市场经济的不断深入发展,竞争越来越激烈,企业与企业的竞争归根到底是产品质量与服务的竞争。众所周知,产品质量是企业的生命,好的产品质量会使企业在市场竞争的大潮中立于不败之地,是企业可持续发展的源动力。中高压交联聚乙烯绝缘电缆(以下简称交联电缆)作为我公司的主导产品,其质量水平高低将直接影响着我公司在市场竞争中的成败。
公司成立至今,通过全体员工的共同努力,我公司交联电缆的质量处于较高的水平,在此主要论述进水对交联电缆所产生的危害。交联电缆进水主要分为导体进水和护套进水(包括内护),水或者潮气对于电缆使用的高聚物材料,可使之产生水解,降低材料的强度和柔软性,水分被高聚物吸附、吸收和扩散,可使电性能严重恶化,使表面电阻、体积电阻和击穿场强下降,使电容和介质损耗角正切增加;电缆进水后,在电场的作用下,产品会发生水树老化现象,湿度越高,温度越高,电压越高,水中所含离子越多,则水树发展越快;上述种种,将导致产品寿命缩短,严重者产品在短期内击穿。
交联电缆在生产过程中进水主要集中在两个工序上:交联工序与护套工序。在交联工序生产过程中,由于电缆阻水接头未处理好等原因将导致交联绝缘线芯进水,水或潮气一旦进入到绝缘线芯内部,就难以处理,只能将进水的交联线芯剪掉,造成材料的浪费,成本增加,甚至延误电缆的发货;在护套工序生产过程中,由于操作工的工作责任心不强或操作失误,造成电缆头部在牵引时掉进水槽中或电缆在生产过程中未控制好电缆内外护套厚度及偏心,造成护套破洞后水进入电缆内部,如头部进水只能将头部进水电缆剪掉,影响电缆发货米数;如电缆中间由于护套破洞进水,就难于处理干燥,即使用吹干机吹,也难以全部吹干,一旦电缆发货,在长期的运行过程中,电缆进水成为影响电缆安全运行的潜在隐患,较终可能导致电缆击穿或退货,后果非常严重。另外,在包装和储运过程中间也会发生电缆进水现象,一旦电缆封头未封好或电缆由于储运时护套破损,也会造成电缆端头进水,客户难以接受。
交联电缆进水对产品质量的影响大家已经了解了,如何避免电缆进水的问题就摆在了我们面前,这需要我们每一个员工严格进行控制,加强责任心,提高自身的操作业务水平,严格执行各种操作程序、方法,努力杜绝电缆进水的质量问题出现,提高产品的质量,为提高公司的市场占有率打下夯实的基础。
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,最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,最后导致主绝缘击穿。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。
在电缆的现场敷设过程中电缆护套表面刮伤破损的现象是普遍存在的,损伤轻微的只伤及了护套,如何修补能保证质量,而且修补时间短,又能保证质量日益成为电缆消费者普遍关心的问题。而且投入小,在现场的恶劣条件下又容易实现,因此现场护套的修补技术及质量日益成为用户关心的问题。电缆的现场施工条件一般比较恶劣,可能位于初步建设的发电厂,也可能位于初步正在建设的野外新建铁路,可能在桥架上,还可能在电缆隧道内,由于野外电缆护套的修补都采用塑焊枪进行,而且塑焊枪的加热需要220V的交流电,而处于新兴建设的野外工程,现场一般都缺乏电源,或者有电源可能由于现场电缆的敷设位置的随即性,给电源的提供带来了一定的困难,因此要实现电缆的护套的修补,一方面是人员的到位,另一方面主要是电源的提供,只有作好上述两件基础准备工作,才能实现电缆护套修补工作的正常开展和进行。
