一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构及其测试方法与流程

本发明涉及电缆运行故障检测技术领域，特别是涉及一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构及其测试方法。

背景技术：

交联聚乙烯绝缘电缆是一种适用于配电网等领域的电缆，具有pvc绝缘电缆无法比拟的优点。它结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高，随着电力、能源行业的发展，各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域，而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设，当电缆发生故障后，如何快速准确的查找故障点，尽快恢复供电，是长期困扰我们的难题。

交联聚乙烯绝缘电缆适用于配电网、工业装置或其他需要大容量用电领域，用于固定敷设在交流50hz、额定电压6kv～35kv的电力输配电线路上，主要功能是输送电能。运行中的电缆需要作的电气试验：电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，其故障类型主要有以下几方面：

1、三芯电缆一芯或两芯接地。

2、二相芯线间短路。

3、三相芯线完全短路。

4、一相芯线断线或多相断线。

以上故障存在的主要原因有：电缆因外力损伤、电缆的绝缘受潮、出现化学反映、长期过负荷运行、电缆及电缆附件的质量达不到要求等因素造成的。

根据dl/596-1996《电力设备预防性试验规程》规定，运行中的电缆不做直流耐压试验而是采用如下试验方法：

(1)电缆主绝缘绝缘电阻试验；(2)电缆外护套绝缘电阻试验；(3)电缆内衬层绝缘电阻试验；(4)测试铜屏蔽层直流电阻和导体直流电阻之比。

但现在交联电缆采用铜屏蔽层与铠装层焊在一起引出一根接地线接地的方法，采用常规的试验方法，不可能实现上述项目的测试，于是，预防性试验仅仅遥测一下主绝缘绝缘电阻，无法对其它参数进行测试。

技术实现要素：

本发明提供了一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构及其测试方法。

本发明提供了如下方案：

一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构，包括：

电缆主体，所述电缆主体包括设置于导体外的铜屏蔽层以及设置于所述铜屏蔽层外的铠装层，所述铜屏蔽层以及铠装层分别用绞合导线单独引出，形成两根接地线，两根所述接地线之间彼此绝缘；

其中，所述铜屏蔽层接地线的截面不小于25mm²，所述铠装层接地线的截面不小于10mm²。

优选的：还包括设置于所述电缆主体上的电缆接头，所述电缆接头用于实现所述电缆主体与另一电缆主体相连；所述电缆接头包括的内侧屏蔽层的接地线与所述铠装层之间设置有绝缘层以便实现两者的分离。

优选的：所述铠装层接地线与位于所述电缆接头另一端的另一电缆的铠装层接地线通过导线电连接。

优选的：所述电缆主体包括第一外保护套，所述铠装层接地线外部设置有第二外保护套；所述第二外保护套与所述第一外保护套具有相同的绝缘和密封性能，所述第一外保护套与所述第二外保护套搭接。

优选的：所述电缆主体包括第一内衬层，所述电缆接头包括第二内衬层，所述第一内衬层与所述第二内衬层搭接。

一种所述交联聚乙烯绝缘电缆终端结构的测试方法，所述方法包括：

投入运行前利用直流电阻测试仪测在相同温度下测量获得第一铜屏蔽层直流电阻值和第一导体直流电阻值；计算获得第一铜屏蔽层直流电阻值与第一导体直流电阻值的第一比值；

投入运行后利用直流电阻测试仪测在相同温度下测量获得第二铜屏蔽层直流电阻值和第二导体直流电阻值；计算获得第二铜屏蔽层直流电阻值与第二导体直流电阻值的第二比值；

将所述第二比值与所述第一比值进行比较；

根据比较结果对预防性试验结果做出预估获得预估结果。

优选的：当所述第二比值大于所述第一比值时，所述预估结果包括铜屏蔽层被腐蚀和\或电缆外护套导致内衬层进水造成铜屏蔽层腐蚀；

当所述第二比值小于所述第一比值时，所述预估结果包括附件中的导体连接点接触电阻增大。

优选的：当电缆主体包括两条及以上导体时，将其中两条导体短接作为一条导体进行测量，进而获得所述第一导体直流电阻值。

一种所述交联聚乙烯绝缘电缆终端结构的测试方法，所述方法包括：

采用兆欧表对电缆主体的绝缘电阻值进行测量，当绝缘电阻值低于0.5mω/km时做出预估获得预估结果，所述预估结果包括电缆外护套受外力破坏而导致内衬层进水，造成绝缘下降。

