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电缆绝缘老化原因分析

在线运行的电力电缆及电气装备用电缆因受机械力、电动力、热力及化学腐蚀等多种因素影响,其绝缘层将老化发脆变硬,影响使用,结果因老化导致电缆击穿而使使用寿命缩短。在机械力、电动力、热力及化学作用四种因素中,)热力及化学.作用主要是敷设场所及周围环境所致。从20世纪80年代起,以聚乙烯绝缘及交联聚乙烯绝缘为主体的塑料电缆,因其具有良好电性能、重量轻、价格低和施工方便等特点,故在国内输配电电力线路和控制线路中的应用日趋增多。由于该类电缆采用塑料绝缘,受环境条件影响而老化比其他品种更为严重。现以聚乙烯绝缘电缆为例,说明电缆受环境条件的影响而产生老化情况。

(1)不同敷设方法对电缆老化的影响电力电缆的主要敷设方式有地下直埋敷设、架空(含钢索)敷设、电缆沟敷设及海底敷设。因數设安装方式不同受环境条件作用不同,可能出现的老化形式和程度也不同,造成电缆使用寿命长短差别很大。表4-1是不同敷设方式对聚乙烯绝缘电缆老化的环境因素及形式。

(2)各式各样的环境老化电缆敷设场所及周围存在气体、液体及固体三大类介质,三类介质对电缆产生不同影响,如空气中有害气体会腐蚀电缆绝缘,有害液体及固体同样如此。几种环境老化机理分析(1)电缆绝缘受环境条件影响出现脱色架空电缆在运行中受阳光中紫外线、臭氧作用,其绝缘层出现脱色,这是电缆绝缘老化形式中最常见、最轻微的一种老化表现。脱色虽然对电缆妨碍不大,但它是电缆绝缘进-步 老化的先兆。为使电缆绝缘不进一步老化,应加强维护,采取防阳光及紫外线辐射措施,减少其脱色现象,也是维护保养不可忽略的。

(2)电力电缆出现水树故障就聚乙烯绝缘电缆而言,它的耐水性比油浸纸绝缘电缆要强,橡皮电缆、尼龙电缆的耐水性能均好,然而一旦水分进入缆芯导体中,在电缆送电运行过程中,在电磁的作用下,水分就会从内向外呈树枝状的伸展,最终导致电缆绝缘击穿,通常称这种击穿现象为水树。水树现象通常在高压、大容量的电力电缆中发生。故维护中要强调缆沟内不能积水,架桥电缆线槽盒一定要加盖。

(3)电缆出现硫化树故障电缆的硫化树故障是由于电缆敷设环境周围有硫化物存在,如硫化氢的水溶液,它可以透过聚乙烯绝缘及油浸纸绝缘电缆的护套和绝缘层,直达电缆的芯线导体。如这些电缆芯线导体为铜材,铜和硫化物产生化学反应,将产生硫化亚铜等黑色的腐蚀物。随着这些腐蚀物不断地增加和聚集在芯线导体上,最后将呈现树枝状贯穿整个绝缘层,最终使电缆绝缘击穿。因硫化物导致的电缆产生硫化树过程与电磁强度的关系不大,所以这类故障现象在高压电力电缆中几乎不存在,只有在低压电力、电缆、控制及信号电缆中发生,又因这几类电缆的绝缘厚度较薄,受硫化作用导致绝缘破坏和击穿时间比高压电缆水树故障更短,一般敷设运行仅几年就出现硫化树而击穿。故石化厂矿电缆运行寿命比其他环境下短。

电缆绝缘老化原因分析 2021-10-14 本文被阅读
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