淺談交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的“絕緣回縮”及處理措施

史芳磊

【摘? 要】隨著我國科技和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)對(duì)供電的可靠性要求越來越高，電力電纜在電網(wǎng)中的應(yīng)用十分廣泛，且占著非常重要的地位。而電纜接頭作為電纜線路的重要組成部分，其施工的每個(gè)環(huán)節(jié)都十分重要。本文將對(duì)如何消除交聯(lián)聚乙烯電纜的“絕緣回縮”現(xiàn)象提出自己的一些觀點(diǎn)和看法，供參考。

【關(guān)鍵詞】電力電纜;絕緣回縮;熱應(yīng)力

一、引言

近幾年，隨著現(xiàn)代化城市的迅速發(fā)展，為適應(yīng)城市的美化和亮化的要求，滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活迅速提高的要求，電力建設(shè)規(guī)模越來越大，電力電纜作為城市的主要供電線路，其優(yōu)越性也越來越顯著。因此，提高電纜線路的安全運(yùn)行，確保供電的可靠性，是我們每個(gè)電力人為之奮斗的目標(biāo)。

作為電纜線路組成部分的電纜接頭，在電纜線路故障統(tǒng)計(jì)中往往占據(jù)了相當(dāng)大的比例，所以，提高電纜接頭的施工質(zhì)量，是電纜線路安全運(yùn)行的首要保證?，F(xiàn)就關(guān)于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的“絕緣回縮”現(xiàn)象，從以下幾個(gè)方面，談?wù)劚救说囊恍┮娊夂褪┕ぶ械奶幚泶胧?，以供大家探討?/p>

二、“絕緣回縮”產(chǎn)生的原因和危害

“絕緣回縮”它主要是指交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在制造生產(chǎn)過程中，內(nèi)部存在著熱應(yīng)力，當(dāng)切斷電纜后，聚乙烯內(nèi)部的熱應(yīng)力得以釋放，導(dǎo)致電力電纜絕緣在電纜端部相對(duì)于電纜導(dǎo)體產(chǎn)生的軸向位移，就會(huì)出現(xiàn)電纜絕緣逐漸回縮和露出線芯導(dǎo)體的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“絕緣回縮”，這種“絕緣回縮”現(xiàn)象在高壓和中低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜中普遍存在。

產(chǎn)生“絕緣回縮”現(xiàn)象的主要原因在于：交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在制造生產(chǎn)過程中，電纜絕緣都是通過擠塑生產(chǎn)的，且在擠塑過程中溫度很高，交聯(lián)電纜溫度超過了其材料的結(jié)晶融化溫度，使得其壓縮彈性模數(shù)大幅度下降，待電纜制作完成后，電纜內(nèi)部仍存在著一定的熱機(jī)械應(yīng)力，其熱機(jī)械應(yīng)力在電纜的徑向上，由于交聯(lián)聚乙烯絕緣厚度不大，且徑向上不受到任何外界因素的束縛，可以自由的收縮釋放。因此，電纜成品在徑向上基本上不存在熱應(yīng)力，但在電纜的縱向上，由于受到線芯導(dǎo)體摩擦力的作用，且在電纜制成成品后，電纜生產(chǎn)線冷卻過程較為迅速，未等完全冷卻電纜就已經(jīng)盤在盤上，使得電纜熱應(yīng)力無法得到釋放，最終在電纜本體中形成了熱應(yīng)力。其次，由于交聯(lián)聚乙烯絕緣和電纜金屬導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)相差較大，一般大10-30倍之間。所以，我們?cè)诎惭b、切斷電纜時(shí)，電纜主體內(nèi)的熱應(yīng)力要自行消失，而導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯絕緣的回縮。

“絕緣回縮”對(duì)電纜接頭質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響。特別對(duì)超高壓電纜的接頭，危害是致命的。它的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，電纜運(yùn)行一段時(shí)間后，如果電纜絕緣發(fā)生回縮，會(huì)造成終端和接頭處產(chǎn)生空氣氣隙，由于該處電場強(qiáng)度很高，從而極易引起局部放電，從而導(dǎo)致絕緣被擊穿。第二，如果電纜絕緣回縮現(xiàn)象較嚴(yán)重，則表明電纜主體內(nèi)部存在著較大的內(nèi)應(yīng)力，因此比較容易引起電樹枝狀的放電。第三，由于在高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜接頭安裝過程中，對(duì)各部分的尺寸要求相當(dāng)嚴(yán)格，特別是GIS終端等，因外型尺寸較小，對(duì)安裝工藝尺寸要求尤為嚴(yán)格，因此，絕緣回縮對(duì)電纜附件安裝影響較大。另外，由于各廠家在生產(chǎn)交聯(lián)絕緣時(shí)所用的材料及生產(chǎn)工藝的差別（如交聯(lián)方式不同等）以及電纜是三芯統(tǒng)包還是單芯電纜，型號(hào)的不同，以及導(dǎo)體截面的大小等諸多因素對(duì)交聯(lián)電纜回縮量均有不同程度的影響。不同廠家、不同型號(hào)、不同截面的電纜回縮量均有所不同，因此在制作安裝電纜接頭時(shí)應(yīng)針對(duì)具體情況采取相應(yīng)的措施，以減少絕緣回縮對(duì)電纜接頭質(zhì)量的危害。