优选的：所述兆欧表为500v兆欧表。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构及其测试方法，在一种实现方式下，该结构可以包括电缆主体，所述电缆主体包括设置于导体外的铜屏蔽层以及设置于所述铜屏蔽层外的铠装层，所述铜屏蔽层以及铠装层分别用绞合导线单独引出，形成两根接地线，两根所述接地线之间彼此绝缘；其中，所述铜屏蔽层接地线的截面不小于25mm²，所述铠装层接地线的截面不小于10mm²。该结构可以确保电缆试验和检测工作方便有效，把铠装层、铜屏蔽层单独引出接地，针对运行中的直流电阻的无法测试的现状，提出串联电缆芯线，把测得的数值除以2，就为单根芯线的直流电阻值，为电缆故障判断提供参考，通过以上两点的技术改进，为实现电缆的全面预防性试验的检测项目检测奠定良好的基础，同时也为日常维护、故障判断有利条件，在实际应用中有很好的借鉴价值。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构的示意图；

图2是本发明实施例提供的电缆直流电阻测试示意图；

图3是本发明实施例提供的电缆绝缘电阻测试示意图。

图中：电缆主体1、导体2、铠装层3、铜屏蔽层4、绞合导线5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的交联聚乙烯绝缘电缆性质及优缺点：

交联聚乙烯绝缘电缆采用过氧化物交联的方法，使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，由热塑性材料变成热固性材料，工作温度从70℃提高到90℃，显著提高电缆的载流能力。具有以下优点:

1、耐热性能:网状立体结构的xlpe具有十分优异的耐热性能。在300℃以下不会分解及碳化，长期工作温度可达90℃，热寿命可达40年。

2、绝缘性能:xlpe保持了pe原有的良好绝缘特性，且绝缘电阻进一步增大。其介质损耗角正切值很小，且受温度影响不大。

3、机械特性:由于在大分子间建立了新的化学键，xlpe的硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性均有提高，从而弥补了pe易受环境应力而龟裂的缺点。

4、耐化学特性:xlpe具有较强的耐酸碱和耐油性，其燃烧产物主要为水和二氧化碳，对环境的危害较小，满足现代消防安全的要求、

实施例

参见图1，为本发明实施例提供的一种交联聚乙烯绝缘电缆终端结构，如图1所示，该结构包括电缆主体1，所述电缆主体1包括设置于导体2外的铜屏蔽层3以及设置于所述铜屏蔽层3外的铠装层4，所述铜屏蔽层3以及铠装层4分别用绞合导线5单独引出，形成两根接地线，两根所述接地线之间彼此绝缘；

其中，所述铜屏蔽层接地线的截面不小于25mm²，所述铠装层接地线的截面不小于10mm²。

本申请提供的结构将传统的铜屏蔽层与铠装层焊在一起引出一根接地线接地的方法，改进为所述铠装层以及铜屏蔽层分别用绝缘的绞合导线单独引出，形成两根接地线；通过上述改进，可以保证在进行检测试验时，可以单独对铜屏蔽层和铠装层焊进行检测，确保可以实现电缆外护套绝缘电阻试验；电缆内衬层绝缘电阻试验；测试铜屏蔽层直流电阻和导体直流电阻之比。

进一步的，还包括设置于所述电缆主体上的电缆接头，所述电缆接头用于实现所述电缆主体与另一电缆主体相连；所述电缆接头包括的内侧屏蔽层的接地线与所述铠装层之间设置有绝缘层以便实现两者的分离。所述铠装层接地线与位于所述电缆接头另一端的另一电缆的铠装层接地线通过导线电连接。所述电缆主体包括第一外保护套，所述铠装层接地线外部设置有第二外保护套；所述第二外保护套与所述第一外保护套具有相同的绝缘和密封性能，所述第一外保护套与所述第二外保护套搭接。所述电缆主体包括第一内衬层，所述电缆接头包括第二内衬层，所述第一内衬层与所述第二内衬层搭接。

可以想到的是，该结构在应用于多芯电缆中时，每根导体外的铜屏蔽层需要单独引出接地，这样可以保证在测试时，能够对每个导体外部的铜屏蔽层的性能状况进行单独预测判断。通过本申请提供的结构，由于铜屏蔽层与铠装层单独接地，因此在后期测试时，可以实现单独电阻测试，从实现更准确的对各个层性能状况的单独检测。

本申请实施例还可以提供一种所述交联聚乙烯绝缘电缆终端结构的测试方法，如图2所示，所述方法包括：

投入运行前利用直流电阻测试仪测在相同温度下测量获得第一铜屏蔽层直流电阻值和第一导体直流电阻值；计算获得第一铜屏蔽层直流电阻值与第一导体直流电阻值的第一比值；当电缆主体包括两条及以上导体时，将其中两条导体短接作为一条导体进行测量，进而获得所述第一导体直流电阻值。

