直埋电力电缆绝缘电阻降低导致电缆线路故障的现象经常发生,也是电缆用户与电缆制造厂发生质量事故纠纷的项目。需要从电缆材料、电缆制造和电缆施工的角度,对电缆绝缘电阻下降的原因进行解释,包括电缆材料、电缆制造、使用环境、自然条以及敷设施工等方面。主要有以下几点:
一、电缆绝缘受潮
1、电缆原材料受潮
电缆绝缘和护层所用的原材料,主要是塑料类和橡胶类材料,并由此改性衍生出许多种具有特殊功能的材料。材料制造厂在制造材料时,经过配合剂混合、混炼、造粒、冷却和烘干等过程,以及在材料运输、储存期间,往往会发生程度不等的受潮,使材料含有程度不等的潮气。因此,电缆制造厂在把材料挤包在电缆导体上之前,都要把材料进行烘干处理,挤出机组上都配有材料烘干装置,使挤出的绝缘层和护层内不会发生气泡和砂眼、表面不会起泡等缺陷。这是电缆制造厂的硬性工艺规定,否则电缆成品通不过出厂耐电压试验。
2、电缆制造过程受潮
在绝缘挤中,绝缘层被刮伤,造成绝缘层破洞或脱胶,绝缘线芯在冷却水槽中进水,导致绝缘电阻下降。或者在挤包护层时,发生护层被损伤而进水,使绝缘层受潮,绝缘电阻下降。当制造多芯电缆时,即使绝缘层挤包完好无损,但在绝缘线芯绞合成缆时,以及在挤包护层时也可能发生损坏而进水受潮,于是成品电缆通不过出厂耐电压试验。
3、电缆施工过程受潮
在直埋电缆施工过程中,如果电缆沟开挖、电缆埋设作业、电缆中间接头和终端接头制作不规范等,都很有可能损伤电缆护层和绝缘层。如果土壤潮湿或者电缆沟积水,会发生电缆进水。绝缘受潮后,使电缆绝缘表面电阻降低而表面泄漏电流增加,绝缘电阻下降,还会引起导体与绝缘层之间的电场畸变。绝缘内电场分布不均匀,会引发绝缘内部游离放电,甚至引起电缆击穿。售后服务实践证明,有95%以上的直埋电缆绝缘电阻下降事故是由施工不当引起的。
二、电缆使用环境
1、环境温度
根据介质物理学理论和工程实践,绝缘材料的电阻随温度升高而呈指数式下降,而电导则随温度降低而按指数式增大。温度升高导致绝缘电阻下降。这是由于绝缘温度升高时,材料内的分子热运动增强,使导电离子的产生和迁移数量都随之增大。电缆通电运行后,在电压的作用下,由导电离子运动所形成的传导电流增大,绝缘层温度升高,势必造成绝缘电阻下降。
实验证明,电缆绝缘材料在70℃时的绝缘电阻值只有20℃时的10%。也就是说,电缆在导体工作温度70℃时的绝缘电阻,只有在导体工作温度20℃时绝缘电阻测量值的10%。如果供电线路发生过负荷,电缆导体温度超过70℃,绝缘电阻下降会更严重。