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主题:分享一起电缆试验故障分析

点击:1649 回复:18

前段时间,客户想做10kV电缆的温升试验,测量电缆内部温度,找我司协助安装,昨天反馈220V电压升不上去,经测量发现三相电缆的线芯都是导通的,不知道怎么解决,让我司帮忙看看,分析原因。
因为安装时候我不在现场,就问了之前安装时候在现场的同事,了解到客户的试验方案如下:
两根电缆,用中间连接头将其连接起来,在中间连接头安装过程中,在以下几个位置预埋了加热点和测温点。
加热点:每相连接电缆线芯的铜连接管,表面对称位置安装有2只加热棒,三相共6只加热棒。
测温点:每相连接电缆线芯的铜连接管表面,与加热棒垂直位置对称安装有2个测温点,中间连接头表面中间对称位置安装有2个测温点,每相里面2个测温点,外面2个测温点,共4个测温点,三相共12个测温点。
(画了一个示意图,中间圆角、倒角部位和尺寸比例因为不影响原理,就没有仔细去考究)
附件 中间连接试验配图.jpg
了解到试验方案后,觉得试验方案没有问题,就去了解是谁安装的,经过简短的电话沟通,原来安装人员是公司安装经验最丰富、口碑最好的师傅装的,那安装效果应该也没有问题。
这时候销售经理就有点着急了,拿捏不定主意,过来问我怎么办。
经过一番考虑,结合电缆的结构,10kV的电缆,安装中间连接头,就算是新手,直接拿个铜连接管把线芯接起来,拿个中间连接头把电缆套住,耐压不说能够符合国标,至少打个10000V是没有问题的,不可能直接三相的线芯连通,毕竟线芯之间还隔着2层电缆绝缘层,中间连接头。
换句话说,如果三相的线芯连通,那就意味着电缆绝缘层失效。如果要电缆绝缘层失效,只有1种可能,那就是电缆绝缘层融化掉。
心里有了主意,就和销售经理讲了,他不是做技术的,当然心里还是有点忐忑,担心客户不认可,我就带着测量仪表和销售经理一起到了现场进行测量。
经过测量,三相线芯、铜屏蔽层全部导通,两根线芯间电阻为2.6欧姆,可以肯定电缆绝缘层已经失效,导致铜屏蔽层和线芯直接导通。电缆好好的放着,绝缘层不会无缘无故的失效,如果要融化失效,必须有较长时间处于超负荷高温。问了客户,有一相曾使用温控器设定200℃保持半小时。
电缆(XLPE电缆)最高运行温度为90℃,短时极限运行温度我记得是105℃。200℃已经超过了电缆的极限运行温度,而且持续了半小时,电缆绝缘层(XLPE)可能已经融化,由于中间连接头设计时与电缆存在抱紧力,当电缆绝缘层融化时,内部支撑消失,中间连接头会挤压着电缆往里收缩,带动铜屏蔽层往里塌陷,与线芯接触,导致铜屏蔽层与线芯导通,加上电缆三相的铜屏蔽层在正常情况下为导通状态,因此三相的线芯和铜屏蔽层都导通。
客户认可上述结论。
回来已经快下班了,心里对电缆绝缘层的熔点还存在一些疑问,担心记错了,今天一上班就赶紧查度娘,度娘显示,XLPE电缆因为是交联结构,成品由未交联的热塑型(加热可以重新融化、定型)变为了热固型(成型后加热不会再次融化),what?要是客户也查资料,显示如此信息,那我不成了忽悠客户的大骗子了???
我记得上次我做过类似的试验,在150℃的时候,绝缘层就开始软化了,再次拿根电缆做加热试验,经过测试,电缆绝缘层经过加热是可融化的(猜测是交联程度未完全???有没有电缆厂家可以给个答复的),熔点在200℃±10℃,因为我是用打火机点燃后吹灭测量的,可能存在一些偏差,但可以确定,200℃,电缆绝缘层可熔。
200℃可熔,那能熔到什么地步?于是乎联系定做加热棒的厂家,按客户的加热棒规格,使用时加热棒表面温度在多少,加热棒厂家反馈在400℃左右,如果加热棒形状是细短型,甚至可以达到850℃。
谜底浮出水面。加热棒工作时,高温(>200℃)使电缆绝缘层融化,熔融的电缆绝缘层流到空隙处(铜连接管位置),挤着加热棒和测温点跟着移动、偏位(试验时C相加热,C相温升慢,A相温升非常迅速可验证此点),同时中间连接头挤压着往里收缩,熔融的电缆绝缘层从中间连接头与外屏蔽层的缝隙往外跑,挤压到铜屏蔽层使其往里塌陷,随着熔融的加剧,中间连接进一步收缩,排出去的熔融状态的电缆绝缘层挤压着铜屏蔽层与线芯接触,导致导通。
最后修改:2018/1/5 15:44:01
18-01-05 11:40
弱弱的问句,电缆废了,责任是客户承担么?
18-01-05 11:59
事故原因是比较清楚了,但是还是看的有点云里雾里,能有个图标示下测温点和加热点就好了。
问下楼主,你所说的客户是电缆厂还是?也就是说你们公司可以专业做电缆温升试验?
我有几个问题咨询下:
1)铜连接管和铜芯的端部压接有什么要求?压坑数量没有要求吧?
2)做连接时,三相的连接管是错开的吗?
3)既然PF聚烯烃护套继续加热后可以升级为PJ交联聚烯烃,是否意味着后者的耐热性能更好些?
4)冷藏冷冻处所护套(内外)和线芯绝缘选择什么样材料的更好? 以往用的交联聚乙烯绝缘,护套PF和PJ的都有,不知道楼主能否给合适的建议?
18-01-05 13:35
出现这种现象,那么试验方法等是否存在问题;加热棒表面温度400℃左右,是否有影响。
18-01-05 13:42

