shè)路徑上或鄰近,有其他工程施作業(yè)業(yè),而構(gòu)成電纜損害,此現(xiàn)象層出不窮。

3)車輛損害:若電纜埋設(shè)深度不行,敷設(shè)后電纜溝掩蓋維護(hù)不良,在車輛頻頻行駛振蕩情況下,電纜頻頻遭受很大壓力和振蕩,導(dǎo)致電纜結(jié)構(gòu)變形和損害。

4)天然損害:由氣候過于濕熱、氣溫過高、濕度過大、颶風(fēng)、地震等天然現(xiàn)象引起的電纜損害,即所謂的不可抵抗力損害。

發(fā)作機(jī)械損害對電纜的運(yùn)用壽命影響很大,尤其是在熱帶亞熱帶區(qū)域。在這些區(qū)域"高溫、高濕、強(qiáng)光"的時(shí)節(jié)里,直埋電纜在十分嚴(yán)苛的環(huán)境中作業(yè),每時(shí)每刻都處于濕熱環(huán)境中,就像在飽嘗"濕熱老化實(shí)驗(yàn)"。假如直埋電纜護(hù)層破損,水分潮氣進(jìn)入電纜,會引起絕緣電阻急劇下降。即便損害不很嚴(yán)峻,敷設(shè)后通電檢驗(yàn)正常,但時(shí)刻久了,也會有水分潮氣進(jìn)入電纜,使絕緣電阻下降。這一進(jìn)程,依據(jù)敷設(shè)環(huán)境、天然條件和破壞程度不同,一般為2~12個(gè)月,就很可能發(fā)作運(yùn)轉(zhuǎn)故障。

以上,從電纜絕緣受潮、電纜運(yùn)用環(huán)境、天然條件、化學(xué)腐蝕和機(jī)械損害五個(gè)方面,剖析介紹了直埋電力電纜絕緣電阻下降、導(dǎo)致發(fā)作線路運(yùn)轉(zhuǎn)毛病的原因,并提出了一些相應(yīng)的糾正辦法。只要電纜資料制造廠、電纜制造廠和電纜施工既用戶單位密切配合,各司其責(zé),才能不斷提高電纜質(zhì)量,保證供電線路安全。

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