淺析影響大截面XLPE絕緣電力電纜局部放電的主要因素及防范措施

王立+王敬云

摘要：電力行業的不斷發展逐漸影響到電纜的銷售市場，現在市場上絕緣電力電纜的種類就有不少。文章對當前市場上使用最廣泛的XLPE絕緣電力電纜進行了分析。由于經常發生電力電纜局部放電的情況，文章著重對電力電纜造成此種現象的因素進行分析，并且根據電纜的不同制造材料和制作的技術水平進行測試，希望可以從中找到一些規律，發現正確的防范措施。

關鍵詞：XLPE絕緣電力電纜；局部放電；影響因素

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0050-02

1 概述

由于XLPE絕緣電力電纜多為大截面的形式，所以在制作當中不可避免地會出現截面直徑過大、體積重量超標、成本高等種種現象。因此，企業為了減少制作大截面電力電纜的成本，就要不斷地對制作技術進行改良發展，并且要及時地加強基本員工的專業知識操作水平，從而保障企業的產品生產質量。本篇文章主要會對截面面積大于500mm2的絕緣電力電纜的局部放電影響原因與預防防范措施進行總結。

2 局部放電產生的原因

大截面XLPE絕緣電力電纜會產生較為弱小的放電，由于放電較弱，在電纜的使用初期不會有什么影響，但這是一種持續性放電，一天二十四小時都在放電，隨著時間的逐漸變長，電纜的絕緣性能會在放電的光、電輻射的影響下變得慢慢失去絕緣性能，最終造成斷電的事故發生，不但影響到電纜的正常使用，還會對運行中的設備帶來巨大的損害。在電場集中的區域，因為大截面XLPE絕緣電力電纜在絕緣中存在弱點，當電場的強度達到介質擊穿場強的時候，就會導致這一區域產生放電。比如當固體或者液體介質中存在氣泡，由于電壓的影響，氣泡會被擊穿，進而產生局部放電。

3 環境條件對局部放電產生的影響

影響局部放電的環境因素主要有溫度、濕度和大氣壓力。溫度方面：由于溫度的升高會加強氣泡中的氣體壓力，氣泡氣體壓力增大會改善液體的吸氣性能，從這方面看溫度升高將有利于減弱局部放電，然而溫度升高也會加速高聚物的分解，使得低分子物質揮發掉，這有可能加劇局部放電；濕度方面：當濕度過大時，會增大不均勻電場中的電導和介電常數，進而改善該區域的電場分布情況，局部放電也就會隨著改善，但當濕度過大時，會使得那些不適于過濕環境的材料表面產生水珠，這會導致新的放電點的形成，這種現象主要發生在層壓制品和纖維材料上；大氣壓方面：在大氣壓力較低的地區，由于大氣壓力小，使得電纜起始放電電壓低，而這種情況下發生局部放電現象，其帶來的影響就更大，因此要特別注意大氣壓力低的區域的電纜局部放電性能。

4 導電線芯的絞制及其半導電帶的繞包

當絕緣電力電纜受到較大的壓力的時候，并且在電纜線的外包裝是鋁制的時候，很容易產生松股的情況。但是，電力電纜在制作的時候經常會采用壓輪緊壓式的工藝，因此，電纜便會被擠壓成橢圓形狀，而變形就會對電纜的絕緣性能產生不良的影響。經過總結主要有以下兩種影響：

（1）導體的主要制作工藝的一道步驟便是要將其從機頭的內膜中擠壓出來，但是由于導體在這個過程中必須要經過固定的模具，在受到壓力與模具的摩擦力時，導體的直徑面積會變小，而長度會不斷增長，但是向后擠出的導體不受模具的定型，就會導致導體的外層出現散裝的形態，導致產品的生產中斷，輕則減少企業的收益，重則發生重大事故。

