时间：2022-04-26 08:55:58 点击：57
如何解决直埋电力电缆的绝缘电阻降低的问题？ 直埋电力电缆绝缘电阻降低导致电缆线路故障的现象经常发生，也是电缆用户与电缆制造厂发生质量事故纠纷较多的项目。需要从电缆材料、电缆制造和电缆施工的角度，对电缆绝缘电阻下降的原因进行全面的解释，包括电缆材料、电缆制造、使用环境、自然条以及敷设施工等方面。主要有以下几点： **、电缆使用环境 环境温度 根据介质物理学理论和工程实践，绝缘材料的电阻随温度升高而呈指数式下降，而电导则随温度降低而按指数式增大。温度升高导致绝缘电阻下降。这是由于绝缘温度升高时，材料内的分子热运动增强，使导电离子的产生和迁移数量都随之增大。电缆通电运行后，在电压的作用下，由导电离子运动所形成的传导电流增大，绝缘层温度升高，势必造成绝缘电阻下降。 实验证明，电缆绝缘材料在70℃时的绝缘电阻值只有20℃时的10％。也就是说，电缆在导体工作温度70℃时的绝缘电阻，只有在导体工作温度20℃时绝缘电阻测量值的10%。如果供电线路发生过负荷，电缆导体温度**过70℃，绝缘电阻下降会更严重。 电缆的敷设环境温度对绝缘电阻也有很大影响。在不同气候带地区（热带、亚热带、温带和寒带）测量的直埋电力电缆的绝缘电阻是不同的。在中国，虽然电缆产品标准中都规定了导体允许的长期工作温度，以确保电缆的绝缘水平，但在南方亚热带和热带地区，直埋敷设电力电缆的绝缘电阻下降数值，比在北方温带和寒带地区下降数值大得多。这就是地区气候条件不同对电工产品性能要求的重要差异。 环境湿度 众所周知，电缆在制造和敷设运行过程中进水受潮，是危及电缆电气性能和使用寿命的主要因素。不论电缆制造厂还是用户，都对此非常重视。 实践经验证明，造成电缆进水受潮的主要原因如下。 1）材料纯度 如果电缆绝缘料中混入杂质，特别是金属杂质，甚至所使用的不同颜色的颜料，都会直接影响绝缘的电气性能，使绝缘电阻下降。其原因，一是绝缘层内非金属杂质在电缆受潮时，会吸收水分，形成众多的导电点；二是绝缘层内的金属杂质直接就是导电点。在导体运行温度和外部环境温度联合作用下，这些导电点在绝缘层内形成导电通道，导致绝缘电阻减小和泄露电流增大，进而导致绝缘被击穿。 2）材料受潮 如果电缆绝缘材料已受潮，在挤包在导体上之前又没有烘干，将会出现绝缘层内有大量气孔、挤出表面不光滑以及机械强度降低、甚至开裂等质量缺陷。因此，电缆厂家在挤出电缆绝缘层时，都要进行材料烘干。挤出低烟无卤料时，更要注意烘干。这些已是电缆厂家的基本工艺常识。 3、线路过负荷 实验证明，在供电线路不发生过负荷，电绝缘介质处于工作电场强度比较低的情况下，介质材料内的导电离子迁移率与电场强度大小成正比，即介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大。当电场强度比较高时，介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大的趋势，逐渐由线性关系变为指数关系。 介质内的导电离子迁移率增大到一定程度时，绝缘电阻突然大幅度降低，进而发�"离子雪崩"，使绝缘层发生瞬间击穿。当电缆长期**负荷运行时，通常会发生这种故障。电缆制造厂在产品出厂前，都要按产品标准进行成品耐电压试验。电缆用户应根据线路额定电压，正确选择电缆型号，尽量避免电缆线路长期**负荷运行。 如何解决直埋电力电缆的绝缘电阻降低的问题？ 第二、电缆绝缘受潮 电缆原材料受潮 电缆绝缘和护层所用的原材料，主要是塑料类和橡胶类材料，并由此改性衍生出许多种具有特殊功能的材料。材料制造厂在制造材料时，经过配合剂混合、混炼、造粒、冷却和烘干等过程，以及在材料运输、储存期间，往往会发生程度不等的受潮，使材料含有程度不等的潮气。 因此，电缆制造厂在把材料挤包在电缆导体上之前，都要把材料进行烘干处理，挤出机组上都配有材料烘干装置，使挤出的绝缘层和护层内不会发生气泡和砂眼、表面不会起泡等缺陷。