电力电缆的受潮防护及处理措施

发表时间：2016/10/8 来源：《电力设备》2016年第13期 作者：杨士发

[导读] 电力电缆受潮或进水使电缆绝缘电阻降低，是引起电缆线路发生事故的重要隐患。

（广州市自来水公司）
摘要：电力电缆受潮或进水使电缆绝缘电阻降低，是引起电缆线路发生事故的重要隐患。本文提出自来水厂电力电缆受潮进水的原因，介绍了常用的受潮防护及处理措施。
关键词：电力电缆、受潮、防护、处理

由于电缆所具有的优越性能，目前工厂供电电缆尤其是聚氯乙烯绝缘电力电缆得到广泛应用，但电缆具有其特殊性，受潮或水浸使绝缘电阻降低，是电缆运行发生事故的重要原因之一，尤其自来水水厂大都设在江河边，同时厂区内设有配水井、絮凝池、沉淀池、V型滤池、清水池、排水沟渠、污水池等水面较大的生产设施，相对湿度高，易使电缆受潮。此外压力管道突然爆漏、净水构筑物渗漏等极易使电缆受水浸影响，影响电缆安全运行。因此，如何防止电缆受潮是自来水厂电缆安全运行管理的重要任务之一。
潮气和水分一旦从电缆端部或外保护层进入电缆，就有可能渗透到绝缘外铜丝屏蔽的间隙或导体间隙，在高压电场的作用下产生“水树”老化现象，从而使电缆绝缘下降，最终导致电缆击穿。
电缆绝缘中存在的杂质、气孔或绝缘与内外半导电层结合面的不均匀处，这些地方是电缆的最薄弱环节，极易形成水的局部高电场，是 “水树”形成和发展的载体。一般来讲，“水树”的生长过程约需8年左右，并受湿度、温度、电压和水中所含离子多少的影响。水树的形成最终将造成严重的后果。因此避免电缆受潮防止“水树”形成是极其重要的。
二、防止电缆受潮的措施
（一）防止水树的形成和发展
1、对电缆质量把关
由于绝缘中的杂质、气孔等是水树发生的起点，因而电缆质量的好坏对防止“水树”产生而造成绝缘老化至关重要。购买电缆时必须选择质量过硬的厂家，在招标时对绝缘中的杂质、气孔等制定严格的技术要求，并要求各厂家送样品进行严格检验和试验，选出合格厂商。
2、加大电缆绝缘厚度
从 “水树”形成的原理可知，增大绝缘厚度可有效防止电缆击穿。在制定技术要求时，规定绝缘层的厚度和均匀程度。并进行样品检验，选择合格供应商参加投标。
（二）加强电缆施工管理
1. 保证电缆头密封良好，对于锯开的电缆端头，无论是堆放还是敷设，均要用塑料密封起来，最好采用电缆专用的密封套，防止潮气渗入。电线敷设后要及时进行电缆头的制作，因条件限制确实无法立即制作的，将电缆头密封包好后架空摆放。
2. 提高施工人员的技术素质，加强电缆头制作工艺的管理，可有效防止在制作过程中电缆头进水。实践证明一旦电缆进水，则最早出现击穿现象的往往是电缆头，因而电线头制作得好，可以延长电缆的整体寿命。在剥离半导体层时，首先要在半导体层上按规定尺寸环切，接着竖划几道，然后顺着切痕一条条剥去半导体。在用刀划时力度一定要掌握恰当，若划得太浅，半导体层很难剥除，若划得太深，便会伤及绝缘层，给“水树”的产生带来机会。
3. 推广使用冷缩电缆附件，制作热缩头时，一旦控制不好，火焰容易损坏铜屏蔽层及绝缘层，而且当热缩材料加热硬化后，就不再具有弹性，这是由它的材料特性决定的，在长期运行中，由于热胀冷缩的原因，逐渐会在电缆结合处产生微小间隙，导致水气内侵。冷缩电缆附件，制作工艺简单方便，不用动火，不用焊锡，而且硅橡胶冷缩材料性能稳定、具有弹性，能紧紧地贴在电缆上，长期使用不会开裂，有效克服了热缩材料所具有的缺点，对防止“水树”形成有利。
4. 电缆在敷设和牵引时，要防止电缆损伤外护套。电力行业中的施工人员技术水平参差不齐，不做任何保护措施下强拉硬拽的野蛮施工也并不少见，再就是施工现场和交叉作业致使电缆机械损坏。因此加强对工人的技术培训和对电缆损伤的检查是非常重要的。
5. 在厂区内采用电缆沟敷设，电缆应排列好放在电缆支架上，并确保电缆沟排水畅顺，泵站内应设坑底泵，自动抽排，防止泵站内电缆沟积水。
（三）加强电缆的运行管理
1、做好对运行的电缆预防性检查
为了防止电缆运行故障的发生，影响安全供水的大局，根据《广州市自来水公司设备管理制度》的要求，我们每年开展对电缆进行预防性检查工作，根据《电气设备预防性试验规程》的相关要求，每年6月制定出下一年度电气设备预防性试验、检查计划（其中包括电缆），对电缆的试验内容和项目、检查的内容和项目都一一列出，严格按计划落实，由生产运行部监督检查，做到有计划、有落实、有监督、有记录、有总结。有效地预防电缆隐患，防止”水树”的破坏。

