[發明專利]中壓交聯聚乙烯電纜無遮蔽起暈電壓試驗方法

有效

• 申請號: 201210197546.1
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102680871A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 王恩選;段忠義;沈利平;付廷勤;曾需要;劉發展;朱國海;劉偉;容立輝
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司劉家峽水電廠
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發明屬于電纜終端頭絕緣結構質量檢驗技術領域，特別是涉及一種中壓交聯聚乙烯電纜無遮蔽起暈電壓試驗方法。

背景技術

電力系統將6～35kV電壓等級稱為中壓，中壓電網指電壓等級為6～35kV的電網或電力系統。

無論國內外，中壓交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜被廣泛用于傳送電能。應用交聯聚乙烯電纜時，電纜的兩端必須要制作電纜終端頭，業內稱之為電纜終端；采用電纜長距離傳送電能時，需要將兩根或多根電纜連接起來，而將相鄰的兩根電纜連接，需要制作電纜中間接頭。本文將電纜終端頭與電纜中間接頭簡稱為電纜頭。

交聯聚乙烯電纜和橡膠電纜是目前電力系統使用量最大的電力電纜，特別是以交聯聚乙烯塑料為代表的新型絕緣材料電纜，是較安全的電能輸送裝備。正常情況下，中壓電纜由于本體質量問題而發生故障的概率極低，大多數電纜本體事故是外力破壞或環境災害而導致意外發生事故，但是近幾年中壓交聯聚乙烯電纜事故頻發，事故大多數發生在電纜頭上，事故造成電纜頭燒損，導致電纜變短而報廢。有些電纜事故不僅造成電纜本身燒損，電纜短路引發的電弧還會波及到與電纜連接的變壓器、開關柜等電氣設備，造成變壓器、開關柜等電氣設備燒損甚至報廢。電纜燒損造成電力企業對用戶停電、限電事故；嚴重的影響了電力用戶的生產、工作和生活秩序。

造成交聯聚乙烯電纜終端頭或者中間接頭事故的因素很多，其中電纜終端頭及中間接頭的制作工藝不良、電纜敷設安裝方法不當占電纜事故比率很低；中壓交聯聚乙烯電纜頭附件制造廠商，提供的電纜附件及配套材料有缺陷，或者附件制造廠配套提供的電纜頭制作工藝規范存在缺陷，造成電纜頭的絕緣結構不合理，不能滿足額定電壓下的正常運行，電纜頭在運行中發生絕緣事故即電纜單相接地的比率更大。

現行的交聯聚乙烯電纜終端頭和中間接頭有兩種制作工藝方法：一種是電纜頭熱縮制作工藝方法；一種是冷縮制作工藝方法；目前這兩種電纜頭制作工藝方法類似，均存在著絕緣結構缺陷。

電纜頭制作時必須按照工藝規范切割剖剝各部分尺寸，電纜半導電層剖割后，半導電層切剖口與絕緣層結合部在運行中電場畸變，產生危險的電場切向分量和軸向分量，電纜主絕緣承受的電場強度提高10～20倍，電纜切剖口處的游離電壓降低，導致電纜切剖口處產生電暈。電暈長期在電纜切剖口與絕緣層處產生的微弱電火花并在電纜頭運行溫度上疊加數十度溫度，長期在電暈火花和電暈高溫（指電暈溫度高于絕緣層其他部位溫度）的作用下，絕緣層交聯聚乙烯塑料材質逐漸惡化，介質損耗增大，泄漏電流增加，最終導致電纜頭的絕緣強度降低，在運行電壓下電纜半導電層切剖口處主絕緣發生絕緣擊穿，引發電纜芯線（導體）對半導電層（接地部分）發生電弧放電，造成交聯聚乙烯電纜頭發生單相接地事故。若電力系統繼電保護裝置不能及早切除故障點，發生事故的電纜頭在單相接地電弧以及電網故障電流、電壓的作用下發展擴大為多相短路事故。

交聯聚乙烯電纜在正常的運行電壓下，如果電纜頭的絕緣結構能夠保證電纜的長期安全運行，電纜頭半導電層切剖口處不會發生電暈；若電纜頭制作的工藝或者電纜質量等原因造成電纜頭的絕緣結構有缺陷，就不能保證電纜的長期安全運行，電纜在正常的運行電壓下，電纜頭半導電層切剖口處就會發生電暈；但是此電暈放電能量很小，加上此放電電暈被包覆在電纜終端引線的輔助絕緣層內，無論國內還是國外目前廣泛采用的電纜試驗方法——交流耐壓試驗查不到電纜頭的絕緣結構缺陷，或者說交流耐壓試驗查不到電纜頭的事故隱患。因為電纜電暈放電的能量很小，交流耐壓試驗無論試驗時間多長，在試驗過程中電纜不會出現任何異常，也不會留下任何放電痕跡。除了電纜頭存在很嚴重的絕緣缺陷，正常情況下，交流耐壓試驗對隱性的電纜事故隱患無能為力；但是交聯聚乙烯電纜帶電運行后，隱性的電纜事故隱患以微弱的電暈放電火花為表現形式，長期在電纜頭內部灼燒，半導電層切剖口處主絕緣層的介質損耗增大，泄漏電流增加，最終導致電纜芯線（導體）對半導電層（接地部分）絕緣擊穿，引發電弧放電，造成電纜事故。

盡早發現新制作的中壓交聯聚乙烯電纜頭的缺陷，盡早發現正在使用中電纜頭內部的缺陷，是中壓交聯聚乙烯電纜頭缺陷消除的前提。但是，無論國內外目前均無新制作電纜頭和正在使用中電纜頭內部缺陷的前期查找方法。本發明申請，是通過試驗手段發現新制作的中壓交聯聚乙烯電纜頭內部缺陷和正在使用中電纜頭內部缺陷的一種缺陷確定方法；若此方法推廣使用，可以達到消除和降低交聯聚乙烯電纜頭發生單相接地事故的目的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種操作簡便、結論可靠的中壓交聯聚乙烯電纜無遮蔽起暈電壓試驗方法。