线缆类物资抽检项目及主要质量问题述评

蒲兵舰　马德英　王吉　王天　王震宇　杨涛

（国网河南省电力公司电力科学研究院，河南郑州　450052）

线缆类物资抽检项目及主要质量问题述评

蒲兵舰马德英王吉王天王震宇杨涛

（国网河南省电力公司电力科学研究院，河南郑州450052）

针对2014、2015年的抽检工作，重点介绍导线、架空绝缘电缆和电力电缆3类线缆类物资的主要检测项目、各检测项目考核的性能，并重点论述3类线缆物资近2a抽检中发现的主要质量问题及产生问题的原因，对了解线缆类物资及开展相关检测工作具有指导作用。

线缆；导线；架空绝缘电缆；电力电缆；导体直流电阻；绝缘热延伸

线缆是电力系统的重要组成部分，主要承担着电能传输和电能分配的作用。线缆按照用途及绝缘型式的不同，主要分为导线、架空绝缘电缆和电力电缆3种类型［1］。其中，导线主要以空气为绝缘介质，在现场架设中通过绝缘子与杆塔连接，导线本身不考虑绝缘问题，实际使用中主要考虑其通流能力和机械性能，绝缘方面通过杆塔设计和绝缘子选择来实现，适用于输电走廊充裕的各种电压等级输电线路。架空绝缘电缆以自身绝缘层为绝缘介质，仍采用架空布置的方式，由于其自身拥有绝缘层，布置时可以缩小相间距离，减小对线路支撑件的绝缘要求，主要适用于人口稠密线路走廊狭窄、林带及树木生长比较快的地区［2］。架空绝缘电缆绝缘层材质以聚乙烯和交联聚乙烯为主，主要应用于城市配电网领域，设计中除考虑通流能力和机械性能外，还需考虑其绝缘性能［3］。电力电缆以自身绝缘材料作为绝缘介质，按绝缘型式不同，分为油浸绝缘和塑料绝缘两大类，对于35kV及以下电力电缆以塑料绝缘为主，电力电缆通常采用地埋式布置方式，特别适用于城市输配电网领域［4］。

除电力电缆在安装完成后开展交接耐压试验考核其绝缘性能外，对于线缆类物资，一直以来缺乏有效的质量管控措施。随着近几年城市电网绝缘化、电缆化的不断推进，架空绝缘电缆和电力电缆的数量迅速增加。由于线缆自身质量问题引发的电网故障也急剧增加。为加强公司物资质量管理水平，提升入网物资产品质量。在国网公司的组织下，各省成立了物资质量检测中心。河南电力物资质量检测中心主要负责河南省电力公司新采购物资的质量检测工作，中心自2012年成立以来，完成了数千个线缆样品的质量检测工作，现将主要检测项目和近两年检测中发现的问题进行述评。

1　线缆抽检项目

结合国网公司抽检作业规范及检测中心自身试验能力建设情况，针对不同线缆物资开展不同的检测项目。

1.1导线

导线主要类型为钢芯铝绞线，导线抽检主要考核其导电性能和机械性能，国家电网公司《输电线路导地线抽检作业规范》对导线设置了28个检测项目，检测对象覆盖导体单线、承载单线和绞线。通过对28个检测项目进行梳理、整合，对导线主要开展的检测项目及考核性能如下。

1.1.1导线直流电阻。对于钢芯铝绞线直流电阻计算中，忽略钢线的电导率，即仅考虑铝线的电阻值。检测中采用电压电流法，由于导线本身电阻值很小，测量中采用内接法。

导体直流电阻与导体的截面积直接相关，同时导线的绞制会带来直流电阻的增加，标准要求值综合考虑了导体截面和绕制因素，并规定将测试值折算至20℃/km时的电阻值，不得出现正偏差。

1.1.2导线节径比。节径比定义，绞线中单线的节距与该层的外径之比。

检测中常采用纸带法，在平放并拉直的试样上，用薄纸带沿试样轴向紧贴在试样表面，用铅笔或其他适当的方式复制出该层股线的绞合条纹，然后用钢、皮尺测量（n+1）股的距离为节距，外径通常采用游标卡尺测量得到。

节径比直接影响导线多层间的绞合力，节径比过大会导致绞合力不足而出现导线散股现象，但节径比也不宜过小，这是因为按照目前国标右向捻制导线，在张力放线过程中存在左捻回松效应，其回松程度与放线张力成正比，与外层股线捻制紧密程度成正比，因此其节径比愈小，捻制愈紧密，放线中回松力越大。因此，节径比需控制在合适的范围内。

