电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及对策

电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及对策

(宝胜科技创新股份有限公司江苏省扬州市225800)

摘要:在电线电缆接收验货时,需要通过试验获取其相关参数,从而对电线电缆的绝缘性能做出科学评价,以确保其达到相关生产和电力系统设计技术标准要求。本文基于对电线电缆绝缘性能特点及其影响因素的简要介绍,分析了绝缘性能检测的基本分类,并且重点介绍了几种常见的检测项目。

关键词:检测方法;检测项目;绝缘性能;电线电缆

引言

电线电缆是不可缺少的电力设备与材料,绝缘则是其基本性能,指的主要是两导体之间的绝缘材料,一旦发生绝缘故障,将给人们的人身财产安全乃至整个社会的安全稳定带来巨大隐患。电线电缆绝缘检测不但能反映电线电缆的绝缘性能,还能判别绝缘材料质量优劣和工艺缺陷、使用性能等,通过检测绝缘性能准确判断电线电缆在使用中的变化状态。由此可见,探讨电线电缆绝缘检测技术具有重要意义。

1电线电缆的绝缘性能及其影响因素

电线电缆在电力系统当中主要起到传输电能的作用,要想在运行过程中保障系统的稳定性,除了导电性能,还要求其具有良好的机械强度、绝缘性能以及一定的使用寿命。而在上述参数中,绝缘性能的好坏尤其重要,不仅对电线电缆自身的使用寿命造成影响,还关系到电力传输安全。绝缘缺陷和损伤会极大程度破坏电力安全,还可能导致火灾等情况,只有重视绝缘问题,才能满足电力系统的运行要求。

1.1电线电缆的绝缘性能概述

在不同类型和规格的电线电缆中,使用了不同的绝缘材料,用于将负责导电的芯体与外部环境隔离。电压等级较低的电线电缆通常使用塑料或橡胶作为绝缘材料,直接挤包在导体上。而对绝缘性能要求较高的高压电线电缆,则需要有多个绝缘层的保护,由与芯体直接接触的部分、绝缘护套以及二者之间填充的绝缘介质构成,绝缘材料的使用也同时包括了多种类型,既可以是常见的注塑工艺生产的高分子绝缘材料,也有云母、氧化镁等无机物,这些绝缘材料组成的多个绝缘保护层,可以达到高压变配电设施的运行安全等级需要,在保障电线电缆绝缘性能的同时,让其机械强度与耐火等级也达到相关技术标准与使用规范的要求。

1.2电线电缆绝缘性能的影响因素

电线电缆绝缘层之所以能够起到保护作用,与其绝缘材料特性和电缆结构设计密切相关。所以在电线电缆生产、运输、安装和运行等环节,在外部温湿度、机械碰撞、高压电磁场等因素的影响下,如果引发了其微观结构或物理化学性质的变化,就可能造成电线电缆绝缘性能的下降。因此首先电线电缆安装、运输过程中的不当操作,可能会使得其绝缘保护层形成细微的机械损伤,并且这些损伤会由于运行过程中继续受到机械作用力和环境腐蚀等的叠加作用,从而成为绝缘层的薄弱部位。当其发展到一定程度,就可能威胁电线电缆的正常运行。其次在电力输配过程中,导体会产生一定的热量,因此绝缘层会长期处于温度相对较高的环境,而这会导致构成绝缘层的物质发生微观结构改变甚至发生化学性质变化,出现绝缘性能劣化现象。最后在高压电场的长期作用下,绝缘介质内部会出现复杂的物理变化和化学反应,使得绝缘材料的性能下降并导致常见的被击穿问题。综上所述,电线电缆绝缘性能不可避免地会因受到多方面的考验而逐渐下降,因而必须在使用前或产品设计定型时通过标准方法检测保证电线电缆的绝缘性能达到设计使用要求。

2电线电缆绝缘检测技术

2.1机械性能检测技术

电线电缆绝缘机械性能检测技术主要是利用电子拉力测量仪器检验电线电缆老化前后的抗拉力,即先通过测厚仪对电线电缆中间部位的厚度、宽度进行测量,接着通过自排式老化箱进行老化处理,再利用电子拉力测量仪器加以测量,促使电线电缆在拉伸作用下断裂,得到最大抗拉应力、拉伸距离,最终和标准规范对比,判断是否合格。

