XLPE绝缘电力电缆储运过程中内部残压的处理.pdf
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1、2 0 1 1 年第 2期 No 2 2 0 1 l 电 线 电 缆 E l e e t r i e Wi r e C a b l e 2 0 1 1 年 4月 A p r , 2 01 1 X L P E绝缘 电力 电缆储 运过程 中内部残压 的处 理 闪贵庆 , 张峰 , 张 守风 , 刘焕新 ( 1 甘肃省电力公司兰州供 电局 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0; 2 浙江万马集团有限公 司, 浙江 临安 3 1 1 3 0 5 ) 摘要 : 分析 了交联聚 乙烯 ( X L P E ) 绝缘 电力 电缆 内部 残存 气体压 力产 生 的原 因及其 主要成 分 , 通过试验 方 法
2、测 量了不同型号规格 电缆的残压的 大小。提 出了 目前行 业 内采取 的主要 措施的优缺点 , 研 究 了一种新 型电缆 端 头密封装 置, 解决 了电缆储运过程 中的 内部 残压 问题 , 并通过 实际使 用验证 了该结构的有效性和 实用性。 关键词 : 交联聚 乙烯绝缘 电力电缆 ; 绝缘 ; 内部 残压 ; 储运 ; 端头密封装置 中图分类号 : T M2 4 7 1 文献标 识码 : B 文章 编号 : 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 1 1 ) 0 2 - 0 0 3 5 - 0 3 Tr e a t me n t of t he Re s i du a l Pr
3、e s s ur e i n s i de XLPE Po we r Ca b l e s dur i ng S t o r ag e a nd Tr ans po r t at i o n S HAN Gu i qi n ge t a l ( G a n s u P r o v i n c i a l E l e c t r i c P o w e r C o , L a n z h o u P o w e r S u p p l y A d mi n i s t r a t i o n , L a n z h o u 7 3 0 0 3 0 , C h i n a ) Ab s t r a
4、 c t : T h e c a u s e f o r t h e r e s i d u a l g a s p r e s s u r e i n s i d e c r o s s l i n k e d p o l y e t h y l e n e ( X L P E)i n s u l a t e d p o w e r c a b l e s a n d t h e c o mp o s i t i o n o f t h e g a s w e r e a n a l y z e d T h e r e s i d u a l p r e s s u r e l e v e
5、l i n s i d e c a b l e s o f d i f f e r e n t t y p e a n d s i z e w a s me a s ur e d b y t e s t i n gTh e a dv a nt a g e s a nd di s a dv a n t a g e s o f t h e ma i n c o un t e r me a s u r e s n o w t a k e n b y t h e c a bl e ma nu f a c t u r e r s w e r e p r e s e n t e d A n e w t y
6、 p e o f c a b l e e n d s e a l e r W as d e v e l o p e d i n o r d e r t o e l i m i n a t e t h e r e s i d u a l p r e s s u r e i n s i d e t h e c a b l e s d u ri n g s t o r a g e a n d t r a n s po r t a t i o n Ap p l i c a t i o n d e mo n s t r a t e d t h a t t h i s c a b l e e n d s
7、e a l e r wa s e f f e c t i v e a n d pr a c t i c a bl e Ke y wo r ds:c r o s s l i n k e d po l y e t hy l e ne i n s ul a t e d p o we r c ab l e;i n s u l a t i o n;i nt e r n al r e s i d u a l p r e s s u r e;s t o r a g e a n d t r a ns po r t a t i o n;c a bl e e n d s e a l e r 0 引 言 在 目前
8、国内电力 系统的电缆输 电网中, 交联聚 乙烯 ( X L P E) 绝缘 电力 电缆 已经 占绝 大多数份额 , 其施工方便、 维护简单 的优点 已经获得大家的广泛 认可 。但许多用户与电缆制造商却都遇到了一个简 单而 比较棘手的问题 : 电缆绝缘产生的副产物气体 其残存气压给这类 电缆的生产、 运输和储存 过程造 成了非常多的直、 间接危害 , 特别是单芯电缆。一些 专业人士采取了很多种除气措施 , 但 由于环境 变化 等原因造成电缆受潮、 进水的现象时有发生, 给制造 商和用户带来很大经济损失。 1 电缆内部残存气体的产生 6 k V及以上电压等级 的 X L P E绝缘 电力 电缆 ,
9、 其绝缘线芯的生产方式通常采用以氮气为介质的干 式化学交联 。聚乙烯树脂材料 由挤 出设备挤 出成型 收稿 日期 : 2 0 1 0 -08 2 7 作者简介 : 闪贵庆 ( 1 9 5 9一) , 男 , 工程师 作者地址 : 甘 肃 兰 州 市 城 关 区 金 昌 南 路 3 5 6 号 7 3 0 0 3 0 后 , 进入充满高压氮气 的高温管道 , 由于聚乙烯 内混 入 了一 些 抗 氧 剂 和 交联 剂过 氧 化 二 乙丙 苯 ( D C P ) 等添加剂 , 在高温作用下受热分解并 形成 自 由基激发聚乙烯分子的活性 , 使 聚乙烯分子之间发 生缩聚反应 , 由有机线性结构变为立体
10、网状结构, 达 到了交联及改善材料机械性能的 目的。在这交联过 程 中会有 8 5 以上的交联剂 ( D C P ) 受热分解 , 产生 一 些低分子 的挥发物 , 主要有 苯乙酮、 O t 一 甲基一 苯 乙 烯 、 甲烷和水等。这些低分子挥发物的大部分会析 出挥发掉 , 而未分解的 D C P将在后续工序和电缆 自 然存放时继续分解 , 放出少量挥发气体, 不过其半分 解周期将很长 , 这是 电缆形成 内部残存气压 的主要 原 因 。 另一个导致内部残存气压升高的原因是环境温 度的变化 。因电缆试验完毕后电缆端头须密封, 以 防止潮气进入或杂物污染 , 如果存放环境温度大幅 度地升高, 加
11、速 了 D C P自然分解 , 增加 了气体挥发 量并产生热膨胀 , 导致内部气压升高。 2 目前的解决措施 以及造成 的损失和危害 有的厂家将半成品电缆存放 3 5天, 再进行成 品生产, 以利 于副产物气体 的挥 发, 但是 因为残余 2 0 1 1 年第 2期 NO 2 2 O1l 电 线 电 缆 Et e e t ile W i r e Ca b l e 2 0 1 1年 4月 Ap r , 2 01 1 D C P在 自然环境 中的分解过程是缓慢的 , 在短时问 内副产物气体的挥发量有 限, 所以仍然无法彻底解 决这个问题 ; 而且过长的存放时间必然会延长产品 的制造周期, 增加生产
12、成本。电缆制造企业如有条 件的话 , 可以将电缆放置于烘房内进行加速脱气处 理, 处理条件一般以 7 O , 2 4天为宜 , 以提高 D C P 分解速度 , 让更多的副产气体挥发掉。即使这样 , 在 储运过程中电缆仍然还会放 出少量挥发气体 的, 而 且电缆环境温度的变化也不可避免。因此 , 电缆 内 部残存气压的产生是无法阻止的, 只能采取措施将 其泄放掉, 否则将会造成很大的危害和损失 。 例如 , 当电缆内部气压达到一定程度时会将外 护套鼓胀变形, 护套松脱后机械防护性能和绝缘性 能都会下降, 可能引起电缆的故障 ; 严重的护套松脱 后无法恢复, 只能进行剥除并返工生产 , 造成严重
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