祝晉堯，嚴(yán)敬汝，谷 冉，成洪剛

(1.國網(wǎng)石家莊電力公司，河北 石家莊 050022；2.國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021)

高壓電力電纜因其占地面積小、環(huán)境影響低的工程特性，受到地鐵、大型工礦產(chǎn)業(yè)[1、2]及各類有大容量用電需求企業(yè)的青睞。但高壓電力電纜依據(jù)自身特性[3]，在敷設(shè)過程中需要考慮轉(zhuǎn)彎半徑、蛇形敷設(shè)等敷設(shè)要求，在敷設(shè)完成后需進(jìn)行例行交接試驗(yàn)，如外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)、主絕緣試驗(yàn)等[4、5]。

由于高壓電力電纜發(fā)展過快，除電纜本身的質(zhì)量問題外[6]，很多工程部門對(duì)電纜敷設(shè)缺乏經(jīng)驗(yàn)，粗暴施工，造成電力電纜敷設(shè)時(shí)損傷外護(hù)套，具體表現(xiàn)如下：①敷設(shè)過程中砂石或其他硬質(zhì)尖銳物體劃傷電纜外護(hù)套；②電纜敷設(shè)完成后，由于敷設(shè)不善，電纜自重使電纜本體與電纜支架尖角或尖面長時(shí)間接觸造成的外護(hù)套損傷。

1 高壓電力電纜外護(hù)套故障等級(jí)劃分

本文不考慮高壓電力電纜外護(hù)套異常嚴(yán)重?fù)p壞必須整段更換電纜的情況，以高壓單芯電力電纜為例，按外護(hù)套損傷程度分為3個(gè)等級(jí)：

a.輕度損傷(見圖1)。高壓電力電纜外護(hù)套有輕微劃痕或損傷，保有一定絕緣厚度，不影響絕緣性能及其正常運(yùn)行。

圖1 高壓電力電纜外護(hù)套輕度損傷

b.中度損傷(見圖2)。高壓電力電纜外護(hù)套表面有較大面積燒蝕情況但保有正常絕緣厚度，或有小于4 cm2的絕緣損傷，不能保有正常絕緣厚度且部分嚴(yán)重情況出現(xiàn)貫穿損傷可見內(nèi)部波紋鋁護(hù)套。

圖2 高壓電力電纜外護(hù)套中度損傷

c.重度損傷(見圖3)。高壓電力電纜外護(hù)套有大于4 cm2絕緣損傷，損傷位置基本無外護(hù)套絕緣保護(hù)，可見內(nèi)部波紋鋁護(hù)套。嚴(yán)重時(shí)波紋鋁護(hù)套有破損，可見阻水帶。

圖3 高壓電力電纜外護(hù)套重度損傷

2 高壓電力電纜外護(hù)套損傷修復(fù)方法分析

高壓電力電纜外護(hù)套損傷會(huì)降低高壓電力電纜的絕緣效果，導(dǎo)致波紋鋁護(hù)套接地造成接地環(huán)流異常，增加線路損耗，降低了電能的運(yùn)輸效率。長期運(yùn)行可能造成潮氣侵入電纜本體及波紋鋁護(hù)套的化學(xué)腐蝕，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致電纜本體擊穿，嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行安全。

因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)高壓電力電纜外護(hù)套損傷變得尤為重要。本文按高壓電力電纜外護(hù)套損傷程度劃分3個(gè)等級(jí)，因輕度損傷時(shí)外護(hù)套保有一定絕緣厚度，可暫不對(duì)其進(jìn)行改動(dòng)修復(fù)，適當(dāng)加強(qiáng)巡視，觀察電纜運(yùn)行情況。針對(duì)中度損傷和重度損傷的外護(hù)套修復(fù)方法進(jìn)行如下分析。

2.1 外護(hù)套中度損傷的修復(fù)方法分析

按照本文所述分類，高壓電力電纜外護(hù)套中度損傷時(shí)外護(hù)套還存在一定絕緣厚度，但不足以維持高壓電力電纜長期穩(wěn)定運(yùn)行。此類情況可通過纏繞帶材方法對(duì)外護(hù)套進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其絕緣強(qiáng)度，達(dá)到正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。修復(fù)步驟如下。

a.用玻璃片將損傷點(diǎn)周圍面積不小于5 cm2的石墨層或可能出現(xiàn)的其他半導(dǎo)電雜質(zhì)、灰塵顆粒刮除干凈；用丙酮將刮除部分擦拭干凈，擦拭時(shí)應(yīng)注意以刮除面為中心向外單向擦拭，防止半導(dǎo)電物質(zhì)沾留在刮除面上；并用兆歐表檢查確認(rèn)刮除面無殘留半導(dǎo)電層及半導(dǎo)電物質(zhì)。

b.在刮除部位纏繞2圈以上絕緣自黏帶，搭接部分不小于2 cm，恢復(fù)其絕緣屏蔽性能。

c.視防水需求情況纏繞2圈以上防水帶，外覆絕緣自黏帶3 cm以上，搭接部分不小于2 cm，保證其防水性能。

d.纏繞2圈以上絕緣PVC帶，外覆防水帶3 cm以上，搭接部分不小于2 cm，增強(qiáng)耐腐蝕性能。

e.噴涂半導(dǎo)電涂料或纏繞2圈以上半導(dǎo)電帶，恢復(fù)其表面半導(dǎo)電。

2.2 外護(hù)套重度損傷的修復(fù)方法分析

2.2.1 聚四氟乙烯性能

聚四氟乙烯是一種性能優(yōu)異的工程材料。在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的化學(xué)鍵之一，大分子主碳鍵的周圍被氟原子包覆，使C-C鍵不受一般活潑分子的侵襲。此外，氟原子體積較大，相互排斥，整個(gè)大分子鏈呈螺旋狀，氟原子在大分子主鏈上對(duì)稱分布。這種結(jié)構(gòu)的特殊性使聚四氟乙烯具有優(yōu)良的性能。

