根据故障实物的现象分析,该交联绝缘的绝缘的水树现象是极为微观的,是肉眼所无法观察到的,而且仅有0.1微米到几个微米的水树和气隙的存在是在制造过程中就已产生,它的的集合、形成、发展比较缓慢,在交流电场作用下,在较高工作温度的环境中,由直径为极其微小的数微米水珠的群体空隙群逐渐发展为导致击穿的水树,水树在放电而观察不到的脉冲现象逐渐的多次放电,最终导致B相绝缘的击穿,整个过程的形成和发展持续了近两年的时间,而填补电缆交联绝缘层的这种缺陷和现象的办法,就是固体绝缘增强技术。
4 固体绝缘增强技术的发展和应用
国际上从上世纪70年代开始,对交联电缆的水树枝劣化问题进行广泛深入的研究,从80年代中期开始,对于交联绝缘材料的水树枝修复上有了重大突破。
在这二十年中,这一固体绝缘增强技术的实践已证明是修复绝缘材料老化的重要工具。期间,该技术不断的进步,并在四大洲广为接受。目前这项科技已被全球范围150多家公司所运用,为三个大洲3400万英尺长的电缆解决了最糟糕的安全性问题。
这项技术的核心就是以持续的一定压力向需修复的电缆中注入修复流体,可以使液体更迅速扩散到绝缘材料中。这种电缆修复溶液由7种流体制成。其中一种快生效的流体能延续2年时间,中期生效的流体能延续1-15年,而长期生效的流体能延续10到40多年。另外的四种成分能减少放电,延缓水树与电树之间的转换。采用这项技术,将这种电缆修复溶液注射到电缆线股中,扩散到绝缘层,填补这些空隙,提高绝缘性能,电缆在七天后焕然一新。并且流入电缆线股中的电缆修复溶液可以排出已经存积的水,并避免积存的水所电解形成的氢气从接头处排出,造成故障。电缆修复溶液不仅可以防止这些故障,还可以用固体的绝缘胶修补防止以后进水。国外的独立实验室进行的加速老化试验证明这种混合流体能使电缆使用寿命达到延续40年甚至更长。
尽管采用这项技术有众多优势,但对其注射还是有一定的要求,首先拆掉旧的常规的电缆终端,线鼻子,中间接头和接管。将注射接引管固定在电缆上,然后接上新的线鼻子,电缆中间接头和接管。
接引管先被45吨的环向压接力接在线鼻子上,然后压接到绝缘上,以达到水密封的效果。这种均衡的压接法可确保液体密封牢固,电场平滑,并保证所有的连接紧密。
在注射接引管的中央位置,有一个小小的注射入口,用于注射电缆修复配方液。用专门的注射工具连接注射口,可以将流体输送到电缆线内。电缆的两端各有一个接引管。将修复液从电缆线的一端输入,直到少量液体从另一段出来。这样电缆便达到了您所期望修复延长的寿命。在接引管被压接到电缆两端后,一般来说一段100米长(328英寸)的电缆需要30-60分钟的修复过程。
由于电缆修复配方液可以将电缆寿命延长20-40年,需拆卸并更换所有接头以确保此系统中的下一个薄弱连接不会使电缆在寿命终结之前过早出现故障。接引管可以将接头密封不致进水,并能延长电缆的寿命。一周以后,修复液全面修复了运行中的绝缘劣化电缆。
5 结合实际制定交联电缆水树隐患对策
我公司目前有10KV、35KV交联电缆7503.7km,其中95%以上都是近十年里所敷设的交联电缆。尽管材料相比早期的交联绝缘材料有了很大的改进,但电缆在运行中水树枝现象偶有发生。根据上述现象和分析,不久将来,这些电缆也将会步入水树枝和电树枝故障频发期。
随着上海城市建设的飞速发展,原先的农村都已城市化,电缆故障后的重新敷设的难度将大大增加。另外,近年来,原材料的大幅度的涨价使电缆更换的成本已今非昔比。
用固体绝缘增强技术处理过的电缆理论上能达到99.5%的无障率,并将大幅度减少客户投诉。另外注射过程几乎无需挖掘,大多数客户可能根本看不到修理工作。他们所能看到的只是供电比以往更安全了——因为电缆处理的结果将是绝缘性能从250%提高到350%。还有,由于不需要更换最为昂贵的电缆,可节省大笔的费用和能源,这在目前创建节能,环保的节约型社会的大环境下是非常重要的。另外,由于一个工作人员在2个小时之内就能完成一条典型的100米的电缆段注射修复的全部工作,这对电缆的及时恢复运行将极为有利。
因此,我们打算从如下几个方面实施固体绝缘增强技术的应用:
1) 定点一个厂家,从产品质量到现场的操作形成一个闭合的环节,并进行跟踪测试。
2) 先在已停役的电缆线路中先开始试用,如:先17、27电缆已于2004年停用,结合设备现状,大胆地进行实践,不断地积累电缆绝缘水树枝防治的经验和技术,为预防交联绝缘的水树隐患增添有效的技术保证。
3) 做好台账记录,用0.1HZ试验,绝缘电阻的摇则测进行数据的比较和分析。
4) 具体先使用到用户线和短段电缆,然后逐渐推广应用。