这是电缆制造厂的硬性工艺规定，否则电缆成品通不过出厂耐电压试验。 电缆制造过程受潮 在绝缘挤包过程中，绝缘层被刮伤，造成绝缘层破洞或脱胶，绝缘线芯在冷却水槽中进水，导致绝缘电阻下降。或者在挤包护层时，发生护层被损伤而进水，使绝缘层受潮，绝缘电阻下降。当制造多芯电缆时，即使绝缘层挤包完好无损，但在绝缘线芯绞合成缆时，以及在挤包护层时也可能发生损坏而进水受潮，于是成品电缆通不过出厂耐电压试验。 电缆施工过程受潮 在直埋电缆施工过程中，如果电缆沟开挖、电缆埋设作业、电缆中间接头和终端接头制作不规范等，都很有可能损伤电缆护层和绝缘层。如果土壤潮湿或者电缆沟积水，一定会发生电缆进水。绝缘受潮后，使电缆绝缘表面电阻降低而表面泄漏电流增加，绝缘电阻下降，还会引起导体与绝缘层之间的电场畸变。绝缘内电场分布不均匀，会引发绝缘内部游离放电，甚至引起电缆击穿。售后服务实践证明，有95%以上的直埋电缆绝缘电阻下降事故是由施工不当引起的。 第三、自然条件 白蚁损伤 白蚁是地下电力电缆的大敌，特别是东南亚和我国南方湿热地区，经常发生白蚁侵蚀电缆塑料护层的事故。白蚁遇到电缆时，除了啃咬之外，还会分泌出蚁酸，严重腐蚀电缆绝缘和护层，导致电缆绝缘性能下降甚至短路。因此，在电缆使用部门制定的敷设规程中，都有关于电缆线路防蚁措施的明文规定。 电缆的防蚁性能试验方法有三种，即国家标准GB2951.38和机械行业标准JB/T10696.9-2011规定的击倒法、群体发和蚁巢法防蚁试验。以往多年来，采用较多的是群体法。但经过多年来电缆蚁害防治经验教训，击倒法和群体法试验，并不能真实地反映电缆在不同环境中的防蚁性能。 鼠类损伤 鼠类对地下电缆的损害主要是啃咬造成的机械损伤，当电缆护层材料的硬度低于老鼠门齿的硬度时，电缆就很有可能被老鼠啃咬。世界上还没有统一的电缆防鼠试验标准，但各国都有自己制定的试验方法。我国JB/T10696.10-2011规定了大鼠啃咬试验方法。 霉菌损伤 早在上个世纪50年代末，有些国家就已经规定湿热带地区使用的电器产品应具有防霉性能。我国针对出口到这些地区的电线电缆，制定了相关的湿热带用电线电缆防霉性标准。在我国南方部分地区，由于各年份中气候的湿热程度、延续时间不同、地域以及电线电缆使用环境的差异，直埋电缆霉害程度也不等。 根据有关微生物霉菌繁殖研究报告，霉菌生长的主要条件是温度和湿度。适合霉菌生长的一般温度是15℃～35℃，而较适宜的温度是25℃～30℃，当温度低于0℃或**40℃时，霉菌实际上停止生长。适合霉菌生长的相对湿度为80%～90%，而当相对湿度**过95%时，是霉菌生长较为旺盛的条件。因此环境温度为30℃±2℃和相对湿度大于95%时，较适合于霉菌大量繁殖。海南岛的湿热气候正好适合于霉菌大量繁殖生长。 如果电缆表面大量生长霉菌，对电缆的性能有较大影响，会引起：电缆表面变色、起麻点、腐烂；绝缘电阻、体积电阻率、介电强度下降，引起漏电，甚至绝缘击穿；绝缘和护套材料分子发生化学降解，材料机械性能明显降低，丧失其保护作用；潮气水分进入电缆内部，引起严重的电气性能故障等。 雷电影响 在雷暴发生时，如果线路上使用的避雷器等品质不良或接地保护不妥，落雷会击中避雷器，使线路负荷突然增大产生过电压，导致电缆中产生过电压冲击浪涌，造成电缆绝缘击穿。在我国南方包括海南岛雷雨频繁的地区，电缆线路遭受雷击事故屡见不鲜。 如何解决直埋电力电缆的绝缘电阻降低的问题？ 第四、化学腐蚀 敷设环境化学腐蚀 如果电缆沟内的积水或直埋土壤中含有腐蚀性成分，例如硫酸或硝酸等，电缆表面长期与这些腐蚀性物质接触，会发生严重的化学腐蚀。如果电缆护层被损坏，水分进入电缆后会左右纵向扩散。在某些地区的地下水质和土壤严重受化学污染的情况下，如果电缆路径选择不当，电缆沟构筑不良，回填物腐蚀性太大，都会使电缆绝缘和护套**材料的分子发生化学降解而导致电缆被腐蚀现象，使电缆绝缘电阻下降，甚至丧失绝缘电阻。 酸雨化学腐蚀 对电缆危害严重的化学腐蚀因素，除了敷设环境的水质和土壤状况以外，还有现代酸雨的严重影响。