電纜缺陷分析

電纜缺陷分析電纜主絕緣缺陷電樹枝水樹枝電樹枝的形成及特點(diǎn)電樹枝形成原因：場強(qiáng)高

當(dāng)電纜的內(nèi)外半導(dǎo)體層與絕緣層之間存在凹凸不平、氣隙，絕緣內(nèi)有雜質(zhì)時(shí)，局部電場集中引起游離，在絕緣層的薄弱環(huán)節(jié)逐步形成電樹枝，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。對于電樹枝的引發(fā)，以屏蔽突出處為最甚，雜質(zhì)、氣隙次之。電樹枝特點(diǎn)：在顯微鏡下觀察沒有水分，樹枝管連續(xù)、內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡，分枝少而清晰。水樹枝的形成及特點(diǎn)水樹枝形成原因：

1、由于機(jī)械損傷，地埋部分的鼠蟻啃咬造成電纜的外護(hù)套破損。

2、電纜頭、中間頭等部位密封不良進(jìn)水受潮。在絕緣層中生成電化樹枝和水樹枝。特別是電纜溝內(nèi)及土壤中雜質(zhì)形成的酸堿性溶液的侵入。透過護(hù)套達(dá)到銅屏蔽層時(shí)，或透過絕緣達(dá)到芯線處時(shí)，與銅屏蔽層芯線發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸銅等化合物，在電場的作用下，于絕緣中逐漸形成樹枝狀物（也稱電化樹枝）并逐漸發(fā)展后轉(zhuǎn)化為電通道，導(dǎo)致絕緣擊穿。水樹枝的形成及特點(diǎn)電樹枝特點(diǎn)：1、水樹枝的空隙含有水分，樹枝管大體不連續(xù)，內(nèi)凝聚有水分，主干樹枝較粗，分枝多而密集。和電樹枝相比，水樹枝在比電樹枝低的多的場強(qiáng)下即可發(fā)生。2、水樹枝延伸最主要的條件是高溫和浸水，這時(shí)水樹枝的長度可以達(dá)到絕緣厚度的一半以上。3、水樹枝具有消失和重現(xiàn)的特點(diǎn)，有的水樹枝受熱、干燥、抽真空后會(huì)消失形態(tài)，浸入熱水中又會(huì)重現(xiàn)。水樹枝不會(huì)直接導(dǎo)致?lián)舸?，但?huì)使絕緣強(qiáng)度降低，促進(jìn)老化作用，縮短壽命。水樹枝劣化是交聯(lián)電纜故障的主要原因，約占事故的70%，多發(fā)生與自然劣化。交聯(lián)電纜極易發(fā)生水樹枝，潮濕環(huán)境中的電纜一般3～5年開始生成水樹枝，6～8年后飽和，水樹枝飽和的電纜其絕緣水平急劇下降，最終導(dǎo)致絕緣擊穿、電纜報(bào)廢。

水樹枝的形成及特點(diǎn)影響水樹枝生長的因素：1、水樹枝一般是從內(nèi)半導(dǎo)體層、屏蔽層與絕緣層界面上引發(fā)出來。若絕緣體存在氣隙或雜質(zhì)，則會(huì)在電場方向上產(chǎn)生并加劇蝶形領(lǐng)結(jié)狀水樹枝。受半導(dǎo)體層性能和形狀、含水率、電壓等級、電纜溫度以及浸水條件等因素的影響。2、在直流耐壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)電壓為負(fù)極性，而水分為正極性。在試驗(yàn)時(shí)，容易使水分由內(nèi)襯層向絕緣內(nèi)部滲透，在一定程度上加快了水樹枝的發(fā)展。另外直流耐壓試驗(yàn)，有電子注入到交聯(lián)電纜聚合物內(nèi)部，在半導(dǎo)體層凸出處或微小空隙等處產(chǎn)生空間電荷積累，電纜投運(yùn)進(jìn)交流電場后易發(fā)生絕緣擊穿。交聯(lián)電纜水樹枝劣化特征根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，水樹枝劣化特征如下：（1）、僅發(fā)生在6kv高壓以上的交聯(lián)聚乙烯電纜中（2）、從投運(yùn)到擊穿的時(shí)間需要數(shù)年至十幾年，大多數(shù)在10年以上。（3）、貫通絕緣體的水樹枝狀劣化，大部分能維持正常工作電壓以上的電壓值，只有在發(fā)生脈沖電壓等異常電壓時(shí)才產(chǎn)生破壞。（4）、環(huán)境溫度高時(shí)，劣化進(jìn)程加快。（5）、電纜構(gòu)造與故障有很大關(guān)系，對于用棉帶做基布的半導(dǎo)體層的電纜應(yīng)特別注意。電纜有水樹枝后為什么有直流分量交聯(lián)電纜有水樹枝后，水樹枝起了整流作用，在運(yùn)行電壓的負(fù)半周，樹枝放電向絕緣注入較多的負(fù)電荷；而正半周時(shí)，注入的正電荷較少，僅中和了一部分負(fù)電荷。這樣在運(yùn)行電壓的正、負(fù)半周反復(fù)作用下，水樹枝前端所積聚負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ斤h移，就象整流作用那樣出現(xiàn)了直流分量，但數(shù)值極小，有時(shí)僅幾納安。

