電纜絕緣老化原因分析
在線運(yùn)行的電力電纜及電氣裝備用電纜因受機(jī)械力、電動(dòng)力、熱力及化學(xué)腐蝕等多種因素影響,其絕緣層將老化發(fā)脆變硬,影響使用,結(jié)果因老化導(dǎo)致電纜擊穿而使使用壽命縮短。在機(jī)械力、電動(dòng)力、熱力及化學(xué)作用四種因素中,)熱力及化學(xué).作用主要是敷設(shè)場(chǎng)所及周圍環(huán)境所致。從20世紀(jì)80年代起,以聚乙烯絕緣及交聯(lián)聚乙烯絕緣為主體的塑料電纜,因其具有良好電性能、重量輕、價(jià)格低和施工方便等特點(diǎn),故在國(guó)內(nèi)輸配電電力線路和控制線路中的應(yīng)用日趨增多。由于該類電纜采用塑料絕緣,受環(huán)境條件影響而老化比其他品種更為嚴(yán)重?,F(xiàn)以聚乙烯絕緣電纜為例,說(shuō)明電纜受環(huán)境條件的影響而產(chǎn)生老化情況。
(1)不同敷設(shè)方法對(duì)電纜老化的影響電力電纜的主要敷設(shè)方式有地下直埋敷設(shè)、架空(含鋼索)敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)及海底敷設(shè)。因數(shù)設(shè)安裝方式不同受環(huán)境條件作用不同,可能出現(xiàn)的老化形式和程度也不同,造成電纜使用壽命長(zhǎng)短差別很大。表4-1是不同敷設(shè)方式對(duì)聚乙烯絕緣電纜老化的環(huán)境因素及形式。
(2)各式各樣的環(huán)境老化電纜敷設(shè)場(chǎng)所及周圍存在氣體、液體及固體三大類介質(zhì),三類介質(zhì)對(duì)電纜產(chǎn)生不同影響,如空氣中有害氣體會(huì)腐蝕電纜絕緣,有害液體及固體同樣如此。幾種環(huán)境老化機(jī)理分析(1)電纜絕緣受環(huán)境條件影響出現(xiàn)脫色架空電纜在運(yùn)行中受陽(yáng)光中紫外線、臭氧作用,其絕緣層出現(xiàn)脫色,這是電纜絕緣老化形式中*常見(jiàn)、*輕微的一種老化表現(xiàn)。脫色雖然對(duì)電纜妨礙不大,但它是電纜絕緣進(jìn)-步 老化的先兆。為使電纜絕緣不進(jìn)一步老化,應(yīng)加強(qiáng)維護(hù),采取防陽(yáng)光及紫外線輻射措施,減少其脫色現(xiàn)象,也是維護(hù)保養(yǎng)不可忽略的。
(2)電力電纜出現(xiàn)水樹(shù)故障就聚乙烯絕緣電纜而言,它的耐水性比油浸紙絕緣電纜要強(qiáng),橡皮電纜、尼龍電纜的耐水性能均好,然而一旦水分進(jìn)入纜芯導(dǎo)體中,在電纜送電運(yùn)行過(guò)程中,在電磁的作用下,水分就會(huì)從內(nèi)向外呈樹(shù)枝狀的伸展,*終導(dǎo)致電纜絕緣擊穿,通常稱這種擊穿現(xiàn)象為水樹(shù)。水樹(shù)現(xiàn)象通常在高壓、大容量的電力電纜中發(fā)生。故維護(hù)中要強(qiáng)調(diào)纜溝內(nèi)不能積水,架橋電纜線槽盒一定要加蓋。
(3)電纜出現(xiàn)硫化樹(shù)故障電纜的硫化樹(shù)故障是由于電纜敷設(shè)環(huán)境周圍有硫化物存在,如硫化氫的水溶液,它可以透過(guò)聚乙烯絕緣及油浸紙絕緣電纜的護(hù)套和絕緣層,直達(dá)電纜的芯線導(dǎo)體。如這些電纜芯線導(dǎo)體為銅材,銅和硫化物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),將產(chǎn)生硫化亞銅等黑色的腐蝕物。隨著這些腐蝕物不斷地增加和聚集在芯線導(dǎo)體上,*后將呈現(xiàn)樹(shù)枝狀貫穿整個(gè)絕緣層,*終使電纜絕緣擊穿。因硫化物導(dǎo)致的電纜產(chǎn)生硫化樹(shù)過(guò)程與電磁強(qiáng)度的關(guān)系不大,所以這類故障現(xiàn)象在高壓電力電纜中幾乎不存在,只有在低壓電力、電纜、控制及信號(hào)電纜中發(fā)生,又因這幾類電纜的絕緣厚度較薄,受硫化作用導(dǎo)致絕緣破壞和擊穿時(shí)間比高壓電纜水樹(shù)故障更短,一般敷設(shè)運(yùn)行僅幾年就出現(xiàn)硫化樹(shù)而擊穿。故石化廠礦電纜運(yùn)行壽命比其他環(huán)境下短。
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