[发明专利]中压交联聚乙烯电缆无遮蔽起晕电压试验方法

说明书

技术领域

本发明属于电缆终端头绝缘结构质量检验技术领域，特别是涉及一种中压交联聚乙烯电缆无遮蔽起晕电压试验方法。

背景技术

电力系统将6～35kV电压等级称为中压，中压电网指电压等级为6～35kV的电网或电力系统。

无论国内外，中压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆被广泛用于传送电能。应用交联聚乙烯电缆时，电缆的两端必须要制作电缆终端头，业内称之为电缆终端；采用电缆长距离传送电能时，需要将两根或多根电缆连接起来，而将相邻的两根电缆连接，需要制作电缆中间接头。本文将电缆终端头与电缆中间接头简称为电缆头。

交联聚乙烯电缆和橡胶电缆是目前电力系统使用量最大的电力电缆，特别是以交联聚乙烯塑料为代表的新型绝缘材料电缆，是较安全的电能输送装备。正常情况下，中压电缆由于本体质量问题而发生故障的概率极低，大多数电缆本体事故是外力破坏或环境灾害而导致意外发生事故，但是近几年中压交联聚乙烯电缆事故频发，事故大多数发生在电缆头上，事故造成电缆头烧损，导致电缆变短而报废。有些电缆事故不仅造成电缆本身烧损，电缆短路引发的电弧还会波及到与电缆连接的变压器、开关柜等电气设备，造成变压器、开关柜等电气设备烧损甚至报废。电缆烧损造成电力企业对用户停电、限电事故；严重的影响了电力用户的生产、工作和生活秩序。

造成交联聚乙烯电缆终端头或者中间接头事故的因素很多，其中电缆终端头及中间接头的制作工艺不良、电缆敷设安装方法不当占电缆事故比率很低；中压交联聚乙烯电缆头附件制造厂商，提供的电缆附件及配套材料有缺陷，或者附件制造厂配套提供的电缆头制作工艺规范存在缺陷，造成电缆头的绝缘结构不合理，不能满足额定电压下的正常运行，电缆头在运行中发生绝缘事故即电缆单相接地的比率更大。

现行的交联聚乙烯电缆终端头和中间接头有两种制作工艺方法：一种是电缆头热缩制作工艺方法；一种是冷缩制作工艺方法；目前这两种电缆头制作工艺方法类似，均存在着绝缘结构缺陷。

电缆头制作时必须按照工艺规范切割剖剥各部分尺寸，电缆半导电层剖割后，半导电层切剖口与绝缘层结合部在运行中电场畸变，产生危险的电场切向分量和轴向分量，电缆主绝缘承受的电场强度提高10～20倍，电缆切剖口处的游离电压降低，导致电缆切剖口处产生电晕。电晕长期在电缆切剖口与绝缘层处产生的微弱电火花并在电缆头运行温度上叠加数十度温度，长期在电晕火花和电晕高温（指电晕温度高于绝缘层其他部位温度）的作用下，绝缘层交联聚乙烯塑料材质逐渐恶化，介质损耗增大，泄漏电流增加，最终导致电缆头的绝缘强度降低，在运行电压下电缆半导电层切剖口处主绝缘发生绝缘击穿，引发电缆芯线（导体）对半导电层（接地部分）发生电弧放电，造成交联聚乙烯电缆头发生单相接地事故。若电力系统继电保护装置不能及早切除故障点，发生事故的电缆头在单相接地电弧以及电网故障电流、电压的作用下发展扩大为多相短路事故。

交联聚乙烯电缆在正常的运行电压下，如果电缆头的绝缘结构能够保证电缆的长期安全运行，电缆头半导电层切剖口处不会发生电晕；若电缆头制作的工艺或者电缆质量等原因造成电缆头的绝缘结构有缺陷，就不能保证电缆的长期安全运行，电缆在正常的运行电压下，电缆头半导电层切剖口处就会发生电晕；但是此电晕放电能量很小，加上此放电电晕被包覆在电缆终端引线的辅助绝缘层内，无论国内还是国外目前广泛采用的电缆试验方法——交流耐压试验查不到电缆头的绝缘结构缺陷，或者说交流耐压试验查不到电缆头的事故隐患。因为电缆电晕放电的能量很小，交流耐压试验无论试验时间多长，在试验过程中电缆不会出现任何异常，也不会留下任何放电痕迹。除了电缆头存在很严重的绝缘缺陷，正常情况下，交流耐压试验对隐性的电缆事故隐患无能为力；但是交联聚乙烯电缆带电运行后，隐性的电缆事故隐患以微弱的电晕放电火花为表现形式，长期在电缆头内部灼烧，半导电层切剖口处主绝缘层的介质损耗增大，泄漏电流增加，最终导致电缆芯线（导体）对半导电层（接地部分）绝缘击穿，引发电弧放电，造成电缆事故。

尽早发现新制作的中压交联聚乙烯电缆头的缺陷，尽早发现正在使用中电缆头内部的缺陷，是中压交联聚乙烯电缆头缺陷消除的前提。但是，无论国内外目前均无新制作电缆头和正在使用中电缆头内部缺陷的前期查找方法。本发明申请，是通过试验手段发现新制作的中压交联聚乙烯电缆头内部缺陷和正在使用中电缆头内部缺陷的一种缺陷确定方法；若此方法推广使用，可以达到消除和降低交联聚乙烯电缆头发生单相接地事故的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种操作简便、结论可靠的中压交联聚乙烯电缆无遮蔽起晕电压试验方法。