节径比要求，对于铝和铝合金绞层，外层节径比为10～14，内层节径比为10～16，且对于多层绞层，任何层的节径比应不大于紧邻内层的节径比。

1.1.3单线抗拉强度。单线抗拉强度是考核其机械性能的关键指标。单线的抗拉强度试验应从绞线上选取的单线上进行。单线试验抗张强度为断裂负荷除以单线的截面积，应不小于其绞前抗拉强度的95%。

1.2架空绝缘电缆

目前常见的架空绝缘电缆主要为1kV和10kV架空绝缘电缆，受送检样品尺寸限制，主要开展导电性能和绝缘层性能检测。国家电网公司《架空绝缘电缆抽检作业规范》对架空绝缘电缆本体设置了15个检测项目，检测对象覆盖导体和绝缘层。检测中心对架空绝缘电缆主要开展检测项目及考核性能如下。

1.2.1导线直流电阻。架空绝缘电缆以铝导线为主，其检测原理与导线相同，测试值也需折算至20℃/km时的电阻值。

由于架空绝缘电缆测试中需要剥除绝缘层，过程中需做好导体防护工作，防止剥离中损伤导体影响测试结果。

1.2.2绝缘厚度测量。架空绝缘电缆绝缘材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯，其中以交联聚乙烯为主。绝缘层厚度直接影响其绝缘强度，因此绝缘厚度与电压等级直接相关。

1.2.3绝缘热延伸试验。绝缘热延伸试验是考核交联聚乙烯绝缘材料在热和负荷作用下塑性变形和永久变形的一种检验方法，将从绝缘皮上取得并制成的哑铃型试样在约200℃的试验温度和一定负重的条件下，经过较短时间热老化后的延伸率变化来体现塑性变形和永久变形，主要考核交联聚乙烯绝缘材料的原料配比与交联工艺。

1.3电力电缆

目前110kV及以上电压等级的电力电缆应用较小，河南公司送检的电力电缆以10kV和35kV电压等级为主，对于电力电缆主要开展结构尺寸、导电性能和绝缘材料性能检测。国家电网公司《电力电缆抽检作业规范》对10～35kV电缆本体设置了16个检测项目，检测对象覆盖导体、绝缘层和护套。检测中心对电力电缆主要开展检测项目及考核性能如下。

1.3.1导线直流电阻。由于电力电缆主要采用地埋式布置方式，导体重量对其布置中机械张力的影响可以忽略，而且电力电缆多用于负荷集中区域，通流能力要求高。因此，相比于架空绝缘电缆，电力电缆较多使用铜作为导体，对于电力电缆，其直流电阻检测原理与导线相同，测试结果也需折算至20℃/km时的电阻值。

电力电缆测试中也需剥除绝缘层，因此剥离过程中也要做好导体防护工作。

1.3.2电缆结构尺寸检查。电力电缆结构由内到外主要有导体、绝缘层、金属屏蔽层、内衬层、金属套和外护套，检测中主要对绝缘层、金属套和外护套厚度进行测量，三相电缆金属套以钢铠为主，具有较高的机械强度，对电缆起保护作用；所有的电缆都具有外护套，外护套材料为热塑性材料或弹性体，外护套材料应有一定的机械强度，对电缆起保护作用；10～35kV电力电缆绝缘材料主要有聚氯乙烯、乙丙橡胶和交联聚乙烯，其中以交联聚乙烯为主，绝缘层厚度直接影响其绝缘强度，因此绝缘厚度与电压等级直接相关。

1.3.3绝缘热延伸试验。电力电缆绝缘热延伸试验方法和考核内容与架空绝缘电缆相同。

2　线缆检测情况

2014年线缆类物资共检测完成361个，合格数为299个，检测合格率82.8%。共发现产品质量问题62个，处理供应商不良行为23起。2015年线缆类物资共检测完成222个，合格数为201个，检测合格率90.5%。共发现产品质量问题21个，处理供应商不良行为13起。2014、2015年各类线缆物资检测情况如图1所示。

图1　2014、2015年线缆总体检测情况表

由图1可知，随着物资抽检工作的开展，2014-2015年除导线合格率维持97.8%外，其余线缆物资合格率均有提升，其中电力电缆提升明显，反映了物资抽检工作对产品质量的提升作用。

为更好地了解各类线缆主要产品质量问题，对电力电缆、架空绝缘电缆和导线分年度分类别进行阐述。

2.12014年抽检情况

2014年共检测线缆类物资样品361个，其中检测电力电缆115个，检测合格数87个，合格率为75.7%；架空绝缘电缆201个，检测合格数168个，合格率为83.6%；导线45个，检测合格数44个，合格率为97.8%。

2.1.1导线抽检情况。导线45个样品中有35个进行了导体直阻测量，全部合格，合格率为100%；35个样品进行了节径比测量，34个合格，合格率为97.1%；33个样品进行了单线抗拉强度试验，全部合格，合格率为100%。

