電纜缺陷分析.ppt

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1、電纜缺陷分析交聯(lián)聚乙烯電纜的劣化原因及形態(tài)引起劣化的原因劣化的形態(tài)制造工藝、材料及原材料（雜質(zhì)、微孔）局部放電老化、介質(zhì)損耗老化運(yùn)行工況（工作電壓、過(guò)電壓、負(fù)荷沖擊、直流分量）電樹(shù)枝劣化、水樹(shù)枝劣化溫度異常、熱脹冷縮等熱老化、熱—機(jī)械引起變形損傷化學(xué)反應(yīng)（油、化學(xué)物品）化學(xué)腐蝕、電化學(xué)樹(shù)枝外傷、沖擊、擠壓機(jī)械損傷、變形，形成水樹(shù)枝動(dòng)物吞食、成孔等蟻害、鼠害，形成水樹(shù)枝電樹(shù)枝的形成及特點(diǎn)電樹(shù)枝形成原因：場(chǎng)強(qiáng)高當(dāng)電纜的內(nèi)外半導(dǎo)體層與絕緣層之間存在凹凸不平、氣隙，絕緣內(nèi)有雜質(zhì)時(shí)，局部電場(chǎng)集中引起游離，在絕緣層的薄弱環(huán)節(jié)逐步形成電樹(shù)枝，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。對(duì)于電樹(shù)枝的引發(fā)

2、，以屏蔽突出處為最甚，雜質(zhì)、氣隙次之。電樹(shù)枝特點(diǎn)：在顯微鏡下觀察沒(méi)有水分，樹(shù)枝管連續(xù)、內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡，分枝少而清晰。水樹(shù)枝的形成及特點(diǎn)水樹(shù)枝形成原因：1、由于機(jī)械損傷，地埋部分的鼠蟻啃咬造成電纜的外護(hù)套破損。2、電纜頭、中間頭等部位密封不良進(jìn)水受潮。在絕緣層中生成電化樹(shù)枝和水樹(shù)枝。特別是電纜溝內(nèi)及土壤中雜質(zhì)形成的酸堿性溶液的侵入。透過(guò)護(hù)套達(dá)到銅屏蔽層時(shí)，或透過(guò)絕緣達(dá)到芯線處時(shí)，與銅屏蔽層芯線發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸銅等化合物，在電場(chǎng)的作用下，于絕緣中逐漸形成樹(shù)枝狀物（也稱電化樹(shù)枝）并逐漸發(fā)展后轉(zhuǎn)化為電通道，導(dǎo)致絕緣擊穿。水樹(shù)枝的形成及特點(diǎn)電樹(shù)枝

3、特點(diǎn)：1、水樹(shù)枝的空隙含有水分，樹(shù)枝管大體不連續(xù)，內(nèi)凝聚有水分，主干樹(shù)枝較粗，分枝多而密集。和電樹(shù)枝相比，水樹(shù)枝在比電樹(shù)枝低的多的場(chǎng)強(qiáng)下即可發(fā)生。2、水樹(shù)枝延伸最主要的條件是高溫和浸水，這時(shí)水樹(shù)枝的長(zhǎng)度可以達(dá)到絕緣厚度的一半以上。3、水樹(shù)枝具有消失和重現(xiàn)的特點(diǎn)，有的水樹(shù)枝受熱、干燥、抽真空后會(huì)消失形態(tài)，浸入熱水中又會(huì)重現(xiàn)。水樹(shù)枝不會(huì)直接導(dǎo)致?lián)舸珪?huì)使絕緣強(qiáng)度降低，促進(jìn)老化作用，縮短壽命。水樹(shù)枝劣化是交聯(lián)電纜故障的主要原因，約占事故的70%，多發(fā)生與自然劣化。交聯(lián)電纜極易發(fā)生水樹(shù)枝，潮濕環(huán)境中的電纜一般3～5年開(kāi)始生成水樹(shù)枝，6～8年后飽和，水樹(shù)枝飽和的電纜其絕

