電力電纜在長(cháng)期運行過(guò)程中,進(jìn)水這一現象越來(lái)越成為影響電纜安全運行的潛在隱患,所以分析電力電纜進(jìn)水的原因和對策,給用戶(hù)安裝使用提供幫助。
一、電纜進(jìn)水的危害
一般來(lái)說(shuō),電力電纜在生產(chǎn)時(shí)都是不能進(jìn)水的,電纜內部必須干燥,因為嚴酷的電場(chǎng)電壓試驗,因而進(jìn)水的電纜不能出廠(chǎng)。
一旦電纜進(jìn)水后,在電場(chǎng)的作用下,會(huì )發(fā)生水樹(shù)老化現象,最后導致電纜擊穿。水樹(shù)是直徑在0.1m到幾微米充滿(mǎn)水的空隙集合。絕緣中存在的雜質(zhì)、氣孔及絕緣與內外半導電層結合面的不均勻處所形成的局部高電場(chǎng)部位是發(fā)生水樹(shù)的起點(diǎn)。水樹(shù)發(fā)展過(guò)程一般在8年以上,濕度、溫度、電壓越高,水中所含離子越多,則水樹(shù)發(fā)展越快。
水直接進(jìn)入低壓電力電纜中,引起鋼帶、銅帶等金屬腐蝕,絕緣性能下降。水透過(guò)絕緣時(shí),會(huì )引起電纜擊穿,甚至爆炸傷人等。
二、電纜進(jìn)水的原因
(1) 保管時(shí)
新買(mǎi)的成盤(pán)電纜,其兩頭均使用熱縮塑料密封套封住,用戶(hù)在用去一段之后,余下的一頭就用塑料紙一裹,外面用繩子扎一下,密封性不好,日子一久,水汽就會(huì )滲入電纜。
(2) 電纜敷設時(shí)
電纜敷設時(shí),其用塑料紙裹住的電纜頭有時(shí)會(huì )浸在水中,使水進(jìn)入電纜;在牽引和穿管時(shí),有時(shí)會(huì )發(fā)生外護套破裂現象,導致水進(jìn)入電纜。
(3) 敷設后
敷設后,未及時(shí)進(jìn)行電纜頭制作,使未經(jīng)密封處理的電纜端口長(cháng)期暴露在空氣中,甚至浸在水中,使水汽大量進(jìn)入電纜。
(4) 電纜頭制作時(shí)
在電纜頭制作時(shí)(包括終端頭和中間接頭),由于制作人員的大意,電纜端頭有時(shí)會(huì )滑入有積水的電纜井中。
(5) 電纜運行時(shí)
電纜運行中,發(fā)生中間接頭擊穿等故障時(shí),電纜井中的積水便會(huì )沿著(zhù)缺口進(jìn)入電纜;在建筑工地,外力引起電纜破損或擊穿,也會(huì )發(fā)生電纜進(jìn)水。
三、電力電纜進(jìn)水的處理對策
電纜進(jìn)水后干燥處理非常困難(如用熱氮氣加壓吹燥),一般也沒(méi)有配置相應的設備。實(shí)際操作中,如果電纜端頭進(jìn)水,只是鋸掉前端幾米,如整條電纜已進(jìn)水,就無(wú)法可取,只能報廢。因此,電纜進(jìn)水的防止,應以預防為主,主要采用以下措施:
(1) 電纜頭應密封 鋸掉的電纜端頭,無(wú)論是堆放還是敷設,均要用塑料密封起來(lái)(采用電纜專(zhuān)用的密封套),防止潮氣滲入。
(2) 電線(xiàn)敷設后要及時(shí)進(jìn)行電纜頭的制作。
(3) 購買(mǎi)電力電纜時(shí),必須選擇質(zhì)量過(guò)硬的廠(chǎng)家。
由于絕緣中的雜質(zhì)、氣孔等是水樹(shù)發(fā)生的起點(diǎn),因而電纜質(zhì)量的好壞對防止水樹(shù)老化至關(guān)重要。
(4) 加強電纜頭制作工藝的管理
一旦電纜進(jìn)水,則最早出現擊穿現象的往往是電纜頭,因而電線(xiàn)頭制作得好,可以延長(cháng)電纜的整體壽命。如電纜在剝離半導體層時(shí),在半導體層上豎著(zhù)劃幾道,然后像甘蔗剝皮一樣剝去半導體。但在用刀劃時(shí),若劃得太深,便會(huì )傷及絕緣層,給水樹(shù)的產(chǎn)生帶來(lái)機會(huì )。另外,在焊錫時(shí),因找不到電源,就會(huì )直接用噴燈來(lái)熔化焊錫,此時(shí),火焰會(huì )損壞銅屏蔽層及絕緣層,因而要杜絕這種現象,正確的辦法可配置UPS,因為焊錫所需時(shí)間一般僅為10min,功率不過(guò)500W。
