電纜的使用環(huán)境包含哪些因素
電纜的使用環(huán)境主要由電纜金屬套和塑料外護套的性能確定.包含以下幾點因素:
1、環(huán)境溫度
根據(jù)介質(zhì)物理學(xué)理論和工程實踐,絕緣材料的電阻隨溫度升高而呈指數(shù)式下降,而電導(dǎo)則隨溫度降低而按指數(shù)式增大。溫度升高導(dǎo)致絕緣電阻下降。這是由于絕緣溫度升高時,材料內(nèi)的分子熱運動增強,使導(dǎo)電離子的產(chǎn)生和遷移數(shù)量都隨之增大。電纜通電運行后,在電壓的作用下,由導(dǎo)電離子運動所形成的傳導(dǎo)電流增大,絕緣層溫度升高,勢必造成絕緣電阻下降。
實驗證明,電纜絕緣材料在70℃時的絕緣電阻值只有20℃時的10%。也就是說,電纜在導(dǎo)體工作溫度70℃時的絕緣電阻,只有在導(dǎo)體工作溫度20℃時絕緣電阻測量值的10%。如果供電線路發(fā)生過負荷,電纜導(dǎo)體溫度超過70℃,絕緣電阻下降會更嚴重。
電纜的敷設(shè)環(huán)境溫度對絕緣電阻也有很大影響。在不同氣候帶地區(qū)(熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶)測量的直埋電力電纜的絕緣電阻是不同的。在中國,雖然電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定了導(dǎo)體允許的長期工作溫度,以確保電纜的絕緣水平,但在南方亞熱帶和熱帶地區(qū),直埋敷設(shè)電力電纜的絕緣電阻下降數(shù)值,比在北方溫帶和寒帶地區(qū)下降數(shù)值大得多。這就是地區(qū)氣候條件不同對電工產(chǎn)品性能要求的重要差異。
2、環(huán)境濕度
*,電纜在制造和敷設(shè)運行過程中進水受潮,是危及電纜電氣性能和使用壽命的主要因素。不論電纜制造廠還是用戶,都對此非常重視。
實踐經(jīng)驗證明,造成電纜進水受潮的主要原因如下。
1)材料純度
如果電纜絕緣料中混入雜質(zhì),特別是金屬雜質(zhì),甚至所使用的不同顏色的顏料,都會直接影響絕緣的電氣性能,使絕緣電阻下降。其原因,一是絕緣層內(nèi)非金屬雜質(zhì)在電纜受潮時,會吸收水分,形成眾多的導(dǎo)電點;二是絕緣層內(nèi)的金屬雜質(zhì)直接就是導(dǎo)電點。在導(dǎo)體運行溫度和外部環(huán)境溫度聯(lián)合作用下,這些導(dǎo)電點在絕緣層內(nèi)形成導(dǎo)電通道,導(dǎo)致絕緣電阻減小和泄露電流增大,進而導(dǎo)致絕緣被擊穿。
2)材料受潮
如果電纜絕緣材料已受潮,在擠包在導(dǎo)體上之前又沒有烘干,將會出現(xiàn)絕緣層內(nèi)有大量氣孔、擠出表面不光滑以及機械強度降低、甚至開裂等質(zhì)量缺陷。因此,電纜廠家在擠出電纜絕緣層時,都要進行材料烘干。擠出低煙無鹵料時,更要注意烘干。這些已是電纜廠家的基本工藝常識。
3、線路過負荷
實驗證明,在供電線路不發(fā)生過負荷,電絕緣介質(zhì)處于工作電場強度比較低的情況下,介質(zhì)材料內(nèi)的導(dǎo)電離子遷移率與電場強度大小成正比,即介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子遷移率隨電場強度的增強而增大。當(dāng)電場強度比較高時,介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子遷移率隨電場強度的增強而增大的趨勢,逐漸由線性關(guān)系變?yōu)橹笖?shù)關(guān)系。介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電離子遷移率增大到一定程度時,絕緣電阻突然大幅度降低,進而發(fā)?"離子雪崩",使絕緣層發(fā)生瞬間擊穿。當(dāng)電纜長期超負荷運行時,通常會發(fā)生這種故障。電纜制造廠在產(chǎn)品出廠前,都要按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進行成品耐電壓試驗。電纜用戶應(yīng)根據(jù)線路額定電壓,正確選擇電纜型號,盡量避免電纜線路長期超負荷運行