2.2结构尺寸检测技术

在检测电线电缆时要注意观察其外观尺寸、结构,主要有外观检测、尺寸检测、结构检测。外观检测是判断电线电缆质量优劣最直观的技术方法,通过外在展现进行综合判定。很多电线电缆的质量问题都可以通过外观直观显示出来,只要发现外观问题,那么存在质量问题的几率就很大。在检测时要先检查电线电缆表面的整洁度、光滑度,看表面有没有斑点、毛刺、油污、裂纹等,之后检查其氧化程度、腐蚀程度是不是符合要求。尺寸检测对日常生活中所用的电线电缆并没有较高的要求,对高压交联电线电缆会更加严格,主要是检测电线电缆的外径、密度、偏心度、厚度等的尺寸,针对绝缘层厚度、线径直径等进行具体的检测。结构检测就是全面检测电线电缆的缆芯结构和护层、断面、绝缘芯,需要结合外观检测、尺寸检测,保证电线电缆外观良好,尺寸符合相关标准。

2.3绝缘电阻检测技术

第一,在线检测技术。这主要有两种技术方面,一种是指直流叠加检测技术,将60V直流电接入接地变电器的中心点,测试电源,细致观察电线电缆的屏蔽层和地面之间的微弱电流,计算绝缘电阻值。该检测技术操作难度较小,不过也存在不足的地方,因为无法通过中心点直接检测接地电网,有局限性。另一种是指交流叠加检测技术,在电线电缆屏蔽层直接叠加交流电压,获得1Hz劣化电流信息,据此对电线电缆绝缘性能做出判断。该技术方法有很高的准确度,不易被外界因素干扰,并且在检测时也无需和电线电缆高压部分接触,更加简单、安全,得到广泛应用。第二,预防性检测技术。技术人员在通过预防性检测技术检测电线电缆绝缘电阻时主要会用到两种方式,一种是破坏性试验,在开展该项工作时,检测技术人员输入高于电线电缆运行电压的电压,结合对直流耐压、交流耐压的分析,找到电线电缆运行环节有较强危险性的绝缘故障。虽然这一种检测技术比较便捷,但是会造成电线电缆出现一定程度的伤损,同时也会缩短绝缘材料使用年限。另一种是非破坏性试验,要求检测技术人员输入低于电线电缆运行电压的电压,按照测量结果合理评判电线电缆中是否有绝缘故障存在。为确保电力系统的安全稳定运行,在正式使用电线电缆以前,工作人员务必要进行电线电缆绝缘性能检测,确保电力设备的绝缘特性,预防发生严重的故障。第三,停止运行检测技术。这一项电线电缆绝缘电阻检测技术也涉及到两种方法,一种是检测技术人员有效测量电线电缆的绝缘电阻,因为电线电缆一般使用多层绝缘,技术人员可检测出线芯导体和屏蔽层之间的绝缘电阻的阻值。当电线电缆电压值不高时,就能有效测量两相地线的绝缘电阻。在这里要特别指出的是要按照电线电缆的类型、电压级别和所处环境等因素确定评判电阻的标准。另一种是有效测量残余电荷,先将1min直流电压施加给电线电缆,接着让线芯接地5min,之后在屏蔽层和线芯之间会形成交流电压,测量过渡直流电流和1min时间里的积分值就是残余电荷。技术人员测量得到的残余电荷越大,就表示电线电缆的绝缘性能越差,反之则意味着电线电缆绝缘性能良好。该技术方法不会被串联抗组影响,经常应用于检测局部老化电缆的绝缘性能。

结语

目前,碍于标准方法、检测工具所限,电线电缆检测领域大部分试验仍须在使用前抽样送至试验室中进行检测,但随着材料检测技术、无损检测技术、在线智能化监控技术的发展,自动化在线检测将是电线电缆检测未来的趋势。

参考文献

[1]王明娟,吴元祥,殷仲皓.电线电缆绝缘检测技术探析[J].设计与研究,2018(9):61,63.

[2]杨恒勇,乔文玮,周春和.电线电缆绝缘检测技术的相关研究[J].海峡科技与产业,2018(8):82-84.

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