1、10kV220kV电力电缆受潮处理系统装置广东省工法摘要：介绍一种 10kV-220kV电力电缆进水受潮处理方法，该方法为抽真空作业、充压力干燥气体作业、检测作业三种作业方式的结合，能够彻底的处理掉电缆中的水份，具有应用范围广、效率高、效果好、安全、便捷等优点，是 10kV-220kV电力电缆进水受潮处理的首选方法。关键词：电力电缆、进水受潮、处理、干燥、密封、检测0 序言10kV-220kV 高 压 电 力 电 缆 进 水 受 潮 是 电 缆 应 用 中 屡 见 不 鲜 的 问 题 ， 特 别 是 南 方沿 海 城 市 ， 由 于 地 下 水 位 低 、 又 多 台 风 暴 雨 ， 高 压
2、电 缆 进 水 更 是 多 见 。 高 压 电 力 电缆 进 水 若 不 处 理 或 处 理 不 彻 底 ， 一般竣工试验也能通过，短期内危害并不显现，具有隐蔽性，通常不被人所重视。但在电场的作用下，电缆会发生水树老化现象，最后导致电缆击穿。水树发展过程一般在 8年左右，电缆及其附件的设计使用寿命为 30年，若高压电缆进水，便会大大缩短使用寿命，其在 510 年内就就可能因水树而导致击穿。这种水树充满整条电缆，无法修复，只能更换，将带来巨大的经济损失和停电带来严重的社会负面影响。另外电缆运行过程中潮汽会在电缆绝缘与中间接头预制件绝缘之间形成水珠，可能导致电缆接头投运一年内就会击穿。连续供电是国
3、民经济各部门对电力的基本要求，避免进水受潮的电缆投入运行，可以提高供电的可靠性，减少停电，有很大的社会效益。如果因电缆进水受潮导至电缆击穿事故发生，将直接导致用户大面积、长时间停电，致使供电可靠率下降，从而给工农业生产和居民生活用电带来严重的负面影响1 装置的形成目前国内对高压电力电缆进水受潮还没有成熟的处理设备或工艺，遇到后往往不知从何下手；另外，若是 110kV以上的超高压电力电缆工程,往往还具有重点工程工期短电缆价格昂贵电缆生产周期长等特点,通常要求对受潮电缆处理迅速、彻底，因此对电力电缆进水受潮处理起来非常棘手。为了解决电缆进水受潮后难于处理的难题，我公司于2009年开始对“10kV-
4、220kV 电力电缆进水受潮处理系统”科技项目进行立项研究，经有关专家及公司科技人员对“10kV220kV 电力电缆进水受潮处理系统”科技项目进行验收，验收专家组一致认为：该项目在国内首次设计研制了一套电缆进水受潮处理系统，应用该系统处理电缆进水受潮故障，方便、快速、科学，彻底解决了电缆进水后难于处理的难题。不仅可以节约大量资金(更换电缆),还可以大大缩短投运时间,意义非常重大，该项目成果达到国内先进水平，同意通过验收。2 10kV220kV电力电缆进水受潮处理系统装置组成2.1 抽真空系统21.1经比较筛选，本系统选用 2X-8A旋片式无水冷真空泵，该泵同国内同类产品相比，耗电少，真空度高，
5、噪音低，外观美观，重量轻等优点。泵由电机经三角皮带传动到转子，电动机和泵用螺钉卡板固定在底盘上。2.1.2 真空泵主要性能参数规格 抽气速率(L/S) 电机功率(kw) 外形尺寸(cm) 重量(Kg) 泵转速(rpm)2X-8A 8 1.1 554344 70 5502.2高压干燥气体产生系统在采用外部空气对受潮电缆进行充气时时，需要对空气进行除尘和净化，然后再干燥，干燥气体处理装置包括有依序靠触机械连接的干燥处理层、真空泵和储气罐，如图 1所示。图 1 干燥高压气体产生设计图外界空气首先进入除尘层和净化层，来滤除空气中灰尘等杂质，这样可以防止将灰尘或其他不利于电缆的物质带到电缆内部，影响电缆
