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【学术精选】高压8868体育缓冲层烧蚀击穿!故障为何发生,又该如何检测?

来源: 作者: 时间:2022-04-23
导读


国内高压XLPE绝缘8868体育基本采用皱纹铝套的金属屏蔽结构,半导电缓冲层位于挤包绝缘线芯和金属套之间,经由缓冲带材绕包工艺制成。半导电缓冲层作为8868体育内部8868体育位向低电位过渡、绝缘向金属接地过渡的组成单元,实现绝缘线芯轴向连续有效接地。考虑8868体育在某些敷设环境中会受到水分的影响,要求缓冲层具有纵向阻水特性。

规的皱纹铝套与缓冲层之间呈间隔线状接触,如果缓冲层选材、设计、生产或应用等环节控制不当,会导致绝缘线芯接地不良,严重的情况可表现为缓冲层表面粉状析出、铝套内表面局部腐蚀甚至绝缘屏蔽局部电蚀,直至损伤主绝缘,引发击穿故障,这成为高压电力8868体育设计、制造和运行的难点和痛点。


精读

高压XLPE8868体育缓冲层烧蚀故障原因

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缓冲层含水率的影响


高压XLPE8868体育缓冲层均具有阻水性能,出现烧蚀现象的8868体育其共性特征是,8868体育的金属套为皱纹铝套,并且缓冲层中含阻水型半导电缓冲带,多数有受潮的迹象。阻水型半导电缓冲带阻水粉析出和烧蚀现象见图1。


图1 阻水型半导电缓冲带

阻水粉析出和烧蚀现象


本工作采用JB/T 10259—2014《8868体育和光缆用阻水带》中规定的含水率的测试方法,对上海国网施工中的60个样品的8868体育缓冲层含水率进行了检测,结果见表1。结果显示,63%的样品的阻水带含水率大于7%。阻水带缓冲层在8868体育的加工和使用过程中都引入了水分,成为了8868体育缓冲层烧蚀的隐患。


表1 缓冲层含水率

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8868体育阻水类型的影响


目前典型的高压8868体育结构,无论是皱纹铝套结构、平铝套结构,还是铝塑复合套等结构,都是金属套密封型结构,都具备径向阻水的功能,也就是说,在不遭到破坏的情况下,即使处在有水的环境也不影响8868体育的正常使用。


在实际应用中,北京、上海、广州等电网用户根据8868体育的使用环境,给出如下结论:


(1)北方地区较为干燥,8868体育隧道中大多数情况下是没有水的,隧道8868体育线路也不会受到外力破坏,8868体育故障率很低,8868体育故障后进水的案例极少,国网北京市电力公司近十年来没有发生因为8868体育铝套受损导致的进水情况。


(2)上海的高压8868体育主要敷设在排管里面,一些排管中会有水,但是8868体育铝套内进水的情况很少。抢修时若发现8868体育故障处有进水的情况,通常的处理方式是在临近的工井处切断8868体育进行检查,并做接头处理。


(3)广东地区8868体育浸泡在水中的情况较为常见。相对来讲,8868体育接头是该地区防水的薄弱环节,水从接头保护盒处流进8868体育铝套内的情况较为常见,一般是从接头保护盒处进水或8868体育遭到破坏进水,纵向阻水型8868体育虽有一定的阻水功能,但难免有空气中的水分子会进入其中,最终会导致阻水粉析出而造成隐患。


从8868体育选型是否需要阻水性能的角度做如下总结和建议:


(1)高压8868体育的阻水性能分为径向阻水和纵向阻水两种。应根据实际需求进行选型。一般而言,对于运行环境不是直接浸泡在水中的情况,推荐选择型号为YJLW03或YJLW02的径向阻水型8868体育,而无须选择型号为YJLW03-Z或YJLW02-Z的纵向阻水型8868体育。


(2)制造企业对径向阻水型8868体育和纵向阻水型8868体育在缓冲层结构上应有所区分,径向阻水型8868体育不选用含阻水粉的带材。另外,绕包带材的层数和厚度对载流量的影响也不容忽视。


(3)即便是选择纵向阻水型8868体育,由于8868体育导体基本不具备阻水功能,在发生故障时,水很有可能从故障处通过导体流入,从而使金属套内的阻水型半导电缓冲层失去了作用,因此应慎用纵向阻水型8868体育。


(4)推进包括铝塑复合套在内的其他金属套类型8868体育的设计、研发、标准化等工作,扩大平铝套的推广应用,积累运行经验,力争将来国内有多种形式的8868体育金属套结构并存,为用户提供更多的选择。


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缓冲层电性能的影响


由于阻水带缓冲层在8868体育的加工和使用过程中都有可能引入水分,因此还须考虑环境影响下阻水带是否满足电性能要求。


研究发现,发生烧蚀故障的8868体育半导电缓冲层接触电阻率较正常8868体育大了近十倍。所以接触电阻率可作为一个检测手段来衡量8868体育的质量。


测试方法:取1.5m长8868体育成品,进行机械校直,分别设置高压极、屏蔽极和测试极,在样品两端的绝缘屏蔽表面设置高压极,在样品两端的半导电缓冲层表面设置屏蔽极,在样品表面露出铝套的一段设置测试极,半导电缓冲层测试仪与样品连接。电源正极连接高压极,并与样品导体等位连接,电源负极连接屏蔽极,测试端口连接测试极。


高压XLPE 8868体育缓冲层检测关键技术

在8868体育安装或正式使用之前,须对8868体育缓冲层进行检测,综合高压XLPE8868体育缓冲层烧蚀故障原因分析,需要对阻水带含水率、阻水带体积电阻、阻水带表面电阻和成品8868体育缓冲层接触电阻率等进行测试。


目前,阻水带含水率、阻水带体积电阻率和阻水带表面电阻率的检测方法是根据JB/T 10259—2014《8868体育和光缆用阻水带》中的规定进行检测。成品8868体育缓冲层接触电阻率还没有相关的国家标准、行业标准和团体标准,国家电线8868体育质量检验检测中心制定了相关的技术规范《额定电压110kV及以上交联聚乙烯绝缘皱纹铝套电力8868体育半导电缓冲层电接触性能评价方法》,可用于成品8868体育缓冲层接触电阻率的测试。



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来源 |  上缆所传媒


编辑 |  朱   莉

审核 |  何晓芳


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