为便于电缆护场修补工作的顺利进行,施工单位要配备有野外小型发电机。同时处于现场修补的方便现在提供的塑料焊枪的质量要过硬。喷头加热面积要大,而且加热速度要快。而且电缆放线过程破损部位具有随机性,在一般的城市和平原地区,此项工作比较好开展,但是在一些山区地带,由于收到复杂地形的影响,电缆的修补工作其实是很艰难的。因此要减少相应方面的投入和快速解决问题,一个很关键的问题是电缆敷设过程人员的配备数量必须足够,而且采用正规的电缆专业敷设设备进行正规放线,避免和减少电缆放线过程中出现护套破损的现象。
电缆的现场修补方面需要的技术不是很高,电缆敷设施工单位,在电缆发生破损后,一定要在确认电缆内部没有受到损伤的前提下,然后在对电缆进行修补 ,否则电缆护套修补的实际意义不大。电缆的修补一定要及时,否则时间一长外部的水分和潮气进入,将会影响电缆的正产使用寿命。在南方梅雨天气电缆端部在敷设完毕后,对电缆的端头因没有及时进行密封处理,造成流入电缆沟内的水分进入电缆断头10-20米不等,剥开端头的绝缘发现导体都已全部发黑,从而造成 敷设后电缆的浪费,因此对于敷设完毕的电缆还是要加强相应方面的检查,维护和保管,防止电缆在通电使用前应现场各种外部因素造成电缆寿命的缩短和终结。
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。
目前,我省电力供应以火电为主,火电装机容量和发电量均占全省的八、九成。发电煤源主要依靠山西、陕西以及"两淮"地区,电煤运距长,煤炭供应或运输任何一个环节趋紧,能源风险就将加大。近年来,每逢迎峰度冬和迎峰度夏之际,江西电网都因电煤问题而出现电力紧缺。尽快上马特高压电网,由输煤为主向输煤输电并举转变,是战略选择、大局观念、长远眼光。
特高压输电,有利于节约投资和节省运行费用。从电网运行的经验看,高一级电压输电比低一级电压输电具有明显的经济性。研究表明,在同等条件下,一条1000千伏的特高压线路和一条500千伏**高压线路相比,前者的输电容量是后者的5倍,而单位输电投资,前者是后者的73%左右。另外,在导线总截面和输送容量相同的情况下,1000千伏线路的电阻损耗约是500千伏线路的1/4。因此,采用特高压输电可以明显减少线路损耗,降低电网运行成本。
特高压输电,有利于减少煤电对江西人口稠密区环境的污染。随着工业的发展,人们赖以生存的环境受到的污染日趋严重。为了解决火电厂对环境的污染问题,我国投入很大的财力、物力对现有火电厂除尘、脱硫、清除灰渣等设备进行改造,对新建电厂则采用清洁燃煤技术。这些措施减轻了对环境的污染程度。但是,由于人口密集区的环境容量已趋于饱和,如果新建火电厂,加上运煤中产生的污染,会使人口稠密地区的环境不堪重负。采用特高压输电,把电力送到人口稠密的负荷中心,可以减少对人口密集区的污染,减轻人口密集区环境容量的压力,减少因铁路和公路运输远距离发电用煤所排放的废气对大气环境的污染。换言之,输电比输煤污染要小得多,特高压输电,有利于减少煤电对江西人口稠密区环境的污染。
特高压输电,可以满足环保要求。通过合理的设计,并采用一系列环保技术措施,特高压输电完全符合环保标准。如沿用500千伏输电线路环保技术,增加铁塔高度、杆塔基础采用*高低腿设计、同塔双回采用逆相序排列、采用紧凑型线路、采用新型耐热和扩径导线、采用大截面导线、线路路径选择采用海拉瓦技术等措施。对1000千伏输电电磁环境影响的研究表明,采用这些措施以后,在输电线路下方、跨越公路和邻近民房处的水平与500千伏线路完全相同,工频磁场远低于现行环保标准规定的较大值,无线电干扰和可听噪声符合相应的国家标准。长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。我们相信,随着一条条"空中新走廊"的架通,美丽动人的赣鄱大地将更加充满魅力和活力!
