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浅述电缆渗水的防治措施 - 无图版
jun --- 2007-05-11 18:07:10
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浅述电缆渗水的防治措施
高压电缆在电网的应用越来越广泛，而由电缆头造成的运行故障也不断增多。运行经验表明，绝缘介质中水树枝的形成及发展是造
成电缆早期老化并导致运行故障的主要原因。电缆终端头水树枝的形成源于电缆自身水分的残留及运行中外界的入侵。若保护套破
损或电缆头密封不严密，就可能导致电缆出现入水事故，严重影响电缆安全运行。在实际的运行维护中也发现，有些高压电缆由于
受潮而出现绝缘严重下降及沿面放电的现象。本文针对高压电缆进水受潮对运行中电缆绝缘的影响进行了分析，并提出相应的处理
方法及防治措施。
1.渗入水分对运行电缆的影响
某10KV单相高压电缆在预防性试验中发现结果异常，其试验数据见表1。
表1 某10KV B相电缆预防性试验结果表
绝缘电阻/MΩ 泄漏电流/μA 备 注
50
70 850 擦拭电缆头，并加热烘干后。
由于B相电缆的绝缘电阻仅为A、C相的10%，故对该电缆进行了直流泄漏测试。试验表明该B相电缆的泄漏电流值为A、C相的30倍，相
比较极不平衡；泄漏电流值读数不稳定，并且呈现随试验电压的升高而急剧增大的迹象，在加压至接近规定的试验电压值时出现较
明显的密集放电声，为了排除干扰，对两侧电缆头进行了擦拭及烘干处理，重新进行试验，试验结果及现象无明显变化。根据情况
判断，该相电缆的终端头存在故障，并对电缆进行了解体检查。检查发现电缆终端头在线耳一侧?quot;铅笔头"处及紧*外导电层附近的
主绝缘表面有明显沿面放电，并已形成密集的放电树枝，有些放电树枝已侵入主绝缘表面3～4mm。解体检查还发现该电缆的线芯及
外屏蔽层有明显的水分积聚现象。由于该电缆头的外部密封情况良好，判断水分来源于该条电缆自身的残留，并且在运行中逐渐迁
移到终端头，进而在高压电场的作用下促成水树枝的生长。
电缆终端头在"铅笔头"处及与外半导电层接壤的绝缘表面处的电场强度最集中，但在理想状态下其电场强度不会造成绝缘的击穿。
由于高压电缆在制造及安装时不可避免地会存在许多表面微观缺陷，如果外界水分进入绝缘介质层，将在微观缺陷的电场集中处凝
结成液态水以保持能量的最小状态，这就引发了水树枝的形成。由于水的介电常数远大于绝缘介质，导致电场分布严重畸变，局部
场强大于击穿强度而发生微观击穿。水树枝不断沿场强方向延伸，发展到一定程度后，水树枝将在局部强电场的作用下转变为电树
枝，并迅速发展形成击穿通道，最终导致绝缘介质的宏观击穿。因此，若水分侵入到电缆终端头，将不可避免地导致其绝缘特性急
剧下降，最终击穿绝缘。
2.电缆水分的来源及进水处理方法
2.1电缆中水分的来源分析
电缆中的水分来源于2个方面：
①电缆在制造、存储及安装的过程中渗入水分，未经彻底排干而使水分得以残留在电缆内部；
②运行中电缆内外护层受损，或者电缆终端头密封不严，水分侵入电缆本体内。
电缆内部残留水分的现象常见于电缆的存储及安装过程，有些电缆在存储及安装过程时未将电缆末端封严，导致雨水进入，水分将沿电缆线芯及外护套层不断深入。有些电缆的外护套采用螺旋型波纹套管，其纵向进水深度甚至可达30m。此外由于电缆的填料有一定的吸水性，水分会不断渗透迁移，使渗水长度不断增加。长时间进水受潮后的电缆，若未经检测及彻底处理，仅仅做端部裁切处理，则将导致水分保留在电缆内部。
保护套破损或电缆头密封不严，也会导致电缆入水。有些电缆外屏蔽层的接地引出线使用铜编制带，虽然在电缆头制作时，铜编制带外覆密封热缩管进行密封，但铜编制带存在的大量空隙直接提供了外护层的进水通道。高压电缆在运行中随环境温度及负荷电流的变化，附件与绝缘层之间的界面，由于热膨胀冷缩形成呼吸效应和电泳效应，使潮气和迁移水分进入电缆终端头，在其界面上形成水珠，最终激发沿面放电。