銅屏蔽帶接地

電纜外護(hù)套故障

銅屏蔽帶斷裂

故障類型

在銅屏蔽一端接地的電纜中當(dāng)銅屏蔽帶斷裂時(shí)，非接地一端的銅屏蔽帶成為非接地狀態(tài)該銅屏蔽上感應(yīng)出高壓其值為：

其中C1電纜芯線與接地一端銅帶電容；C2非接地接地一端銅帶電容UgUk75C1C1C2℃=＋銅屏蔽斷裂故障

銅屏蔽斷裂故障

這個(gè)高壓導(dǎo)致斷裂部位發(fā)生放電往往引起絕緣破壞。其特征為：1、單芯電纜比三芯電纜事故多2、從投運(yùn)到破壞的時(shí)間，從數(shù)周到數(shù)年不等。3、斷裂處的導(dǎo)體電阻增大到數(shù)千歐，不能保護(hù)非接地側(cè)電纜對地閃絡(luò)。4、斷裂部位放電時(shí)冒火、冒煙，嚴(yán)重時(shí)可能引起火災(zāi)。銅屏蔽接地故障

銅屏蔽接地故障。交聯(lián)電纜銅屏蔽接地故障已逐漸引起現(xiàn)場重視，銅屏蔽和護(hù)套絕緣電阻可間接反應(yīng)電纜內(nèi)、外護(hù)套有無損傷從而判斷電纜是否受潮。高壓單芯電纜銅屏蔽采用一端接地方式時(shí)要求該電纜銅屏蔽必須絕緣良好。當(dāng)銅屏蔽發(fā)生接地時(shí)運(yùn)行中電纜因受到交變磁場的作用，在銅屏蔽產(chǎn)生感應(yīng)電壓，直接接地端和銅屏蔽絕緣不良處產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流引起發(fā)熱使輸送容量降低，嚴(yán)重時(shí)可將護(hù)套甚至主絕緣燒穿。電纜外護(hù)套故障高壓單芯電纜能否安全運(yùn)行，與其外護(hù)套能否安全可靠運(yùn)行關(guān)系密切。電纜護(hù)套采用一端接地方式時(shí)要求該電纜護(hù)層必須絕緣良好。當(dāng)電纜護(hù)層發(fā)生接地時(shí)運(yùn)行中電纜將受到交變磁場的作用，在護(hù)套上將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，直接接地端和護(hù)套的絕緣不良處產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流使護(hù)套發(fā)熱并使輸送容量降低30%左右，嚴(yán)重時(shí)可將護(hù)套燒穿，使主絕緣裸露在外，受潮導(dǎo)致破壞。保障電纜可靠運(yùn)行的措施從下列幾個(gè)方面做好工作，保障電纜的安全健康運(yùn)行：㈠電纜敷設(shè)前后，嚴(yán)格按照DL/T596—1996預(yù)規(guī)中的要求做好、全項(xiàng)目試驗(yàn)，并且盡量創(chuàng)造條件，采用交流耐壓試驗(yàn)；㈡新投運(yùn)電纜的終端頭、中間頭要嚴(yán)格按照DL/T596—1996預(yù)規(guī)的附錄E《橡塑電纜附件中金屬層的接地方法》進(jìn)行施工，在措施上保障電纜在以后的預(yù)試中能夠按要求進(jìn)行各項(xiàng)目檢測；熱縮頭的質(zhì)量關(guān)鍵在于密封。為了把好密封關(guān)應(yīng)嚴(yán)格做好一下幾點(diǎn)：1加熱的火候要適當(dāng)，防止過熱或欠火。熱縮時(shí)應(yīng)保持火炬朝著向前移動(dòng)的方向，以預(yù)熱管材，趕走管內(nèi)的空氣。并且應(yīng)不停的移動(dòng)火炬，避免燒焦管材?；鹁嫜仉娎|方向移動(dòng)以前，必須保證管子在周圍方向已充分均勻的收縮。2、管子整體熱縮完畢后，管子兩端最后應(yīng)重復(fù)加熱，以保證內(nèi)部的粘合劑或熱熔膠充分的熱熔密封3、熱縮好壞的判斷。管子熱縮后，表面應(yīng)光滑、無皺紋、無氣泡，并能清晰地看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的輪廓。管子兩端的粘合劑或熱熔膠充分熱熔后，應(yīng)略有外溢現(xiàn)象。保障電纜可靠運(yùn)行的措施㈢電纜頭制作工藝要規(guī)范精良，半導(dǎo)體層剔除后，應(yīng)保證絕緣層外表沒有凹凸，光滑無刀痕，應(yīng)用一般砂紙打磨后再用細(xì)砂紙打磨，從粗到細(xì)逐步過度，達(dá)到絕緣表面光亮平滑，無殘余半導(dǎo)體顆粒；㈣屏蔽層的切斷處，是應(yīng)力比較集中的地方，這些地方電場比較強(qiáng)，因此對此處均要求包繞應(yīng)力舒解膠，切斷處的舒解膠填滿纏緊不留空隙，（一定要保證應(yīng)力控制部件和電纜半導(dǎo)電層可靠接觸）這一措施對改善電場分布消除應(yīng)力集中，是行之有效的。改善電場分布的應(yīng)力管等電纜附件安裝位置，應(yīng)適當(dāng)，嚴(yán)格按照工藝規(guī)程施工。保障電纜可靠運(yùn)行的措施㈧交接和預(yù)防性試驗(yàn)中，若發(fā)現(xiàn)外護(hù)套主絕緣降低后，應(yīng)尋找故障點(diǎn)并進(jìn)行修復(fù)，防止水分繼續(xù)侵入，腐蝕屏蔽層，引發(fā)水樹枝，影響電纜壽命；㈨電纜施工驗(yàn)收項(xiàng)目也嚴(yán)格按照DL/T596—1996預(yù)規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，防止傳統(tǒng)工藝方法施工的電纜接入電網(wǎng)中，危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行；㈩運(yùn)行中應(yīng)不斷完善檢測手段，實(shí)現(xiàn)電纜在線監(jiān)測，防止電纜事故的擴(kuò)大?？?/p>