a.溫度適應(yīng)范圍廣。聚四氟乙烯材料在耐受400 ℃以上的高溫時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)明顯的分解現(xiàn)象。在耐受高溫至260 ℃，低溫至-60 ℃長期使用時(shí)，其機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能幾乎不受影響。

b.化學(xué)惰性強(qiáng)。聚四氟乙烯材料不受強(qiáng)腐蝕性化學(xué)劑的侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用。即使在高溫下，也能保持很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐腐蝕性

c.優(yōu)異的電絕緣性能。由于聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，氟原子對(duì)稱且均勻分布，使聚四氟乙烯分子電性中和，整個(gè)分子不帶極性，其介電常數(shù)在工頻范圍內(nèi)變化很小，[7]，符合高壓電力絕緣材料的要求。

d.耐濕和耐水性強(qiáng)。聚四氟乙烯分子本身透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24 h后，吸水性幾乎為零，且浸水后的絕緣電阻基本不變。

聚四氟乙烯性能優(yōu)異，溫度適應(yīng)范圍寬，化學(xué)穩(wěn)定性好，電氣絕緣強(qiáng)度高，抗老化性強(qiáng)，因此聚四氟乙烯材料被廣泛應(yīng)用于電線電纜的制作制造及電力線纜的絕緣包裹[8]。

2.2.2 外護(hù)套重度損傷修復(fù)方法

a.用玻璃片將損傷點(diǎn)周圍面積不小于5 cm2的石墨層或可能出現(xiàn)的其他半導(dǎo)電雜質(zhì)、灰塵顆粒刮除干凈；用丙酮將刮除部分擦拭干凈，擦拭時(shí)應(yīng)注意以刮除面為中心向外單向擦拭，防止半導(dǎo)電物質(zhì)沾留在刮除面上；并用兆歐表檢查確認(rèn)刮除面無殘留半導(dǎo)電層及半導(dǎo)電物質(zhì)。

b.對(duì)于鋁護(hù)套有破損的，應(yīng)用熱熔膠進(jìn)行嚴(yán)密封堵，防止潮氣進(jìn)入內(nèi)部。

c.對(duì)于傳統(tǒng)PVC及PE材質(zhì)的外護(hù)套，采用相同材質(zhì)的材料對(duì)外護(hù)套破損處進(jìn)行燒融封堵，再使用聚四氟乙烯材料進(jìn)行噴涂包裹。

d.在修復(fù)部位纏繞2圈以上絕緣自黏帶，搭接部分不小于2 cm，恢復(fù)其絕緣屏蔽性能。

e.視防水需求情況纏繞2圈以上防水帶，外覆絕緣自黏帶3 cm以上，搭接部分不小于2 cm，保證其防水性能。

f.纏繞2圈以上絕緣PVC帶，外覆防水帶3 cm以上，搭接部分不小于2 cm，增強(qiáng)耐腐蝕性能。

g.噴涂半導(dǎo)電涂料或纏繞2圈以上半導(dǎo)電帶，恢復(fù)其表面半導(dǎo)電。

在修復(fù)外護(hù)套損傷的過程中，在用同材質(zhì)材料進(jìn)行外護(hù)套封堵時(shí)，由于新補(bǔ)材料與原外護(hù)套非同時(shí)熔融，因此封堵會(huì)有間隙，容易使潮氣進(jìn)入或受到其他化學(xué)腐蝕。本方法有效利用聚四氟乙烯材料密度大，耐腐蝕性好、耐水性強(qiáng)及絕緣性能優(yōu)異的特點(diǎn)，保證了外護(hù)套修復(fù)后的的絕緣性能及防潮性能。

3 結(jié)語

隨著高壓電力電纜的廣泛應(yīng)用，施工經(jīng)驗(yàn)不足及施工質(zhì)量下降帶來高壓電力電纜外護(hù)套損傷故障頻次高發(fā)。本文根據(jù)高壓單芯電力電纜外護(hù)套損傷程度將外護(hù)套損傷劃分為三個(gè)等級(jí)，并對(duì)相應(yīng)等級(jí)的故障修復(fù)方法進(jìn)行說明。其中，重點(diǎn)分析了聚四氟乙烯在高壓電力電纜外護(hù)套修復(fù)工作中的應(yīng)用，所述修復(fù)方法減少了因外護(hù)套損傷而裁斷電纜重新裝配的情況，極大提高了經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際工作中經(jīng)過多次實(shí)踐驗(yàn)證，修復(fù)線路長期運(yùn)行監(jiān)測正常，具有一定的參考價(jià)值。在現(xiàn)場工作中，應(yīng)加強(qiáng)驗(yàn)收環(huán)節(jié)電纜敷設(shè)施工的質(zhì)量監(jiān)督，提高施工人員素質(zhì)，降低高壓電力電纜外護(hù)套故障發(fā)生的幾率。同時(shí)，提高運(yùn)維人員對(duì)于故障修復(fù)工作的發(fā)現(xiàn)和處理能力，及時(shí)處理故障，避免電網(wǎng)事故的發(fā)生。