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交联聚乙烯绝缘电缆局部放电不通过的原因分析

来源: 线缆招聘网 发布时间:2018-07-12 16:12:10浏览次数:168次

  本文对交联聚乙烯绝缘电力电缆局部放电试验不合格的原因进行了分析,对实际检测试验中碰到的众多问题,例如:测试的干扰、屏蔽材料电阻率不合格和生产工艺存在的问题等进行了分析。

  一、概述

  交联聚乙烯绝缘电力电缆出厂试验中的局部放电试验(简称局放),是一种非破坏性试验,目的是为了判断和测量产品在工作电压下有无明显的局部放电存在。只有在试验电压下不发生局部放电或按照现行的国家标准不超过一定量的局部放电时,才可以保证绝缘长期工作的可靠性。因此局部放电试验是保证产品质量及检测绝缘内部缺陷的重要手段。

交联聚乙烯绝缘电缆

  局放是电力电缆绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电,这种放电仅造成电缆导体间绝缘局部的短接,而不形成导电通道。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响,轻微的局部放电对电缆的影响较小,绝缘强度下降的较慢,而强烈的局部放电,则会使绝缘强度很快下降,这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。

  二、局部放电试验的影响因素

  许多电缆制造厂装备了局部放电测试设备,并已有多年的经验,但由于测试设备系统的组成较为复杂,技术含量高,而且在测试过程中影响众多,因此对测试人缘掌握测试技术的要求也比较高。更清楚地了解局方检测的影响因素对产品的生产和质量的控制具有重要的实际意义。

  1、局部放电试验时的干扰问题

  干扰的来源可分为两大类:一是与电源电压有关的干扰,二是与电源电压无关的干扰。与电源电压无关的干扰相对比较广泛,但一般影响较小,主要指无限电广播、临近电炉中开关动作、整流电机、高压试验场中的冲击发生器放电等;而与电源电压有关的干扰通常随试验电压的增加二增加,如高压测试试验变压器中的局部放电、高压连接线及屏蔽罩上的电晕放电、周围金属物接地不良而产生的火花等。对于与电源电压有关的干扰,一般可以从试验回路升至试验电压时测量仪器读数中检测出来,试验时样品可采用在试验电压下不放电的电容(或其它的电气)代替,或样品不与高压线路连接。

  与电源电压有关的干扰可根据具体情况,尽量采用单独的变压器对局部放电设备供电,供电用电缆要采用3芯分相铜带屏蔽结构形式,以减少外界对电缆的影响。局放系统的接地也需要单独敷设,不能和工厂的配电网连接在一起。因为工厂内有许多大功率的用电设备,如交联机、绞线机等,他们大多采用大功率的交流、直流电机,这些设备的地线、零线、外壳接地等经常混淆不清,造成车间的地网上有太多的干扰,如果局放设备与之连接在一起,干扰就很容易通过地线进入测量系统。

  随着信息化的进程,广播、电视通讯系统的日益发达,各种无线信号铺天盖地,都可对局放系统有一定的干扰。因此,局放设备应防止在屏蔽室内,屏蔽室采用2-3mm的钢板焊接而成,这种设计结构可有效的降低外界干扰信号对试验结果的影响。

  2、电线电缆本体缺陷和原材料问题

  主要是绝缘中存在缺陷,如绝缘中有气孔、杂质、焦烧颗粒等,或内外屏蔽擦伤都会造成局部放电;在生产过程中绞合导体中进水、导体不清洁或绝缘、外屏蔽料受潮等情况下,导致在充水微孔中形成局部放电;另外如果绝缘半导电屏蔽料的电阻率不合格,即当材料的电阻率远大于标准要求时,就失去了电厂屏蔽的作用,将在电缆的端头也会产生局部放电。

  3、生产工艺造成的问题

  生产工艺的问题相对较多,比如电缆半导电屏蔽上的焦烧和绝缘杂质。产生焦烧的原因主要是主机控温不好;绝缘杂质的产生是由于装置不确当或滤网破裂,或者滤网的数目选择错误。另外如果内外半导电屏蔽和绝缘交叉成牙状,这种产品的局部放电是不会合格的。因此在半导电料挤出时,应使半导电料的料流保持一定的拉伸状态,使绝缘和半导电屏蔽的截面光滑接触。

交联聚乙烯绝缘电缆

  避免生产工艺造成的局放不合格的方法应以详细的控制文件,对各个工序进行控制,导体绞合时,导体表面应光滑,不得有单线凸起、毛刺、油污等缺陷存在,因为局放是一种很细微的局部放电现象,任何的一点导体缺陷,都会产生一定的局部放电,如导体表面有缺线、单线凸起、毛刺等缺陷必定会造成电缆内屏蔽的损伤。每次在绝缘加工工作前,应对绝缘挤出设备进行彻底的清理,避免在设备中残留有前期加工的余料,混入绝缘、屏蔽层,造成局放偏大的现象。铜带屏蔽加工过程中,应调整好包带的松紧度,过大的包带张力会导致铜带损伤电缆外半导电层的现象,造成局放不合格。在生产过程中,要做好电缆保护工作,避免电缆有磕碰现象。

  三、局部放电中一些问题的分析

  1、电缆绝缘的热机械应力

  对刚生产出来的成盘电缆进行局部放电试验时,经常发现电缆的局部放电水平达20~100pC左右,如将这盘电缆放置数日后再进行检测时,局部放电有可恢复到5pc以下,电缆又称为合格产品了。这种现象主要是因为电缆在交联过程中温度过高,生产速度过快,绝缘向中心收缩,绝缘内产生热效应,当电缆绕在收线盘上冷却后产生绝缘机械应力所致。

  可以通过控制电缆交联温度和控制生产速度,充分对冷却水进行冷却,确保水气平衡缓解工作正常。详细规定生产、试验过程的工作环节,如:产品生产后室温内放置24h后,进行局放试验;严格控制生产速度、加工温度等工艺参数,避免造成不必要的麻烦。

  2、电缆绝缘屏蔽的电阻率严重偏高

  当对整盘电缆进行局部放电试验,发现局部方电缆高达100~200pC,进行局部放电定为后,发现放电部位在电缆的端部,于是将电缆端头割断几米后在进行测量,最后发现虽然多次割断电缆两端但局部放电量仍不合格。经多方面分析原因最后确定原材料的问题。由于原材料生产厂家提供的绝缘屏蔽材料电阻率太高,已经失去了电场屏蔽的作用。为了进一步证明,我们将不合格样品的铜带剥掉,然后在电缆绝缘屏蔽表面绕包一层合格的半导电绕包带,再将铜带重新绕包上,局部放电量马上降低。

  四、结束语

  由于局部放电的测量影响因素较多,试验时应分清影响因素的来源,首先确定是外部干扰还是人为操作的问题,再逐一检查高压引线接头是否因受力而断裂,油杯与电缆导体接触是否良好,测试系统的底线是否良好等每个容易出现问题的地方。

  对于干扰因素及局方不合格原因的分析是一想非常细致的工作,需要在实际操作中分析并不断的总结经验。另外生产厂家对局部放电测试系统还应该定期进行检查,以保证其测试的精度。

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