高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜絕緣收縮的研究

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)良的電氣性能和機械性能，且傳輸容量大，近幾年在國內(nèi)有了突飛猛進的發(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，收縮過大不但會給電纜接頭帶來很大困難，嚴重時會直接導(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，會引入雜質(zhì)、氣隙，電纜在運行時，雜質(zhì)會在強大電場作用下發(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，同時傷及附近的其他電纜。

2 實驗設(shè)計

2.1 設(shè)計依據(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)計的實驗所得出的結(jié)論，可作為生產(chǎn)中進行工藝改進的參考。

2.2 實驗步驟

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

絕緣線芯從交聯(lián)生產(chǎn)線下線后，絕緣便會因內(nèi)應(yīng)力而收縮，在脫氣工序結(jié)束后，絕緣會進一步收縮，因此設(shè)計了以下實驗方法。

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個試樣(同一規(guī)格的4個試樣為同一批次生產(chǎn))的收縮量測試結(jié)果，同時與按GB/T 2951.3測得的收縮率進行分析比較。

表1 實驗數(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測得的收縮率進行分析比較，對脫氣工序提出以下改進措施:對于小規(guī)格電纜，可適當增加脫氣時間，建議400 mm2及以下電纜脫氣時間可以延長至192 h。

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