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2. 加强对电缆运行检查和监测
根据《广州市自来水公司运行巡检制度》的要求，电站值班人员每班对电缆运行情况进行巡检并做好记录，检查内容包括电缆负荷情况、电缆头颜色和温度变化、监测电流表波动情况，发现电流表波动异常，及时进行分析处理，确保安全运行。
3.完善厂区电缆及厂外进线电缆走向的标示和警示，防止工程施工意外损伤电缆。因部分水厂建厂较早，相关电缆走向资料不齐或残缺，为此，我们通过探测、咨询等手段，完善了图纸，并设置标示桩和警示牌等。还设置专门人员对电缆沿线定期（每周不少于2次）进行巡检，极端天气加强巡检次数。除本厂人员巡检外，对于厂外进线线路还委托有资质的单位进行巡检和维护保养，以保障供电线路运行安全。
4. 定期对电缆沟进行全面检查，主要内容包括电缆沟积水情况、防小动物、盖板缺失、损坏情况、电缆外护有无损伤等，尤其是对电缆中间头井和交叉互联井，防止积水和人为破坏。雨季还增加排查次数。
三、电缆受潮或水浸的处理措施
尽管通过管理手段，可预防电缆受潮，但在电缆的运行过程中，由于恶劣天气、突发爆管等影响下，不可避免造成电缆受浸或受潮的发生。电缆受浸后，试验不合格，一般处理方法是尽快更换新电缆，但做为自来水厂更换电缆将造成长时间的停产或减产，严重影响居民的正常生活。那么电缆受潮后如何处理呢？下面介绍通常采用的几种办法：
1.压缩气体吹扫驱潮法
在电缆的一端用压缩机将气体介质（通常采用干燥氮气或干燥空气）强制灌入电缆绝缘线芯内，在电缆的另一端同时抽真空，让干燥气体吸收电缆内的潮气后通过真空泵抽出。用硅胶灌或湿度仪进行检测，直到硅胶不变色或湿度表达到要求为止，经试验合格，投入使用。
2.通低压电流干燥法
电力电缆受潮后采用用一台大电流发生器对其进行加热驱潮处理（可用交流焊机替代）。回路由降压变压器、电抗器、电源引线等组成，降压变压器的作用是将交流220伏特或380伏特的电网电压降低至60∼70伏特的安全电压，电抗器起限流和调节电流大小的作用。通电前，先将受潮电缆一端接大电流发生器，另一端将缆芯彼此短接，当通电的瞬间，电压由60∼70伏急速至0伏，当电压趋于零时，电流趋于无穷大，此时串联在回路中的电抗器限制着电流的增加，这样改变电抗器的电抗，就可以调节通电电流。根据交流电热效应，电缆芯有大电流通过，则产生热量，从而达到驱潮的目的。
3. 对油浸纸绝缘铅包电缆采用热油浇淋驱潮法
在电缆受潮不严重时或受潮段较短时使用。将电缆头解体，清除干净后，将电缆头端抬高，线芯均匀分开，用约150℃的电缆油淋浇电缆，潮气通过电缆端部排出，直至试验合格为止。
4.对矿物电缆采用汽油或酒精喷灯驱潮法
