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        高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜絕緣收縮的研究

        2012-02-18 03:34:46崔耀華
        電線電纜 2012年4期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)應(yīng)力電力電纜聚乙烯

        崔耀華,林 蘭

        (特變電工山東魯能泰山電纜有限公司,山東 新泰271219)

        0 引言

        高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜由于具有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能,且傳輸容量大,近幾年在國內(nèi)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前,國內(nèi)110 kV和220 kV電纜的生產(chǎn)工藝已經(jīng)較為成熟,隨著國內(nèi)高壓電纜市場競爭的日趨激烈,產(chǎn)品質(zhì)量逐漸成為占領(lǐng)市場的決定性因素。

        本文探討高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的絕緣收縮問題。絕緣收縮將直接影響電纜的產(chǎn)品質(zhì)量,收縮過大不但會(huì)給電纜接頭帶來很大困難,嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致電纜擊穿。

        1 絕緣收縮問題

        高壓交聯(lián)電纜在三層共擠工序中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,從而導(dǎo)致絕緣的收縮。如果絕緣收縮過大,會(huì)引入雜質(zhì)、氣隙,電纜在運(yùn)行時(shí),雜質(zhì)會(huì)在強(qiáng)大電場作用下發(fā)生游離,產(chǎn)生樹枝放電現(xiàn)象,造成絕緣的提前老化,甚至擊穿,導(dǎo)致電纜接地短路或相間短路,產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象,同時(shí)傷及附近的其他電纜。

        2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

        絕緣收縮主要是由內(nèi)應(yīng)力造成的,絕緣應(yīng)力的釋放一般可通過兩個(gè)途徑:(1)生產(chǎn)過程中的應(yīng)力消除,包括生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化、前后預(yù)熱和應(yīng)力消除裝置的使用等;(2)脫氣過程中的應(yīng)力消除,該過程既可以通過加熱脫去電纜中的氣體,又可以逐步消除電纜中的內(nèi)應(yīng)力。

        脫氣室內(nèi)的應(yīng)力消除效果,由于長期以來沒有可量化的數(shù)據(jù),所以被許多生產(chǎn)廠家所忽視。筆者通過自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論,可作為生產(chǎn)中進(jìn)行工藝改進(jìn)的參考。

        2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

        由于GB/T 2951.3“絕緣收縮試驗(yàn)”主要考慮的是交聯(lián)工序?qū)^緣收縮的影響,而為了單獨(dú)考察脫氣工序?qū)^緣收縮的影響,則必須重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

        絕緣線芯從交聯(lián)生產(chǎn)線下線后,絕緣便會(huì)因內(nèi)應(yīng)力而收縮,在脫氣工序結(jié)束后,絕緣會(huì)進(jìn)一步收縮,因此設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方法。

        挑選110kV電纜的5種規(guī)格:YJLW03-64/110 kV-1×240 mm2;YJLW02-64/110 kV-1×400 mm2;YJLW02-64/110 kV-1×500 mm2;YJLW03-64/110 kV-1×630 mm2;YJLW03-64/110 kV-1×1 000 mm2。

        在交聯(lián)生產(chǎn)線下線后1 h,測量導(dǎo)體超出絕緣部分的尺寸n1,然后在脫室溫度為(70±5)℃的條件下,脫氣168 h,然后靜置48 h,測量導(dǎo)體超出絕緣部分的尺寸n2。求出兩次測量的差值n2-n1,定義為“收縮量”。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        表1為5種不同電纜規(guī)格,每種規(guī)格取4個(gè)試樣(同一規(guī)格的4個(gè)試樣為同一批次生產(chǎn))的收縮量測試結(jié)果,同時(shí)與按GB/T 2951.3測得的收縮率進(jìn)行分析比較。

        表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比表

        表1是在相同脫氣溫度下測得的收縮量數(shù)據(jù),需要說明的是,絕緣收縮受材料、工藝、溫度等諸多因素影響。從表1中可以看出,導(dǎo)體截面直接影響絕緣的收縮,相同電壓等級的高壓交聯(lián)電纜,絕緣收縮量隨導(dǎo)體截面的增大而減小。因此,電纜生產(chǎn)廠家單純根據(jù)電壓等級來確定電纜脫氣時(shí)間的做法是不足取的,應(yīng)針對不同的導(dǎo)體截面設(shè)置不同的脫氣時(shí)間。

        4 結(jié)束語

        本文研究了脫氣工序?qū)^緣收縮的影響,并與按GB/T 2951.3測得的收縮率進(jìn)行分析比較,對脫氣工序提出以下改進(jìn)措施:對于小規(guī)格電纜,可適當(dāng)增加脫氣時(shí)間,建議400 mm2及以下電纜脫氣時(shí)間可以延長至192 h。

        [1]薛福連.35 kV及以下電力電纜故障的原因及對策[J].電線電纜,2003(6):39-40.

        [2]王以田,鄭曉泉,Chen G,等.聚合物聚集態(tài)和殘存應(yīng)力對交聯(lián)聚乙烯中電樹枝的影響[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2004,19(7):44-48.

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