投入运行后利用直流电阻测试仪测在相同温度下测量获得第二铜屏蔽层直流电阻值和第二导体直流电阻值；计算获得第二铜屏蔽层直流电阻值与第二导体直流电阻值的第二比值；

将所述第二比值与所述第一比值进行比较；

根据比较结果对预防性试验结果做出预估获得预估结果。

进一步的，当所述第二比值大于所述第一比值时，所述预估结果包括铜屏蔽层被腐蚀和\或电缆外护套导致内衬层进水造成铜屏蔽层腐蚀；

当所述第二比值小于所述第一比值时，所述预估结果包括附件中的导体连接点接触电阻增大。

本申请实施例还可以提供一种所述交联聚乙烯绝缘电缆终端结构的测试方法，如图3所示，所述方法包括：

采用兆欧表对电缆主体的绝缘电阻值进行测量，当绝缘电阻值低于0.5mω/km时做出预估获得预估结果，所述预估结果包括电缆外护套受外力破坏而导致内衬层进水，造成绝缘下降。

进一步的，所述兆欧表为500v兆欧表。

为了实现电缆外护套绝缘电阻试验、电缆内衬层绝缘电阻试验、测试铜屏蔽层直流电阻和导体直流电阻之比的三项目的试验，本申请对交联聚乙烯电缆附件安装工艺中金属屏蔽层和和铠装层的传统接地方法加以改变，为此在制作电缆终端及接头时对接地线引出方作如下改进：

1、电缆终端的施工工艺

常规接线工艺：电缆的铠装层和铜屏蔽层采用绞合导线连接到一起组成一个接地线，引到外端。

改进后的接线工艺：交联聚乙烯绝缘电力电缆施工时应将终端的铠装层和铜屏蔽层分别用带绝缘的绞合导线单独引出，形成两个接地线，铜屏蔽层接地线的截面不得小于25mm2，铠装层接地线的截面应不小于10mm2。

2、施工时的注意事项

在施工接头时，一定要确保铜屏蔽层、内衬层、外护套的完整和连续性、接头内侧屏蔽层的接地线不得和铠装层连在一起，对接头两侧的铠装层必须用另一根接地线相连，且必须与铜屏蔽层绝缘。如果接头的原结构中无内衬层时，应在铜屏蔽层外部增加内衬层，并与电缆本体的内衬层搭接，搭接处的密封必须密封必须良好，确保铜屏蔽层、铠装层、内衬层的完整性和连续性。连接铠装层的接地线外部必须外护套，而且具有与外护套相同的绝缘和密封性能，确保电缆外护套的完整性和连续性。

改进后的优点

采用上述工艺制作的电缆终端和接头将给电缆测试带来方便，可以及时掌握电缆运行状况，提供极具价值的基础数据，便于技术人员分析、判断、掌握当前设备运行状况，确保规程规定的试验项目能顺利完成。

改进后的测试方法：

现状：一般在电缆安装前，在电缆滚子上，把两端的电缆分开，对应单根芯线测试，后期电缆一旦敷设完毕运行中的直流电阻无法测试，一般该项不进行试验。

改进方法：测试时时把两根电缆芯线扭结在一起，组成成一根芯线，利用直流电阻测试仪侧相同温度下的铜屏蔽层和导体的直流电阻值，同投运前所测得的电阻值相比较，当铜屏蔽层的直流电阻值与导体的直流电阻值之比同投运前相比增加时，表明铜屏蔽层直流电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀，进而推断是否电缆外护套导致内衬层进水造成铜屏蔽层腐蚀；当两者比值与投运前相比较于投运前减小时，表明附件中的导体连接点接触电阻增大的可能性。

通过电缆的内衬层绝缘电阻的试验也可以间接判断电缆运行状况及该运行电缆外护套是否被外力破坏而造成内衬层进水。

改进后的效果：

采用500v兆欧表，当兆欧表低于0.5mω/km时应怀疑并判断是否电缆外护套受外力破坏而导致内衬层进水，造成绝缘下降。因为直埋交联聚乙烯电缆受地下水长期浸泡吸水后或受到外力破坏而又未完全破坏时，其绝缘电阻均有可能下降至规定值之下。外护套进水不一定要立即修理，但内衬层破损进水后，水分直接与电缆芯线绝缘层及铜屏蔽层接触，并且可能会腐蚀铜屏蔽层，应尽快检修。因为在铜屏蔽层一端接地的电缆中，当铜屏蔽带断裂时，非接地一端的屏蔽带成为非接地状态，该铜带上回感应出很高的电压，从而到导致断裂部位发生放电，引起绝缘破坏。

该结构可以确保电缆试验和检测工作方便有效，把铠装层、铜屏蔽层单独引出接地，针对运行中的直流电阻的无法测试的现状，提出串联电缆芯线，把测得的数值除以2，就为单根芯线的直流电阻值，为电缆故障判断提供参考，通过以上两点的技术改进，为实现电缆的全面预防性试验的检测项目检测奠定良好的基础，同时也为日常维护、故障判断有利条件，在实际应用中有很好的借鉴价值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。