所谓酸雨，是由于大量燃烧化石燃料（煤炭、石油、天然气）或生物物质燃料，将酸性化合物 (如二氧化硫,、二氧化碳和二氧化氮，主要是二氧化硫) 排放至空气中，造成降雨中含硫酸、硝酸等酸性物质的现象。酸雨的主要成分是二氧化硫。 一般认为，如果雨水的PH值小于5.6，可被认为是酸雨。形成酸雨的主要原因是工厂二氧化硫排放过量造成的。现在，世界上正在实施的"节能减碳"和"节能减排"，其目的主要是减少硫化物和碳化物的排放量，以保护清洁的大气环境。 我国已有20多个省市发生酸雨灾害，主要分布在长江以南地区。酸雨不但对农作物、森林、草原、鱼类等造成非常严重的灭绝性危害，而且对金属物品的腐蚀也相当严重，对电线电缆、铁路轨道、船舶车辆、输电线路、桥梁、房屋、机电设备等均会造成严重损害。 四川大学学报曾发表一份研究报告《酸雨作用下酸性土壤酸化过程中铜的腐蚀行为》。实验证明，酸雨会增大铜的腐蚀速率。铜的受腐蚀表面主要是氧化亚铜（Cu2O）和氧化铜 （CuO）。酸雨对直埋电缆的危害途径是：空气中的二氧化硫与雨水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧化成硫酸： SO2 + H2O = H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 含有硫酸的雨水，在高气温环境中，从电缆护层破损点或电缆接头处进入电缆，对绝缘层、护层和铜导体都会发生腐蚀作用。硫酸腐蚀电缆护层和绝缘层，使其分子结构发生降解而损坏，使绝缘电阻严重下降，甚至失去绝缘和保护作用。硫酸与铜反应生成蓝色的硫酸铜（CUSO4）结晶体，遇水成为蓝色硫酸铜溶液。。 CU + 2H2SO4 = CUSO4 + SO2↑+ 2H2O 前几年，土壤腐蚀性大、酸雨重灾区的重庆市某供电部门，就在电缆端部发现了蓝色液体和绝缘层损坏的现象。如果电缆外皮损坏严重，特别是在高温、高湿、强日光的季节，如果发生酸雨，或者土壤中的硫酸含量较大，电缆进水很多，这种蓝色硫酸铜溶液会迅速沿着电缆长度上扩散，直到从电缆破损处和电缆端部溢出。硫酸铜溶液可以导电，渗入绝缘层内后，更曾强了绝缘层的导电性，进而使绝缘层的电阻急剧下降，失去绝缘作用，发生电缆短路事故。 第五、机械损伤 多年来的电缆产品售后服务经验证明，在用户投诉的电缆机械事故案例中，有95%以上是由电缆安装敷设不当或线路维护不善引起的。某供电部门曾经总结出以下几个方面。 安装损伤：安装时违反操作规程；施工人员技术不熟练；制作电缆中间接头和终端接头时不遵守施工工艺；电缆沟不符合要求；任意野蛮牵拉；电缆弯曲半径太小等等。这些都会导致发生电缆机械损伤。 外力损伤：在电缆敷设路径上或附近，有其他工程施工作业，而造成电缆损伤，此现象屡见不鲜。 车辆损伤：若电缆埋设深度不够，敷设后电缆沟覆盖保护不良，在车辆频繁行驶振动情况下，电缆频繁遭受很大压力和振动，导致电缆结构变形和损伤。 自然损伤：由气候过于湿热、气温过高、湿度过大、台风、地震等自然现象引起的电缆损伤，即所谓的不可抗拒力损伤。 发生机械损伤对电缆的使用寿命影响很大，尤其是在热带亚热带地区。在这些地区"高温、高湿、强光"的季节里，直埋电缆在非常苛刻的环境中工作，每时每刻都处于湿热环境中，就像在经受"湿热老化试验"。如果直埋电缆护层破损，水分潮气进入电缆，会引起绝缘电阻急剧下降。即使损伤不很严重，敷设后通电检验正常，但时间久了，也会有水分潮气进入电缆，使绝缘电阻下降。这一过程，根据敷设环境、自然条件和破坏程度不同，一般为2～12个月，就很可能发生运行故障。 以上，从电缆绝缘受潮、电缆使用环境、自然条件、化学腐蚀和机械损伤五个方面，分析介绍了直埋电力电缆绝缘电阻下降、导致发生线路运行故障的原因，并提出了一些相应的纠正措施。只有电缆材料制造厂、电缆制造厂和电缆施工既用户单位密切配合，各司其责，才能不断提高电缆质量，保证供电线路安全。