金联宇高压电缆阻水缓冲层烧蚀缺陷

2020年某110kV电缆线路B相产生毛病，其型号为ZC-YJLW03-Z-64/110-1×630 mm2，线路长度约为3.2km，至今已运转约7年。毛病电缆现场开断及解剖后，发现其电缆本体绝缘外屏蔽层和阻水缓冲层有不接连的烧蚀痕迹，毛病电缆阻水缓冲层烧蚀描摹如下图所示。

图1  毛病电缆阻水缓冲层烧蚀描摹

高压电缆的阻水缓冲层烧蚀缺点会使电缆本体在运转过程中产生随机性绝缘击穿，导致线路停运，其引发的毛病多，损害大，是影响电网安全安稳运转的严峻危险，并长时间困扰电缆职业。据不完全统计，近20年来国内因阻水缓冲层烧蚀导致的缺点不下30次，其间一小部分是经过电缆线路的停电切接发现的，其他均是对绝缘击穿毛病事例进行解剖发现的。更为重要的是阻水缓冲层烧蚀的产生原因还不清楚，相关规范对原资料的要求不行明晰，也缺少有用的检测监督手法。

针对阻水缓冲层烧蚀，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院的检测人员在职业界初次使用数字射线技能对该110kV电缆线路进行带电检测评价，探索现场快速无损检测办法，为该线路的后续处理供给技能支持。

1现场检测工艺及测点安置

现场检测用的便携式X射线机管电压调理规模为10~225kV，有用焦点尺度为3mm。

电缆本体中存在导体铜芯线、铝护套、交联聚氯乙烯(XLPE)绝缘层、聚酯纤维非织造布等不同资料，其端面结构如图2所示。其密度从铜的8.89g·cm-3到交联聚乙烯的0.93g·cm-3，各物质的射线吸收系数相差很大，因而平板探测器A/D转化位数挑选为14bit。

经现场实验，挑选X射线检测的管电压为75kV，管电流为0.6mA，焦距为600mm。在现场检测过程中，因为摆放机位空间的约束，焦距在500~650mm之间变化，管电压在60~80kV之间调整，射线机窗口根本沿电缆中线斜向上30°。

该110kV电缆线路长3.2km，共分为4段，每段长度约800m。依照每相每100m建立一个检测点估计，每一相段共检测8个点，估计共96个检测点。现场检测中发现，该线路第4段为直埋段，只要一个电缆井具有检测条件，故该段三相只能检测1点。

2检测结果与剖析评论

依照设定的检测工艺进行检测，射线透照图画中能够清楚地区别电缆中的铜芯线、主绝缘及铝护套，其间图中心圆柱体均匀区域为铜芯线，铜芯线外侧部分为主绝缘，二者中心的导体屏蔽层在图画中无法显现。主绝缘为圆筒形，其外层在透照图中显现为一条直线。白色的波纹为铝护套，铝护套与主绝缘间含有绝缘屏蔽层和阻水缓冲层，其在透照图画中不行见。高压电缆射线透照图画如图3所示。

典型白色缺点透照图画如图4所示。部分透照图画中可见白色缺点印象。从图4中各白色缺点印象的显现方位来看，其存在以下特征：

一是白色缺点印象均在白色铝套管内，且大体接近套管的波谷方位。

二是缺点印象均在图画的下部分呈现，依照射线机的摆位，该部位处于电缆的底部，即接近电缆支架的方位。

该电缆线路ABC三相总共检测了75个测点，总共发现该类型缺点21处，占总测点的28%。其间A相缺点5处，B相缺点9处，C相缺点7处，别离占各相检测总量的20%，36%和28%。详细的缺点方位暗示如图5所示。由此可见该电缆B相的缺点最多，问题最为严峻。

该电缆线路的现场带电射线透照图画可明晰显现电缆的铜芯线、主绝缘和铝护套。从实验室的缺点电缆什物和射线透照图画比照来看，选用X射线检测技能能很好地检测出阻水缓冲层烧蚀缺点。实验室除掉铝护套的带缺点的电缆什物如图6(a)所示，其在相同检测工艺下，套上铝护套进行射线透照，透照图画如图6(b)所示。现场部分透照图画显现出的白色缺点印象能够认为是该线路电缆本体的阻水缓冲层烧蚀缺点，证明了该工艺条件下的X射线检测技能能有用地检测出电缆本体的同类型缺点。

进一步剖析该线路透照图画中白色缺点印象显现的方位规则，发现其均在接近电缆下部的波谷处，即该缺点多发于电缆底部铝护套波谷处，这与阻水缓冲层烧蚀缺点构成的原因有关。因为阻水缓冲层中的阻水粉(聚丙烯酸钠)呈碱性，在阻水带吸潮后会产生电化学反响，构成密度比阻水缓冲层高的碳酸钠、碳酸氢钠及氧化铝。与电缆顶部比较，电缆底部的铝护套承力较大，其波谷处阻水缓冲层与两边的铝和绝缘屏蔽层密切接触，一旦阻水带吸潮，该部位最容易产生反响。

经过现场的带电无损检测，发现该线路电缆本体的阻水缓冲层烧蚀严峻，特别以B相的缺点最为杰出，正是该质量状况导致了B相近期呈现的绝缘击穿事端。从电缆运转安全和可靠性方面考虑，该线路电缆应尽快进行替换。

高压电缆阻水缓冲层烧蚀缺点是长时间影响电网安全安稳运转的严峻危险。经过对某110kV电缆施行带电X射线检测，共检测出21处电缆本体存在的阻水缓冲层烧蚀缺点，且均处于电缆底部的铝护套波谷处。缺点检出点占一切检测点的28%，其间B相的缺点检出点占该相检测点的36%，状况最为严峻。标明射线检测技能可在带电状况下有用地检测出电缆本体阻水缓冲层的烧蚀缺点，保证电网的安全安稳运转，有较好的工程使用推行价值。