6、的正常使用。经过净化的空气进入干燥层，进行干燥，干燥层中充填有循环再生式活性干燥剂。这种可循环再生式活性干燥剂是一种环保的可循环再利用的干燥剂，可把空气湿度降到 3.5%以下。干燥系统内有一个气体湿度检测器，当空气未干燥到要求的湿度时，通过控制系统重新对该气体进行干燥，直到检测到空气湿度符合要求。由于电缆长度长，通气道小的特性，采用干燥气体进行干燥时，该干燥气体需要在一定压力下进入电缆，才能将干燥气体完全充分的作用在整条电缆中，达到干燥电缆进水受潮部分的最佳技术效果，因而需要采用真空泵和储气罐进行加压处理。气体经过干燥处理层干燥后，送入气体增压系统，在压缩机的作用下把气体加压存储在储气罐中，储
7、气罐可提供 0-6公斤压力的气体。2.3专门设计与电缆连接的密封器2.3.1 密封器功能电力电缆通常较长，10kV 以上的电力电缆线芯都是采用紧压型结构，线芯间隙很小，外界高压干燥气体若不借助于密封套将无法充入电缆，而且电缆截面差异较大，必须设计一个适合不同电缆截面且能保证密封可靠的过渡连接装置。 经过研究，我们设计了一个密封器，密封可靠。自行设计、制造的密封器，设计巧妙，安装方便，应用可靠。在电力电缆进水受潮处理系统应用中。2.4 气体转换器由于电力电缆进水可能是多条电缆，也可能是一根电缆的多个线芯，为了处理快捷，相互之间连接方便、快捷，专门设计了气体转换器。该气体转换器包括有一个进气口和复
8、数个出气口，进气口通过一气体导管连接干燥气体处理装置，复数个出气口则通过气体导管及密封套对应连接到电缆上。这种气体转换器是一种一进口多出口的气体分化器，使用该转换器后，便可提高干燥气体处理装置的使用效率，同时处理多条电缆的进水受潮问题。设计的气体转换器如图2所示。图 2 气体转换器2.5气体湿度检测装置电缆的出气口是相对电缆进气口而言的，当干燥气体进入电缆后，在进水受潮的线芯中流动，并将电缆中的水汽带走，从电缆的另一端口流出，该端口便是电缆的出气口。对于干燥处理的电力电缆，在充气口和出气口都要设置湿度检测仪器，来时时监测电缆干燥处理的效果，当进气口的湿度检测数值不满足要求时，系统就会发出报警。
9、特别是在电缆出气口，由于气体流量较小，不易实时检测，且受外界湿度影响大，检测误差大，因此必须设计一个容易实现实时检测，且受外界湿度影响较小的装置来实现对出气端气体的精确监测。设计的装置使用方便，可连续检测，检测精度可达小数点后两位。3 10kV-220kV电力电缆进水受潮处理结果的判定对进水受潮电缆的干燥处理结果，国内目前尚没有统一的判定方法。结合实际施工的可操作性、简便性及可靠性，由等有关专家集体研究，确定了以下进水受潮电缆处理结果的判定方法，供大家参考。3. 1 对于 35kV及以下电缆 一般根据现场情况，先抽真空，再充干燥气体，在检测到出气端与进气端湿度基本一致，出气端相对湿度稳定在 5
10、%以下后，再充气 24小时，可认为电缆内的水已处理干净，电缆可以正常使用。3. 2 对于 110kV及以上电缆要严格控制确保干燥处理彻底。 首先在电缆进水端利用真空泵进行抽真空，待真空负压形成保持 3648 小时后，停止抽真空。然后打开电缆另一侧密封口，在此端充入一定压力的干燥气体，在对进水电缆进行吹干燥气体的同时，在电缆的进气口和出气口设置气体水份检测装置（湿度测试仪） ，实时监测气体的含水量。在测得的进气口和出气口的微水含量基本相同并保持 24小时无明显变化后，再连续充气处理 48小时，然后可认为电缆内的水已处理干净，电缆可以正常使用。4 10kV-220kV电力电缆进水受潮处理步骤4.1
