浅析影响大截面XLPE绝缘电力电缆局部放电的主要因素及防范措施

王立+王敬云

摘要：电力行业的不断发展逐渐影响到电缆的销售市场，现在市场上绝缘电力电缆的种类就有不少。文章对当前市场上使用最广泛的XLPE绝缘电力电缆进行了分析。由于经常发生电力电缆局部放电的情况，文章着重对电力电缆造成此种现象的因素进行分析，并且根据电缆的不同制造材料和制作的技术水平进行测试，希望可以从中找到一些规律，发现正确的防范措施。

关键词：XLPE绝缘电力电缆；局部放电；影响因素

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0050-02

1 概述

由于XLPE绝缘电力电缆多为大截面的形式，所以在制作当中不可避免地会出现截面直径过大、体积重量超标、成本高等种种现象。因此，企业为了减少制作大截面电力电缆的成本，就要不断地对制作技术进行改良发展，并且要及时地加强基本员工的专业知识操作水平，从而保障企业的产品生产质量。本篇文章主要会对截面面积大于500mm2的绝缘电力电缆的局部放电影响原因与预防防范措施进行总结。

2 局部放电产生的原因

大截面XLPE绝缘电力电缆会产生较为弱小的放电，由于放电较弱，在电缆的使用初期不会有什么影响，但这是一种持续性放电，一天二十四小时都在放电，随着时间的逐渐变长，电缆的绝缘性能会在放电的光、电辐射的影响下变得慢慢失去绝缘性能，最终造成断电的事故发生，不但影响到电缆的正常使用，还会对运行中的设备带来巨大的损害。在电场集中的区域，因为大截面XLPE绝缘电力电缆在绝缘中存在弱点，当电场的强度达到介质击穿场强的时候，就会导致这一区域产生放电。比如当固体或者液体介质中存在气泡，由于电压的影响，气泡会被击穿，进而产生局部放电。

3 环境条件对局部放电产生的影响

影响局部放电的环境因素主要有温度、湿度和大气压力。温度方面：由于温度的升高会加强气泡中的气体压力，气泡气体压力增大会改善液体的吸气性能，从这方面看温度升高将有利于减弱局部放电，然而温度升高也会加速高聚物的分解，使得低分子物质挥发掉，这有可能加剧局部放电；湿度方面：当湿度过大时，会增大不均匀电场中的电导和介电常数，进而改善该区域的电场分布情况，局部放电也就会随着改善，但当湿度过大时，会使得那些不适于过湿环境的材料表面产生水珠，这会导致新的放电点的形成，这种现象主要发生在层压制品和纤维材料上；大气压方面：在大气压力较低的地区，由于大气压力小，使得电缆起始放电电压低，而这种情况下发生局部放电现象，其带来的影响就更大，因此要特别注意大气压力低的区域的电缆局部放电性能。

4 导电线芯的绞制及其半导电带的绕包

当绝缘电力电缆受到较大的压力的时候，并且在电缆线的外包装是铝制的时候，很容易产生松股的情况。但是，电力电缆在制作的时候经常会采用压轮紧压式的工艺，因此，电缆便会被挤压成椭圆形状，而变形就会对电缆的绝缘性能产生不良的影响。经过总结主要有以下两种影响：

（1）导体的主要制作工艺的一道步骤便是要将其从机头的内膜中挤压出来，但是由于导体在这个过程中必须要经过固定的模具，在受到压力与模具的摩擦力时，导体的直径面积会变小，而长度会不断增长，但是向后挤出的导体不受模具的定型，就会导致导体的外层出现散装的形态，导致产品的生产中断，轻则减少企业的收益，重则发生重大事故。

（2）虽说导体在出现外层导体松股的时候会勉强通过机械的内膜，但是由于导体的两头都受到压力的作用，就会发生导体外层的绝缘物质被压进内部的现象。为了防止、减少以上现象的发生，本人建议采取以下两种措施：

4.1 严格控制单线的伸长率

导体的制作加工工艺主要有两种模式：一种是压轮紧压，另一种便是使用质地硬的合金对其进行拉拔。前者容易造成导体的制作不精细、不圆滑的现象，但是此种工艺制作对机械设备的要求较小，制作的灵活性高，尤其是对机械内部的口膜的控制可以更加方便快捷；而利用后者的制作工艺制成的导体的表面光洁度和圆滑度很高，导体的内部结构也十分的紧密，产品的质量非常高，但是，一旦导体被硬度极高的合金拉长了之后，便会对设备造成一定的负面影响，而且在导体的制作精度方面无法与前者相比，设备的调节也是着实的不方便或者说内膜的直径根本无法对其进行调节。要保证导体的表面可以制作的光滑且结构紧密，就必须要保证对单线的控制尤其是对代替的可塑性要绝对保障，才可以更好地制作出使得客户满意的产品。在单线的可塑性不可靠的时候，会在经过挤压或是拉拔工艺的时候发生较为强烈的反弹，容易伤害到导体的内部股线。

4.2 半导电带及其临时保护层的绕包

GBPT12706-2002在国家政府的有关部门处有着明确的规定，在电压高于3.6P6kV、导体的截面大于500mm2的时候，绝缘电力电缆的整体制作应该采用复合的方式，利用半导体电带和挤包半导垫层复合是首要选择。在此种制作工艺的基础上，可以促进加强导体的紧密性和减少压力过大使挤出物被压进物体，从而导致导体的外部绝缘层变形。在产品制作的时候，必须要考虑到导体的单位长度和自身的重量，因此要酌量加强对机械的牵引力的控制，当导线在经过机械内部的绞线机部位的时候，导体会受到一定的挤压，但是在实际操作中一定要尽量减少半导电带受压受损，进而减少对半导体外部的绝缘物质的形变。因为导线外部的形变、凹凸会导致导线的局部放电变大，这样就会超过国家制定的标准规定甚至会在导体应用在电缆的时候将电缆击穿。因此，为了加强半导电带的质量和使用寿命，导线外层最好使用密度极高的保护层对其外部进行保护，当前行业中应用最广的还是无纺布。在安装保护层的时候要将其与半导电带的方向安装为同向绕包，同方向的装置有利于导体应用在机器的时候保证可以正常顺滑运转，同方向的绕包可以减少保护层在导线的表层形成褶皱、空隙等现象。经过经验总结，保护层应与半导电带同向绕包，其目的是使半导电带的带盘和保护层的带盘处于同一绕包头，有利于绕包头的平稳转动，但更重要的是同向绕包不会使半导电带产生皱褶。

5 结语

制作精良的大截面交联电缆导体的表面呈现光滑、圆润、结构精致的状态，这些可以作为减少电力电缆局部放电电量的重要基础。局部防止数值越小的电力电缆导体越有利于将其应用于大型、重要工作计划中，并且可以将其作为国家根据其制作水准对当前导线市场进行制定更加标准的规定。

参考文献

[1] 罗俊华，马翠姣.XLPE电力电缆局部放电的在线检

测[J].高电压技术，2007，25（4）：32-34.

[2] 邱毓昌，罗俊华.交联聚乙烯电力电缆现场高压试验

动向[J].电工技术杂志，2009，（7）：21-22.

作者简介：王立（1983—），男，天津人，国网天津市电力公司城西供电分公司助理工程师，研究方向：电气工程；王敬云（1987—），女，天津人，天津市天友建筑设计股份有限公司助理工程师，研究方向：电气设计。endprint