引用 877476825 在 2018/1/5 11:59:56 发言【内容省略】

现在客户是在做试验,还没有细说责任这一块,我们反正配合客户做嘛!
18-01-05 14:27
温升实验用加热棒?
  我记得以前做开关柜的温升试验,把实验品一端短接,另一端加通过变压器转化的电压,来调整试品到额定电流,经过一定时间,当生热和散热平衡后,试品温度就是温升。
18-01-05 14:39

引用 yutianhe95 在 2018/1/5 13:35:29 发言【内容省略】

已补上示意图,因为现场去的时候是去做分析,也不方便拍照,加上中间连接头安装好以后,外部看起来都一样,我就画了示意图更方便理解。
回复:
0、客户不是电缆厂,是电力行业的。我们公司自己有做电缆温升试验的经验,但是不知道这一块有没有国标或者资质要求,不敢妄言专业,但是公司旗下的产品,是有国网试验中心报告的;
1、铜连接管和铜芯的端部压接是有要求的,每一种型号的压接后拉脱力都有国家标准,压坑数量有同行做过试验,一般压3-5次,即可达到要求;
2、做连接时,三相的连接管是并排安装的,即都集中于一处,并未错开;
3、理论上来讲,交联前到交联后,产品的耐热性能是会提高的,就比如说聚乙烯,交联前耐热温度在70℃,交联后耐热温度可以达到90℃,至于能不能扩展到所有的聚烯烃,这个还有待各行业的朋友各抒己见,楼主自己接触过的只有聚乙烯这一种,抱歉;
4、这个楼主没有建议可以给,抱歉,才疏学浅,看论坛里面的大拿来给您建议吧!
18-01-05 14:40
有的!
18-01-05 14:49
层主是专业人士!
其实按正规来讲,所有的试验应该是尽可能是模拟实际情况,但是这个也分定性实验和定量实验。
如果是定性实验,那热源的选择就很宽了,电热棒加热、电流加热、物理热传导、高频加热、超声波加热等等都可以;如果是定量实验,那就不一样了。
18-01-05 14:52
给楼主图文解说点赞!表情
顺便问下,电缆温升试验时,电缆是通电的吗?不是做这个的,但仔细的看了帖子,不懂这个
18-01-05 15:23

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