11、 现场初步处理在落实工作票安全措施，确认该电缆无电后（有时需要电缆识别及砸伤） ，在电缆进水处把电缆剥开，把电缆未进水端也剥开，压低进水端剥开点，清理脏污，尽量让电缆内的水流出来，如图 3所示。图 3 初步处理示意图4.2抽真空作业4.2.1 在电缆进水端保留线芯及绝缘 300mm后（通常选择进水端连接真空泵，若是打开电缆两端后，都有水流出，则选择低位端连接真空泵） ，其余剥除。4.2.2把密封套插入电缆进水端，测试电缆与密封套的间隙。拔出密封套，根据密封套与电缆间隙及接触长度缠绕密封带材，然后插入密封套，在密封套底部与电缆之间缠绕密封带。4.2.3在电缆非进水端用热缩帽或其它密封带材把电缆密
12、封。4.2.4 把真空表及阀门用耐压力管连接起来，一端与平稳放置的真空泵连接，另一端与电缆连接，连接真空泵电源。42.5 电缆进水处理抽真空作业示意图如图 6所示4.2.6 先关闭阀门 1，开启真空泵，再缓慢打开阀门，查看真空表读数，通常 2-4小时真空表可达到真空，待真空负压形成后保持抽真空状态（3648）小时。4.2.7先关闭阀门 1，再停止抽真空，以防止真空泵的油倒流进电缆，然后再打开非进水端密封口（最好空气湿度在 70%以下进行） ，外部气体进入电缆，真空表恢复到 0。拆除抽真空设备，抽真空处理作业结束。4.3充干燥气体作业4.3.1 在电缆两端保留线芯及绝缘 300mm，其余剥除。4
13、.3.2把密封套插入电缆非进水端(通常选择非进水端作为与气源连接端（此处密封是作业重点）4.3.3把减压安全阀和装气体湿度测试仪的腔体用耐高压软管连接起来，然后一端同高压干燥气体源连接，另一端同电缆非进水端的密封套相连。4.3.4在电缆进水端插入密封套，简单密封，用软管把装湿度测试仪的腔体同密封套出气口连接起来，腔体的出气端用直径 10mm以下的管道，管道长度最少 10米，以防止外界气体进入腔体中，影响测试精度。4.3.5打开干燥气体源，缓慢开启安全减压阀，观察压力表读数及系统密封是否良好，通常保持气体压力在 1.5-3公斤。在电缆的非充气端，观察有无气体流出。检验方法通常为，用一无气体的塑料
14、袋，袋口包住出气口，若有气体流出，塑料袋很快被吹鼓起。4.3.6若长时间无气体流出，可能是充气端漏气，需检查漏气点；也可能是充气端气压过低，可缓慢提高充气端气压值。4.3.8 以上是针对一根电缆进水的充气干燥处理，若是多根电缆进水，为了提高处理效率，需使用气体转换器，其余操作一样。三根电缆同时充气干燥作业的示意图如图 8所示。4.4检测作业4.41 对于高压干燥气源应实时监测压力。4.4采用自行设计气体湿度检测装置，把进气端同电缆出气口相连，实时检测电缆出气口气体湿度。以减小外界对腔体内气体湿度的影响。4.4记录进出电缆气体相对湿度读数，每两小时记录一次。4.4.记录环境的相对湿度。4.4.7
15、、填写电缆进水受潮处理记录表，内容如下表所示线路电缆干燥处理过程检测记录表相电缆出气口湿度 日期 时间8：0010：0012：0014：0015：3016：3018：3019：0021：0023：001：003：005：007：00湿度备注干燥气源相对湿度 ，环境空气相对湿度 ，第 天平均湿度 4.5质量验收根据前述判定标准，技术人员（包括甲方、施工方、监理方）中间不定期查看作业现场。作业结束后，提供监理确认的检测记录，各方对处理结果无异议，认为电缆进水受潮处理已经达到了预期的结果，电缆可以正常使用。3.6退出现场，对进水受潮电缆进行干燥处理结束后，经有关部门验收后，应立即对电缆进行端口密封处