（2）雖說導體在出現外層導體松股的時候會勉強通過機械的內膜，但是由于導體的兩頭都受到壓力的作用，就會發生導體外層的絕緣物質被壓進內部的現象。為了防止、減少以上現象的發生，本人建議采取以下兩種措施：

4.1 嚴格控制單線的伸長率

導體的制作加工工藝主要有兩種模式：一種是壓輪緊壓，另一種便是使用質地硬的合金對其進行拉拔。前者容易造成導體的制作不精細、不圓滑的現象，但是此種工藝制作對機械設備的要求較小，制作的靈活性高，尤其是對機械內部的口膜的控制可以更加方便快捷；而利用后者的制作工藝制成的導體的表面光潔度和圓滑度很高，導體的內部結構也十分的緊密，產品的質量非常高，但是，一旦導體被硬度極高的合金拉長了之后，便會對設備造成一定的負面影響，而且在導體的制作精度方面無法與前者相比，設備的調節也是著實的不方便或者說內膜的直徑根本無法對其進行調節。要保證導體的表面可以制作的光滑且結構緊密，就必須要保證對單線的控制尤其是對代替的可塑性要絕對保障，才可以更好地制作出使得客戶滿意的產品。在單線的可塑性不可靠的時候，會在經過擠壓或是拉拔工藝的時候發生較為強烈的反彈，容易傷害到導體的內部股線。

4.2 半導電帶及其臨時保護層的繞包

GBPT12706-2002在國家政府的有關部門處有著明確的規定，在電壓高于3.6P6kV、導體的截面大于500mm2的時候，絕緣電力電纜的整體制作應該采用復合的方式，利用半導體電帶和擠包半導墊層復合是首要選擇。在此種制作工藝的基礎上，可以促進加強導體的緊密性和減少壓力過大使擠出物被壓進物體，從而導致導體的外部絕緣層變形。在產品制作的時候，必須要考慮到導體的單位長度和自身的重量，因此要酌量加強對機械的牽引力的控制，當導線在經過機械內部的絞線機部位的時候，導體會受到一定的擠壓，但是在實際操作中一定要盡量減少半導電帶受壓受損，進而減少對半導體外部的絕緣物質的形變。因為導線外部的形變、凹凸會導致導線的局部放電變大，這樣就會超過國家制定的標準規定甚至會在導體應用在電纜的時候將電纜擊穿。因此，為了加強半導電帶的質量和使用壽命，導線外層最好使用密度極高的保護層對其外部進行保護，當前行業中應用最廣的還是無紡布。在安裝保護層的時候要將其與半導電帶的方向安裝為同向繞包，同方向的裝置有利于導體應用在機器的時候保證可以正常順滑運轉，同方向的繞包可以減少保護層在導線的表層形成褶皺、空隙等現象。經過經驗總結，保護層應與半導電帶同向繞包，其目的是使半導電帶的帶盤和保護層的帶盤處于同一繞包頭，有利于繞包頭的平穩轉動，但更重要的是同向繞包不會使半導電帶產生皺褶。

5 結語

制作精良的大截面交聯電纜導體的表面呈現光滑、圓潤、結構精致的狀態，這些可以作為減少電力電纜局部放電電量的重要基礎。局部防止數值越小的電力電纜導體越有利于將其應用于大型、重要工作計劃中，并且可以將其作為國家根據其制作水準對當前導線市場進行制定更加標準的規定。

參考文獻

[1] 羅俊華，馬翠姣.XLPE電力電纜局部放電的在線檢

測[J].高電壓技術，2007，25（4）：32-34.

[2] 邱毓昌，羅俊華.交聯聚乙烯電力電纜現場高壓試驗

動向[J].電工技術雜志，2009，（7）：21-22.

作者簡介：王立（1983—），男，天津人，國網天津市電力公司城西供電分公司助理工程師，研究方向：電氣工程；王敬云（1987—），女，天津人，天津市天友建筑設計股份有限公司助理工程師，研究方向：電氣設計。endprint