2.2电缆进水受潮的判断及处理
电缆进水受潮将严重影响电缆的安全运行，因此应在电缆的存储、安装及运行维护的各个环节中严格把关，杜绝电缆进水现象。判断电缆是否进水受潮，可通过以下几种方法：
（1）外观检查电缆的外护套、密封头、电缆终端头等有无破损。
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（2）电缆制作终端头时，可剪去一小段绝缘填充物，并将其放入140～150℃的油中或点燃，若有泡沫泛出则证明有水气，若出现辟辟声则受潮严重；此外还应检查电缆的线芯及屏蔽铜带有无出现铜锈。必须注意的是，有些电缆的进水深度很长，仅仅切除一小段末端电缆不能解决受潮问题。
（3）按照规定对主绝缘、外护套及内衬层进行耐压试验、绝缘电阻及直餍孤┎饬浚⒉饬客帘尾阌氲继宓牡缱璞取Ｒ笸饣ぬ?/p>
及内衬层的绝缘不低于0.5 MΩ/km, 外屏蔽层与地之间施加5KV直流电压1min 不击穿，绝缘电阻及直流泄漏测量结果应三相基本平衡，铜屏蔽层与导体的电阻比无明显变化，否则有可能存在电缆受潮故障。
（4）利用原电池原理测量铠装钢带、铜屏蔽层与地之间的电池电压，若存在明显的电压差（约为0.7～1.1V），则表明电缆进水受潮。
判断电缆出现进水受潮现象后，应对电缆进行全面检查，排除内部水分，并对破损的护层进行修补，出现沿面闪络的电缆必须进行裁切处理。护层修补可采用熔胶热补的方法，也可用涂粘胶剂并绕包粘胶带进行修补密封。
电缆内部水分可采用抽真空充高纯氮气的方法进行排除。就是利用真空装置对缆芯及外护套等进行密闭抽真空，并交替使用高纯氮气强制循环吸收水分。对于受潮严重或长度较长的电缆，还应使用压缩装置强行充气排潮，并延长处理的时间。为加速电缆内部水分的蒸发，可使用穿芯升流器对线芯及绝缘进行加热升温，提高去潮效率。经过上述方法处理后，可用变色硅胶进行检验，或者使
用水分测量仪每隔1h进行测试，若硅胶不变色或水分含量数值很低且保持不变，则可认为达到效果。处理后的电缆还应进行绝缘电阻及直流泄漏试验，数据符合要求才能投运。对于处理后的电缆，在运行1～3个月后应进行追踪试验，以确保电缆的安全运行。
3.防范措施
（1）对于不同敷设方式的电缆，应重视电缆外护套材料及护套形式的选择。PVC塑料耐热性差，在80℃环境下持续4h其变形可达50%，易软化穿孔，PE塑料的性能则比较优越。当电缆直埋或排管敷设时由于外护套长期受水分潮气影响甚至浸水，应选用PE防水护
套；沟道、隧道则可选用较便宜的PVC护套。对于要求较高的高压电缆，应避免使用螺旋结构外护套，而采取环形波纹结构加阻水带的护套形式，以减少纵向进水深度。
（2）敷设环境尽量避免积水及腐蚀物质，电缆沟应作防水处理。电缆直埋时环境不应含石块等硬物，并用细砂进行保护。电缆不应受大的压力，支撑构件应使电缆受力均匀。
（3）现场安装前，应认真检查电缆的外护套无破损，端部护套密封良好，敷设安装时加强安装工艺，防止防护层破损。制造电缆终
端头及开口分*处必须使用热缩进行密封。电缆外屏蔽层接地引出线使用的铜编制带应使用熔锡的方法熔成一整体，并填充密封材料，以防水分沿铜带进入电缆头。对于三相统包电缆分*处应使用塑性热熔胶填充，并外套热缩手套进行密封。
（4）制作电缆终端头时，在主绝缘与电缆头预制件之间的界面上涂抹适量硅脂，利用硅脂分子起壁垒作用，在电缆头渗入水分的情况下可有效地阻碍导电粒子激发界面沿面放电。
（5）运行中经常检查电缆情况，加强高压电缆的预防性试验检测工作，一旦发现外护层破损应及时处理及修复，防止渗入水分造成电缆故障。
4.结束语
电缆选型及电缆敷设设计不合理，或者存储、安装制作未严格按照要求进行，都可能遗留隐患，使高压电缆出现水分渗入从而导致
电缆终端头的绝缘故障。因此，从电缆的订货到安装、运行维护。各个环节均应严格把关，杜绝电缆进水的可能性。发现电缆进水
时，必须对电缆进行彻底的排潮处理，以保证高压电缆的安全运行。