4、緣水平急劇下降，最終導(dǎo)致絕緣擊穿、電纜報(bào)廢。水樹(shù)枝的形成及特點(diǎn)影響水樹(shù)枝生長(zhǎng)的因素：1、水樹(shù)枝一般是從內(nèi)半導(dǎo)體層、屏蔽層與絕緣層界面上引發(fā)出來(lái)。若絕緣體存在氣隙或雜質(zhì)，則會(huì)在電場(chǎng)方向上產(chǎn)生并加劇蝶形領(lǐng)結(jié)狀水樹(shù)枝。受半導(dǎo)體層性能和形狀、含水率、電壓等級(jí)、電纜溫度以及浸水條件等因素的影響。2、在直流耐壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)電壓為負(fù)極性，而水分為正極性。在試驗(yàn)時(shí)，容易使水分由內(nèi)襯層向絕緣內(nèi)部滲透，在一定程度上加快了水樹(shù)枝的發(fā)展。另外直流耐壓試驗(yàn)，有電子注入到交聯(lián)電纜聚合物內(nèi)部，在半導(dǎo)體層凸出處或微小空隙等處產(chǎn)生空間電荷積累，電纜投運(yùn)進(jìn)交流電場(chǎng)后易發(fā)生絕緣擊穿。交聯(lián)電纜水樹(shù)枝劣

5、化特征根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，水樹(shù)枝劣化特征如下：（1）、僅發(fā)生在6kv高壓以上的交聯(lián)聚乙烯電纜中（2）、從投運(yùn)到擊穿的時(shí)間需要數(shù)年至十幾年，大多數(shù)在10年以上。（3）、貫通絕緣體的水樹(shù)枝狀劣化，大部分能維持正常工作電壓以上的電壓值，只有在發(fā)生脈沖電壓等異常電壓時(shí)才產(chǎn)生破壞。（4）、環(huán)境溫度高時(shí)，劣化進(jìn)程加快。（5）、電纜構(gòu)造與故障有很大關(guān)系，對(duì)于用棉帶做基布的半導(dǎo)體層的電纜應(yīng)特別注意。電纜有水樹(shù)枝后為什么有直流分量交聯(lián)電纜有水樹(shù)枝后，水樹(shù)枝起了整流作用，在運(yùn)行電壓的負(fù)半周，樹(shù)枝放電向絕緣注入較多的負(fù)電荷；而正半周時(shí)，注入的正電荷較少，僅中和了一部分負(fù)電荷。這樣在運(yùn)行

6、電壓的正、負(fù)半周反復(fù)作用下，水樹(shù)枝前端所積聚負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ斤h移，就象整流作用那樣出現(xiàn)了直流分量，但數(shù)值極小，有時(shí)僅幾納安。在銅屏蔽一端接地的電纜中當(dāng)銅屏蔽帶斷裂時(shí)，非接地一端的銅屏蔽帶成為非接地狀態(tài)該銅屏蔽上感應(yīng)出高壓其值為：其中C1電纜芯線與接地一端銅帶電容；C2非接地接地一端銅帶電容UgUk75C1C1C2℃=＋銅屏蔽斷裂故障銅屏蔽斷裂故障這個(gè)高壓導(dǎo)致斷裂部位發(fā)生放電往往引起絕緣破壞。其特征為：1、單芯電纜比三芯電纜事故多2、從投運(yùn)到破壞的時(shí)間，從數(shù)周到數(shù)年不等。3、斷裂處的導(dǎo)體電阻增大到數(shù)千歐，不能保護(hù)非接地側(cè)電纜對(duì)地閃絡(luò)。4、斷裂部位放電時(shí)冒火、冒煙，

7、嚴(yán)重時(shí)可能引起火災(zāi)。銅屏蔽接地故障銅屏蔽接地故障。交聯(lián)電纜銅屏蔽接地故障已逐漸引起現(xiàn)場(chǎng)重視，銅屏蔽和護(hù)套絕緣電阻可間接反應(yīng)電纜內(nèi)、外護(hù)套有無(wú)損傷從而判斷電纜是否受潮。高壓?jiǎn)涡倦娎|銅屏蔽采用一端接地方式時(shí)要求該電纜銅屏蔽必須絕緣良好。當(dāng)銅屏蔽發(fā)生接地時(shí)運(yùn)行中電纜因受到交變磁場(chǎng)的作用，在銅屏蔽產(chǎn)生感應(yīng)電壓，直接接地端和銅屏蔽絕緣不良處產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流引起發(fā)熱使輸送容量降低，嚴(yán)重時(shí)可將護(hù)套甚至主絕緣燒穿。電纜外護(hù)套故障高壓?jiǎn)涡倦娎|能否安全運(yùn)行，與其外護(hù)套能否安全可靠運(yùn)行關(guān)系密切。電纜護(hù)套采用一端接地方式時(shí)要求該電纜護(hù)層必須絕緣良好。當(dāng)電纜護(hù)層發(fā)生接地時(shí)運(yùn)行中電纜將受到交

8、變磁場(chǎng)的作用，在護(hù)套上將