(5) 采用冷縮電纜頭
冷縮硅橡膠電纜附件,制作簡(jiǎn)單方便,不用噴燈,不用焊錫。且硅橡膠電纜附件有彈性,緊緊地貼在電纜上,克服了熱縮材料的缺點(diǎn)(熱縮材料沒(méi)有彈性,在電纜熱脹冷縮的過(guò)程中,會(huì )與電纜本體間出現間隙,這就為水樹(shù)的發(fā)展提供了便利)。
(6) 長(cháng)電纜采用電纜分支箱
如幾條長(cháng)電纜,每條長(cháng)度在3km左右,對于這樣的電纜,除了做中間接頭外,還可采用一至二個(gè)電纜分支箱,一旦其中的一段電纜進(jìn)水后,不會(huì )擴散到其它段的電纜,而且在電纜故障時(shí)也便于分段查找。
(7) 10kV系統中采用8.7/10kV等級的電纜
該等級電纜絕緣厚度達4.5mm,而6/10kV等級電纜的絕緣厚度為3.4mm。由于電纜絕緣厚度的增加,降低了場(chǎng)強,能防止水樹(shù)的老化,同時(shí),由于l0kV中性點(diǎn)小電流接地系統在單相接地時(shí),電纜要承受1.73倍的相電壓,且按要求要運行2h,因而,有必要加厚電纜絕緣層。
(8) 采用PVC塑料雙壁波紋管
該管耐腐蝕、內壁光滑、強度與韌性良好,因而在電纜直埋敷設時(shí),可大大減少電纜外護套破損。
(9) 電纜溝(管)與電纜井的設計
由于條件的限制,一般的電纜敷設均采用直埋或電纜溝形式,而且以直埋為多,南方屬于沿海多雨地區,電纜溝或電纜井中長(cháng)年有積水。由于電纜溝或電纜井的深度會(huì )超過(guò)下水道的深度,排水很困難,因此在規劃時(shí),就應進(jìn)行協(xié)調,便于電纜溝(井)的排水。如無(wú)法做到電纜井不積水,則應把電纜井中的中間接頭用支架撐起。
另外,重化工區內化工企業(yè)較多,在巡視檢查中發(fā)現,化工廠(chǎng)附近的電纜溝中的電線(xiàn),有些外護套已嚴重變形,因而,化工廠(chǎng)附近的電纜溝必須有完善的排水設施。另外,在電纜排管設計時(shí),要盡量直,減少彎頭,使電力電纜便于敷設;同時(shí),在電纜井制作時(shí),分成大電纜井和小電纜井,大電纜井可用來(lái)牽引電纜、盤(pán)圈、做中間接頭,而在馬路當中等不便于做電線(xiàn)井、卻必須有轉角的地方,改做小電纜井,該電纜井只是在敷設電纜時(shí)用來(lái)放置轉向滑輪。
(10) 電纜的試驗電纜頭制作完成后
在投運之前做一次高壓直流泄漏試驗,以后,只對變電所出線(xiàn)電纜做預試,其它電纜不做試驗。因為,變電所出線(xiàn)電纜一旦故障,短路電流會(huì )對變電所設備造成很大沖擊,因而發(fā)現電線(xiàn)有問(wèn)題,就要加強運行管理及時(shí)調換。
電纜故障的后處理,與電纜試驗后發(fā)現故障的電纜,兩者處理起來(lái)一樣的麻煩,需查找故障點(diǎn),甚至調換電纜。前者的缺點(diǎn)是:非計劃性停電;短路電流的沖擊優(yōu)點(diǎn)是:不做試驗可延長(cháng)電纜的壽命(有些電纜試驗做出來(lái)不理想,卻依然可以運行很長(cháng)時(shí)間,況且直流試驗后會(huì )增加電纜擊穿的可能),故障點(diǎn)比較明顯,易于查找。后者的優(yōu)缺點(diǎn)正好與前者相反。
因此,對于不做試驗的電纜用戶(hù),著(zhù)重做好其供電可靠性,如對用戶(hù)供電的10kV開(kāi)關(guān)站,均采用雙電源,實(shí)現調度自動(dòng)化,一旦一條進(jìn)線(xiàn)電纜故障、就馬上切換到另外一條電纜供電。事實(shí)上,新的《電力設備預防性試驗規程》中,對交聯(lián)電纜不再規定隔一定時(shí)間做直流耐壓試驗,只測絕緣電阻,因而更可簡(jiǎn)化電纜的預防性試驗。