16、理，防止潮气、水份进入电缆。清理检查工器具，清理施工垃圾，工作人员退出现场。5 10kV-220kV电力电缆进水受潮处理应用实例5. 1 2009年 7月，由于台风暴雨导致 110kV两根 110kV电缆进水，用上面介绍的干燥处理装置处理数据如下（ C相处理记录）： 7月 4日 17：007 月 5日 17：00 抽真空，7月 5日 18：007 月 12日 16：00 充干燥气体气，初始湿度为 30左右电缆干燥处理过程检测记录表 1C相电缆出气口湿度 日期 09.07.06时间9：0010：0011：0013：0014：3016：3018：3019：3021：3023：301：302：305
17、：307：00湿度26.325 24.124 18 23 22.521.820.118.617.817.917.217.5备注空气湿度 7177，第 1天平均湿度 21电缆干燥处理过程检测记录表 2C相电缆出气口湿度 日期 09.07.07时 8： 9： 11 13 15 17 19 21 23 24 1： 2： 4： 6：间 00 00 ：30：30：30：30：30：00：00：0030 30 30 30湿度16.915.814.513.913.412.411.210.210.310.710.710.710.710.9备注空气湿度 6777，第 2天平均湿度 12.3电缆干燥处理过程检测记
18、录表 3C相电缆出气口湿度 日期 09.07.08时间8：3010：3012：3014：3016：0018：0020：0022：0024：002：004：005：307：00湿度13.211.49.2 10 10.110.310.28.1 8.9 10.110 9.1 8.4备注空气湿度 6777，第 3天平均湿度 9.9电缆干燥处理过程检测记录表 4C相电缆出气口湿度 日期 09.07.09时间8：0010：0012：0014：0015：3016：3018：3019：0021：0023：001：003：005：007：00湿度7.5 6.4 5.3 5.0 4.8 4.8 4.0 4.0 4
19、.0 4.0 3.9 3.8 3.6 3.6备注空气相对湿度 6777，第 4天平均湿度 4.6电缆干燥处理过程检测记录表 5C相电缆出气口湿度 日期 09.07. 10时间9:0011:0013:0015:0017:0018:0020:0022:0024:002:004:006:008:0010:00湿度3.6 3.6 1.3 2.7 3.7 3.2 1.9 1.6 1.1 0.4 0.3 0.3 0.9 1.6备注空气湿度 6070，第 5天平均湿度 1.9电缆干燥处理过程检测记录表 6C相电缆出气口湿度 日期 09.07. 11时间11:0013:0015:0017:0019:0021:
20、0023:001:003:305:306:308:0010:0012:00湿度0.3 1.5 1.6 0.6 1.8 0.9 1.3 0.8 1.4 0.8 0.7 0.9 0.21 0.11备注空气湿度 6070，第 6天平均湿度 0.92电缆干燥处理过程检测记录表 7C相电缆出气口湿度 日期 09.07. 12时间14:0016:00湿度0.3 0.3备注空气湿度 6070，第 7天平均湿度 0.35.2 电缆含水量（湿度）与处理时间曲线 电 缆 含 水 量 与 处 理 时 间 曲 线 天湿 度参考文献：1 李宗延 王佩龙 赵光庭 电力电缆施工手册 中国电力出版社 2004 年作者简介：高级电气工程师 电力电缆高级技师 从事电缆专业 邮编： 528000 邮箱： 交流 qq 441830880