高温**导技术被喻为21世纪较具潜力的电工技术,许多国家已将发展**导产业上升到战略高度。虽然高温**导电缆优势明显,但也要看到,高额的**导材料、技术成本以及研发周期长、短期回报困难等因素,使国内许多电缆企业不敢在**导电缆领域放手一试。
目前,有些企业过分宣扬高温**导电缆的先进性。事实上,对于**导材料的优越性,早已取得了广泛认同,过分宣扬反而可能会对电缆企业以及电缆市场引起误导。一些*呼吁要用理性的态度,看待未来的**导电缆市场。长远来看,目前普通的交联聚乙烯电缆主要以铜材料为主,电缆的价格随铜材料价格的波动而波动,随着资源紧缺,未来,此种电线电缆的价格依然会不断上涨。而**导电缆则不受资源条件的限制,随着**导材料技术的发展,**导电缆价格应有下降的趋势。**导电缆节约了土地资源和建设**高压电站的费用,但对电网安全性和可靠性提出了更高的要求。由于**导电缆内部热损耗和制冷系统的存在,增加了维护运行费用,降低了系统安全可靠性。
目前,依靠现有**导技术,很难达到"鱼"和"熊掌"兼得。加之,高温**导电缆的研发周期长,从电缆研制成功到电缆系统研制成功并用于工程,整个周期至少需要5~10年,每一个电压等级的产品发展均是如此。
针对目前的**导电缆发展现状,中国电科院**导电力研究所所长来小康曾表示,就像电动汽车一样,虽然比燃油汽车贵,但是我们不能等待,必须逐步发展,否则技术就难以进步。虽然现在不具备产业化的条件,但这是一个发展方向,一定要通过扩大示范来刺激技术发展,从而推动整个**导产业发展进入良性循环。
电缆进水处理方法探讨:填充层内水分的处理针对仅进入到填充层深度的水分,由于其进去后吸附在填充料中,目视观察基本无明水,因此要想办法让其充分干燥。工程上可行的解决办法有以下两种: 1)将电缆两端锯开,进行良好通风,并放置于强烈阳光下爆晒。由于水分一般进去不深(30~50m)。干燥处理一段时间后,将电缆进水端锯掉3~5 m,如发现填充料已经充分干燥,脱水处理即告结束。 2)在未进水端制作**吹气嘴,注入干燥氮气,注入气体压力保持在在0.12 MPa 左右。在进水端用微水测试仪测量空气中的水分含量,并将数值记录下来。每隔6 h 监测一次,总共监测48 h。再对一根未进水的电缆里的水分含量进行测量,比较两个含水量数值,直到两者接近方可为认为电缆导体线芯脱水完毕。需要注意的是:在吹氮干燥过程中,要定时用试纸检测电缆出气端口的水分。
导体中水分的处理先将电缆两端锯开,将距离进水端 30 m 处的电缆垫高2 m,让进水端口头部朝下;在另一端注入干燥氮气,使导体中的含水自然外流。如果电缆已敷埋在地下,进水外流不畅,可采用小型真空泵在进水端往外抽水,即将另一端打开,在进水端按电缆导体线芯分相抽水,用与单相线芯绝缘外径相近的塑料管(长30 cm 的透明管)套取一相,加热后密封好,另一端接上真空泵抽水。采用塑料管的原因在于其连接泵口方便,也便于监控抽水的过程,还可以暂时储存一定量的水。将真空泵启动,使其压力逐渐达到 1 个大气压以上,在加压过程中,导体中的水分被吸出,逐渐在塑料管中形成冰块。经过7~8 h 便可抽出500mL 的水量。在抽水过程中必须三相依次抽取,每相抽20~30 min 后进行换相,便于水气向外端聚集。因为导体中水结冰后不能流出,在整个抽水过程中要防止电缆主绝缘变形破坏。
有观点认为:电缆进水后相间绝缘尚好,只要绝缘层不破,不影响运行,但是导体易氧化、生锈,载流量下降;还由于通电后,水被气化,内压升高,电缆被挤压变形,甚至破裂。更严重的是产生水树枝状放电。所以一定要完全处理好后才能进行带电运行。
结论交联电缆内部进水的工程处理方法、建议: 1) 要求供货厂家在电缆生产完毕后应做防水处理,电缆热缩头要充分密封好。 2) 电缆敷设穿越道路时,应尽量避免直接穿越涵洞,建议挖开路面进行敷设。 3) 电缆牵引头应采用铅封结构,这样可使电缆端头受力均匀,避免出现热缩头受力破损或脱落问题;要采用电缆敷设架托起电缆,避免电缆直接在地面上拖行。 4) 在对导体中水分进行抽取的过程中,要三相导体线芯轮流进行,相互间隔为半小时。