电缆缺陷分析.ppt

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1、电缆缺陷分析交联聚乙烯电缆的劣化原因及形态引起劣化的原因劣化的形态制造工艺、材料及原材料（杂质、微孔）局部放电老化、介质损耗老化运行工况（工作电压、过电压、负荷冲击、直流分量）电树枝劣化、水树枝劣化温度异常、热胀冷缩等热老化、热—机械引起变形损伤化学反应（油、化学物品）化学腐蚀、电化学树枝外伤、冲击、挤压机械损伤、变形，形成水树枝动物吞食、成孔等蚁害、鼠害，形成水树枝电树枝的形成及特点电树枝形成原因：场强高当电缆的内外半导体层与绝缘层之间存在凹凸不平、气隙，绝缘内有杂质时，局部电场集中引起游离，在绝缘层的薄弱环节逐步形成电树枝，最终导致绝缘击穿。对于电树枝的引发

2、，以屏蔽突出处为最甚，杂质、气隙次之。电树枝特点：在显微镜下观察没有水分，树枝管连续、内空，管壁上有放电产生的碳粒痕迹，分枝少而清晰。水树枝的形成及特点水树枝形成原因：1、由于机械损伤，地埋部分的鼠蚁啃咬造成电缆的外护套破损。2、电缆头、中间头等部位密封不良进水受潮。在绝缘层中生成电化树枝和水树枝。特别是电缆沟内及土壤中杂质形成的酸碱性溶液的侵入。透过护套达到铜屏蔽层时，或透过绝缘达到芯线处时，与铜屏蔽层芯线发生化学反应，生成亚硫酸铜等化合物，在电场的作用下，于绝缘中逐渐形成树枝状物（也称电化树枝）并逐渐发展后转化为电通道，导致绝缘击穿。水树枝的形成及特点电树枝

3、特点：1、水树枝的空隙含有水分，树枝管大体不连续，内凝聚有水分，主干树枝较粗，分枝多而密集。和电树枝相比，水树枝在比电树枝低的多的场强下即可发生。2、水树枝延伸最主要的条件是高温和浸水，这时水树枝的长度可以达到绝缘厚度的一半以上。3、水树枝具有消失和重现的特点，有的水树枝受热、干燥、抽真空后会消失形态，浸入热水中又会重现。水树枝不会直接导致击穿，但会使绝缘强度降低，促进老化作用，缩短寿命。水树枝劣化是交联电缆故障的主要原因，约占事故的70%，多发生与自然劣化。交联电缆极易发生水树枝，潮湿环境中的电缆一般3～5年开始生成水树枝，6～8年后饱和，水树枝饱和的电缆其绝

4、缘水平急剧下降，最终导致绝缘击穿、电缆报废。水树枝的形成及特点影响水树枝生长的因素：1、水树枝一般是从内半导体层、屏蔽层与绝缘层界面上引发出来。若绝缘体存在气隙或杂质，则会在电场方向上产生并加剧蝶形领结状水树枝。受半导体层性能和形状、含水率、电压等级、电缆温度以及浸水条件等因素的影响。2、在直流耐压试验中，试验电压为负极性，而水分为正极性。在试验时，容易使水分由内衬层向绝缘内部渗透，在一定程度上加快了水树枝的发展。另外直流耐压试验，有电子注入到交联电缆聚合物内部，在半导体层凸出处或微小空隙等处产生空间电荷积累，电缆投运进交流电场后易发生绝缘击穿。交联电缆水树枝劣

5、化特征根据现场运行经验，水树枝劣化特征如下：（1）、仅发生在6kv高压以上的交联聚乙烯电缆中（2）、从投运到击穿的时间需要数年至十几年，大多数在10年以上。（3）、贯通绝缘体的水树枝状劣化，大部分能维持正常工作电压以上的电压值，只有在发生脉冲电压等异常电压时才产生破坏。（4）、环境温度高时，劣化进程加快。（5）、电缆构造与故障有很大关系，对于用棉带做基布的半导体层的电缆应特别注意。电缆有水树枝后为什么有直流分量交联电缆有水树枝后，水树枝起了整流作用，在运行电压的负半周，树枝放电向绝缘注入较多的负电荷；而正半周时，注入的正电荷较少，仅中和了一部分负电荷。这样在运行

6、电压的正、负半周反复作用下，水树枝前端所积聚负电荷逐渐向对方飘移，就象整流作用那样出现了直流分量，但数值极小，有时仅几纳安。在铜屏蔽一端接地的电缆中当铜屏蔽带断裂时，非接地一端的铜屏蔽带成为非接地状态该铜屏蔽上感应出高压其值为：其中C1电缆芯线与接地一端铜带电容；C2非接地接地一端铜带电容UgUk75C1C1C2℃=＋铜屏蔽断裂故障铜屏蔽断裂故障这个高压导致断裂部位发生放电往往引起绝缘破坏。其特征为：1、单芯电缆比三芯电缆事故多2、从投运到破坏的时间，从数周到数年不等。3、断裂处的导体电阻增大到数千欧，不能保护非接地侧电缆对地闪络。4、断裂部位放电时冒火、冒烟，

7、严重时可能引起火灾。铜屏蔽接地故障铜屏蔽接地故障。交联电缆铜屏蔽接地故障已逐渐引起现场重视，铜屏蔽和护套绝缘电阻可间接反应电缆内、外护套有无损伤从而判断电缆是否受潮。高压单芯电缆铜屏蔽采用一端接地方式时要求该电缆铜屏蔽必须绝缘良好。当铜屏蔽发生接地时运行中电缆因受到交变磁场的作用，在铜屏蔽产生感应电压，直接接地端和铜屏蔽绝缘不良处产生环流。环流引起发热使输送容量降低，严重时可将护套甚至主绝缘烧穿。电缆外护套故障高压单芯电缆能否安全运行，与其外护套能否安全可靠运行关系密切。电缆护套采用一端接地方式时要求该电缆护层必须绝缘良好。当电缆护层发生接地时运行中电缆将受到交

8、变磁场的作用，在护套上将