交联聚乙烯绝缘电缆根据工程条件、环境特点、电缆类型和数量等因素,结合运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则可选择多种敷设方式,例如直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、沟道敷设、隧道敷设等等。采用地埋敷设电力电缆实现两个或多个电气设备之间的电能传输与连接,可以节约空间线路走廊,减少宝贵的土地资源消耗。而选用质量合格的电缆及附件产品,按照标准规范要求进行敷设安装,并严格保证施工质量,是电缆线路能安全可靠运行的前提和**。
电缆内部进水分析 1.1 进水原因分析由于完整的新电缆在内部结构和材料上采取了多重防水、阻水设计,在两端密封完好的条件下是不会出现内部进水的现象。针对35 kV 电缆内部进水的原因,本文结合电缆制造、运输、敷设安装等环节进行深入分析:
(1)交联电缆的生产过程中进水。电缆供货厂家的主要生产流程是:首先通过拉丝和绞合形成单根紧压型导体线芯;然后在其外部同时挤出导体半导电屏蔽、XLPE 绝缘和绝缘半导电屏蔽;接下来绕制保护带和金属屏蔽层;将三根电缆芯合并加填充料成缆;在三芯电缆外部包覆内护套、铠装钢带,较后才挤包一层聚氯乙烯外护套。厂家为了控制电缆生产质量,在生产工艺上采取很多方法防止水分渗入电缆,例如通过先进的生产设备实现导体半导电屏蔽、绝缘、绝缘半导电屏蔽三层共挤;交联聚乙烯绝缘采用干式交联方法进行交联。如果严格遵守整个生产流程,以目前先进的技术手段和生产设备在制造交联电缆时是不会出现电缆内部进水的问题。
(2)运输和施工过程中进水。水进入电缆内部有三种可能的情况:一是电缆外护套层在运输和敷设施工中破裂,遭遇雨淋或水浸而使水进入电缆外护套之内;二是施工中不慎使电缆头破损进水。三是在安装施工中下雨时施工工人忘记对锯开的电缆端口作封套处理,导致雨水进行电缆内。
进水影响分析在**种情况下,水经过外护套裂口进入电缆内部,铠装层的钢带会很快生锈,接着水分渗入填充料,使其吸水受潮,这种情况只对电缆的相间绝缘有影响,而对单相绝缘影响不大。第二、三种情况下,水可直接进入导体中。如果切开电缆导体线芯,观察其横断面,会发现多股线芯中有明水流出。如不及时将进水处理干净,电缆通电后可主绝缘靠近导体线芯侧产生水树枝,并进而导发电树枝,较后导致主绝缘击穿。因为交联电缆内部进水的后果严重性,所以只要发现交联电缆进水后,要立即停止敷设安装,详细分析进水原因,尽快查找出电缆破损处,并及时采取适当措施加以处理。
目前,低压直埋电缆铠装层的现场处理方式多种多样,既有单端接地的,也有两端接地的。还有两端悬空都不接地的。根据现场电缆两端钢带铠装处理方式的不同,电缆出现故障后,其故障点外观表现形式会有所不同。电缆两端钢带全部悬空,不接地。电缆发生短路故障后,击穿点可能只是电缆线路的局部位置出现击穿烧损孔洞,不会造成长距离大面积烧毁炭化现象。因为当电缆局部遭受意外机械损伤导致护套绝缘破损后,系统可能不会立即跳闸断电,破损点由于土壤中的水分和潮气作用,火线会对大地产生间歇式闪络放电现象,较终发展为*性接地和相间短路而跳闸停电,由于火线对地放电电流被限制在电缆的破损点位置,放电电流通过钢带对大地没有形成分支回路,所以电缆发生故障后在电缆全程一般只有一个点状故障。但是此时铠装层表面会带电,处于安全用电的考虑,电缆两端外露的铠装层必须做绝缘密封处理。
电缆线路钢带采用单端接地或双端接地方式,电缆发生短路故障后,故障可能是电缆的一个区段,电缆局部区域可能会出现长距离表面烧毁炭化粘连现象。因为钢带采取此种接法后,当电缆局部发生单相接地故障后会在电缆的钢带中流过比较大的接地短路电流;同时电缆的三相负荷电流也会出现不平衡现象,在钢带中可能还会伴随产生涡流现象,两种电流共同流过钢带后,钢带就会象一个大功率电炉一样,对电缆的护套和绝缘加热,再加上客户开关选择不当,土壤局部散热不好,热阻过大,电缆局部预留盘圈堆积,散热不好等不利原因,就可能造成电缆绝缘、护套出现长距离大面积烧毁炭化粘连现象。烧毁区域比较随机,可能在故障点附近,还可能在另外的区段,往往在散热较困难,热阻较大的区段烧毁较严重。直到单相接地发展为两相短路后系统可能才会跳闸,无法重合闸送电。
对于低压电缆铠装电缆,加强对电缆三相电流大小的实时在线检测监视很有必要。同时铠状层接地后,应加装铠装层电流互感器对钢带电流时时监测。对电缆出现的单相接地短路故障,提前发现和处理,以避免电缆发生长距离烧毁现象,造成不必要的电力经济损失,保证电网运行的经济型,可靠性,稳定性和安全性。
按照正常的分析,直埋低压电缆发生短路故障后,故障点一般应该只有一个。但在实际现场电缆故障点开挖处理过程中发现,低压电缆故障可能会出现两个或多个故障点,同时可能还会伴随出现长距离绝缘护套发热烧毁炭化粘连现象。笔者认为低压铠装电缆出现故障现象的不同可能会与电缆铠装的接地或不接地有关,观点和看法不一定正确。希望对此类现象有真挚灼见的专业人士能提出更为科学*的分析和看法。以揭开该现象产生的深层原因。