将剥完后外壳的电缆清除干净后，将线芯均匀分开。采用汽油喷灯对电缆进行驱潮，点燃喷灯火焰，燃烧至火焰无烟雾并呈透明的微蓝色，将电缆受潮段端末向上倾斜，喷灯的火焰移至受潮电缆，火焰往端末方向缓慢喷火焰，火焰从下往上烘烤，烘烤不得少于五次，使电缆受热而将潮气慢慢地赶出。
以上方法，各有利弊，实施时可根据现场情况因地制宜采用。我公司于1993年石溪水厂和1995年石门水厂先后对受浸电缆进行过驱潮处理，至今运行效良好。
1995年8月，石门水厂取水泵站6#电机在运行时，油浸纸绝缘铅包电缆ZLQ11-3*120mm2-10kV发生击穿事故，击穿点距电机2米处的电缆坑内，电缆坑内有积水，经现场专业人员分析，怀疑水已经进入电缆需进行电缆驱潮处理后才能进行安装中间头，并决定采用热油浇淋驱潮法进行处理。先制作一个长1.5米，宽0.5米的淋油槽，从击穿点锯断电缆，油槽加热油到150℃，将两段电缆放到淋油槽上方，将电缆受潮段端末向上倾斜，用热油反复浇淋电缆受潮段，潮气从电缆末端慢慢地赶出，油反复浇淋电缆约4小时，用摇表测量绝缘电阻达到80兆后停止。经制作中间接头，试验合格后，顺利恢复了正常生产。
1993年6月，石溪水厂取水泵站新增泵房安装工程建设接近尾声，正在进行3台280kW机组调试工作时，因泵房内水管封板脱焊，造成水浸泵房，电机和电缆同时受浸，事故发生后，经现场查看6条VV22-3*150mm2 -1kV电机电缆受浸，解开干包电缆头，发现电缆芯和间隙有水流出，水浸入电缆长度约1米，需进行驱潮处理，为确保7月1日正式投产，现场专业人员决定采用汽油或酒精喷灯吹干法进行驱潮，将剥完后外壳的电缆清除干净后，将线芯均匀分开，将电缆受潮段端末向上倾斜，用汽油喷灯火焰往端末方向缓慢喷火焰，从下往上烘烤，使电缆受热而将潮气慢慢地赶出。用摇表测量绝缘电阻达到了50兆后，停止加热。电缆经处理后，达到了使用要求，安装运行后至今未出现问题。
实践证明以上方法是可行的，对确保电缆的安全运行，及时恢复水厂供电、恢复生产起到了关键作用。
结束语
总之，电缆的运行安全防护措施是关键，处理措施是保障。要从管理入手，做好电缆的施工管理和运行管理，以防患于未然。同时要熟练掌握电缆受潮后的处理方法，因材施救，确保电缆线路安全可靠运行，为水厂生产提供动力保障。
参考文献：
1.《电力电缆安装运行技术问答》作者:史传卿 中国电力出版社
2.《电力电缆施工手册》作者:李宗廷 中国电力出版社
3.《电力电缆线路运行规程》国家电网公司企业标准(Q/GDW 512-2010)
作者简介：作者杨士发 ，籍贯河北省，生于1967年，毕业于武汉水利电力学院（现武汉大学），2005年取得武汉大学电气工程学院工程硕士学位，现在广州市自来水公司生产运行部工作，长期从事电力系统运行管理工作。