2.1.2架空绝缘电缆抽检情况。架空绝缘电缆201个样品全部进行了绝缘厚度测量、导体直阻测量和绝缘热延伸试验，其中绝缘厚度测量199个合格，合格率为99.0%；导体直阻测量189个合格，合格率为94.0%；绝缘热延伸113个合格，合格率为89.1%；42个样品进行了绝缘机械特性试验，全部合格，合格率为100%。

2.1.3电力电缆抽检情况。电力115个样品全部进行了绝缘厚度（偏心度）测量、导体直阻测量和绝缘热延伸试验，其中绝缘厚度（偏心度）测量114个合格，合格率为99.1%；导体直流电阻89个合格，合格率为77.4%；绝缘热延伸试验113个合格，合格率为98.3%；106个样品进行了绝缘机械特性试验，105个合格，合格率为99.1%；59个样品进行了电缆结构检查、测量，58个合格，合格率为98.3%。

2.22015年抽检情况

2015年共检测线缆类物资样品222个，其中检测电力电缆55个，检测合格数54个，合格率为98.2%；架空绝缘电缆122个，检测合格数103个，合格率为84.4%；导线45个，检测合格数44个，合格率为97.8%。

2.2.1导线抽检情况。导线45个样品中有28个进行了导体直阻测量，全部合格，合格率为100%；24个样品进行了节径比测量，23个合格，合格率为95.8%；20个样品进行了单线抗拉强度试验，全部合格，合格率为100%。

2.2.2架空绝缘电缆抽检情况。架空绝缘电缆122个样品全部进行了绝缘厚度测量、导体直阻测量和绝缘热延伸试验，其中绝缘厚度测量全部合格，合格率为100%；导体直阻测量全部合格，合格率为100%；绝缘热延伸试验107个合格，合格率为87.7%；3个样品进行了绝缘机械特性试验，全部合格，合格率为100%。

2.2.3电力电缆抽检情况。电力55个样品全部进行了绝缘厚度（偏心度）测量、导体直阻测量和绝缘热延伸试验，其中绝缘厚度（偏心度）测量全部合格，合格率为100%；导体直流电阻54个检测合格，合格率为98.2%；绝缘热延伸试验全部合格，合格率为100%；10个样品进行了绝缘机械特性试验，全部检测合格，合格率为100%。

3　线缆检测分析

结合2014、2015年的统计数据可以看出，线缆类物资中导线整体质量状况较好，对于架空绝缘电缆和电力电缆，其质量问题仍相对突出，需长期加以关注。

3.1电力电缆导体直阻不合格问题突出

近2a，电力电缆导体直流电阻整体合格率为84.7%。电力电缆导体直阻较易出现质量问题，这是因为在电缆生产过程中，使用较细线径的导体（尤其是铜导体）能大量节省生产成本，因此一些电缆厂家不惜铤而走险，供应质量较差的产品。同时，电缆导体直流电阻是电缆的一项重要性能指标，若导体直阻超标，运行时有可能导致电缆过热引发故障。因此，今后的检测中应继续加强导体直流电阻检测。

3.2架空绝缘电缆绝缘热延伸不合格问题突出

近2a，架空绝缘电缆的绝缘热延伸合格率分别为89.1%和87.7%，相对于其他检测项目仍较低。这主要反映了一些厂家在架空绝缘电缆的生产过程中，绝缘交联工艺上控制不严，产品交联度太低达不到标准要求，甚至出线个别厂家的产品该项目检测不合格率高达40%以上。架空绝缘电缆绝缘热延伸不合格，在负载较大时，绝缘层易因导体发热产生形变，进而诱导绝缘破坏而引发故障。

［1］王中.钢芯铝绞线的捻劲与节径比［J］.电力建设，2003（6）：29-33.

［2］韩伯锋.电力电缆试验及检测技术［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［3］武兰民.电力电缆抽检作业规范［M］.北京：中国电力出版社，2012.

［4］武兰民.架空绝缘电缆抽检作业规范［M］.北京：中国电力出版社，2012.

Review of the Cable Material Sampling Project and Main Quality Problems

Pu BingjianMa DeyingWang JiWang TianWang ZhenyuYang Tao
（Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou Henan 450052）

Based on the sampling inspection work in 2014 and 2015，this paper mainly introduced the test items of overhead line，aerial insulated cable and power cable，the performance assessment of each item，the main quality problems of cables and the course of these problems of three types of cable materials found in nearly two years of sam⁃pling were also discussed，it has guiding role in understanding the cable material and carrying out the related inspec⁃tion work.

cable；overhead line；aerial insulated cable；power cable；conductor DC resistance；insulation layer hot set

F426.61

A

1003-5168（2016）08-0114-03

2016-07-20

蒲兵舰（1987-），男，硕士，工程师，研究方向：高电压试验及高压开关设备研究。