三、消除“絕緣回縮”的措施

針對(duì)高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜“絕緣回縮”的諸多危害，我們通過了一系列的措施盡量在安裝附件前減少和消除“絕緣回縮”以滿足接頭安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。對(duì)于高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的附件安裝，我們必須認(rèn)真考慮“絕緣回縮”的這個(gè)問題，消除“絕緣回縮”必須釋放電纜內(nèi)部的熱應(yīng)力，但是電纜本體上仍然存在著相當(dāng)一部分的熱應(yīng)力，只是程度有所降低罷了，為了保證交聯(lián)電纜附件的正常運(yùn)行，滿足安全可靠運(yùn)行的需要，必須在附件施工過程中對(duì)電纜采取必要的措施以減少和消除“電纜回縮”對(duì)電纜接頭的影響，保證其安裝質(zhì)量。因此，我們采取了以下幾種措施：

第一，采取加熱法，對(duì)制作電纜附件部分的電纜通過加熱，一方面可以保證接頭位置電纜的平直度，確保電纜沒有彎曲，從而保證了預(yù)制式和預(yù)制裝配型附件的可靠安裝。另一方面，加熱過程也是一種對(duì)電纜內(nèi)部應(yīng)力的消除過程，通過加熱和冷卻，將電纜制造過程中留下的熱應(yīng)力消除一部分以減少電纜絕緣的回縮量，使電纜接頭的質(zhì)量得到提高。常用的加熱方法是：用加熱帶繞包在每相電纜上（繞包在電纜外護(hù)層上即可），加熱到80-90℃保持8-12小時(shí)，這樣處理后的接頭處電纜95%以上的回縮力能夠消除，此時(shí)再安裝電纜附件將大大提高接頭的質(zhì)量。第二，采用機(jī)械固定的方法來控制其絕緣的回縮。通常我們采用加屏蔽罩的方法，對(duì)于預(yù)制式的接頭，我們采用屏蔽罩設(shè)計(jì)，一方面均勻了電纜導(dǎo)線連接部位的電場，另一方面屏蔽罩通過電纜絕緣上的兩端槽卡住電纜的絕緣層，防止了電纜絕緣層的回縮。第三，我們切斷電纜后，留一段時(shí)間等電纜絕緣自然緩慢的回縮，然后再進(jìn)行電纜附件的安裝。這種方法是一種消極的辦法，由于自然回縮所需的時(shí)間較長，無法滿足現(xiàn)場安裝工期的要求，因此，只能在無法采用以上幾種措施的時(shí)候采用，但其效果明顯差別于其他方法，另外由于各種電纜的生產(chǎn)過程存在著差異，絕緣回縮的程度也各有不同，一般我們讓其自然回縮的時(shí)間應(yīng)在24小時(shí)以上。

另外，我們?cè)陂L期電纜安裝過程中，也總結(jié)了一條行之有效的方法，一般“絕緣回縮”部分電纜長度在10米左右，因?yàn)殡S著電纜長度的增加，導(dǎo)體和絕緣間的摩擦力也越來越大，絕緣回縮力也就越來越小，我們就在電纜接頭的兩側(cè)10米左右的地方將電纜進(jìn)行打彎，進(jìn)行打彎的作用是：第一，打彎增大了絕緣回縮的阻力，減少接頭所受到的熱機(jī)械應(yīng)力。第二，減少了“絕緣回縮”電纜的長度，使得電纜在打彎后回縮量明顯減少。事實(shí)上通過上述方法一次性處理掉電纜內(nèi)全部的回縮應(yīng)力是不可能的，因此，電纜附件在設(shè)計(jì)時(shí)，也已經(jīng)考慮到了這一因素，這就是從工藝上考慮“絕緣回縮”所采取的措施，如在預(yù)制型附件的設(shè)計(jì)中，導(dǎo)體連接管附近的半導(dǎo)電屏蔽設(shè)計(jì)得比較長，使得半導(dǎo)電屏蔽的兩端分別搭蓋在電纜絕緣口10mm-15mm，在電纜附件安裝好后，即使電纜絕緣有些回縮，導(dǎo)體的半導(dǎo)電屏蔽仍舊可以克服回縮造成的缺陷，從而從工藝上解決了“絕緣回縮”對(duì)電纜接頭的危害，但對(duì)于電纜附件型號(hào)小巧的（如GIS終端等）特別要注意工藝尺寸的要求，因由于型號(hào)小巧，各部分的尺寸余量就很小，如果尺寸發(fā)生偏差，回縮將直接影響接頭的施工質(zhì)量。因此，應(yīng)引起足夠的重視。另外，交聯(lián)電纜接頭施工結(jié)束后，應(yīng)盡量保持平直，不要隨意搬動(dòng)，以免在搬動(dòng)過程中，引起絕緣的伸縮，影響電纜接頭的質(zhì)量而導(dǎo)致?lián)舸?/p>

四、結(jié)束語

電纜接頭施工的質(zhì)量控制是一項(xiàng)綜合性工作，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。我們談的“絕緣回縮”只是其中的一個(gè)方面，因此我們從事電纜施工安裝的每位電纜人，都應(yīng)具備高度的責(zé)任感，在施工中把好第一關(guān)，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍地搞好質(zhì)量控制，確保我們輸配電網(wǎng)絡(luò)安全可靠的運(yùn)行。

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[2]鄭肇驥.王焜明.高壓電纜線路[M].水利電力出版社.1983

（作者單位：江蘇省宜興市宜能實(shí)業(yè)有限公司）