ADSS光纜的電腐蝕
在輸電線路上,可以利用現(xiàn)成的桿塔安裝通信線路,ADSS光纜由于它具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、良好的絕緣性和耐高溫性以及抗拉力強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn),在電力系統(tǒng)中能夠提供快速、經(jīng)濟(jì)的傳輸通道而受到電力通信的青睞。國內(nèi)近幾年,發(fā)生了多起ADSS光纜使用幾年后因電腐蝕原因而被燒斷的事故,直接影響了通信線路的正常運(yùn)行,甚至導(dǎo)致線路跳閘。目前,造成ADSS光纜的電腐蝕原因有多種,如擊穿、電痕、腐蝕等。本文就ADSS光纜的電腐蝕原因進(jìn)行淺析,并提出解決方法,希望能夠?qū)Υ祟愂鹿实念A(yù)防和現(xiàn)有問題的解決有所幫助。
1、電腐蝕的原理
導(dǎo)致ADSS光纜電腐蝕直接原因主要有干帶電弧、電暈放電。由于ADSS光纜處于高壓導(dǎo)線或鐵塔附近,導(dǎo)線周圍的空間電場使得ADSS光纜處于一個(gè)空間電位的位置。ADSS光纜處在高電場和污穢的環(huán)境下,ADSS光纜表面形成一個(gè)電阻層,在空間電位的作用下,ADSS光纜表面與接地金具之間產(chǎn)生電流(稱為接地漏電流),而電流生熱造成水分蒸發(fā),水分蒸發(fā)到一定程度,在ADSS光纜表面形成小段的干燥帶,阻斷了電流。結(jié)果,在干燥帶的兩端出現(xiàn)了電位的積累,當(dāng)這個(gè)感應(yīng)電壓高到足以擊穿空氣時(shí),便發(fā)生放電形成電弧,這就是人們常說的干帶電弧。電弧放電,電流又產(chǎn)生,如此反復(fù),干帶電弧在ADSS光纜護(hù)套上形成樹枝狀的碳化通道,即電痕,可導(dǎo)致聚合物的損壞,干帶電弧產(chǎn)生的熱可以使交聯(lián)聚合物的結(jié)合力逐漸失去,形成腐蝕。如果電弧的熱量足夠,護(hù)套會(huì)熔燒成洞,這些過程稱為電腐蝕或電痕[1]。電腐蝕首先損壞光纜護(hù)套,進(jìn)而腐蝕芳綸紗,最后導(dǎo)致光纜斷裂。
2、電腐蝕的影響因素
2.1干帶電弧引起的電腐蝕
在110-220kv高壓電網(wǎng)中,光纜長時(shí)間運(yùn)行在高電場及污穢環(huán)境中,光纜的表面帶有高電位,其表面受污穢環(huán)境影響而形成半導(dǎo)電層。這樣,ADSS光纜和接地的金具產(chǎn)生一定漏電電流,并從每檔光纜的中部流向兩端電流產(chǎn)生的熱量使表面的水分蒸發(fā)形成局部干燥區(qū)域,當(dāng)這個(gè)電位積累到足夠高時(shí),ADSS光纜放電形成電弧,隨著放電次數(shù)的增加光纜外護(hù)套發(fā)生破裂甚至斷纜。可見,ADSS光纜發(fā)生電腐蝕的罪魁禍?zhǔn)拙褪沁@個(gè)干帶電弧。
2.2電暈放電引起的電腐蝕
ADSS光纜由于其為非金屬材料,并且線徑較小,雖然光纜施工時(shí)在預(yù)絞絲的外側(cè)15-20cm加防震鞭,但是微風(fēng)振動(dòng)頻率和振動(dòng)幅度均比直徑較大的金屬導(dǎo)線要高出很多。因此預(yù)絞絲的末端和防振鞭或者防震錘的末端接觸面小造成電場分布不均;其次,感應(yīng)電壓順著光纜方向變化比其他地方快的多;當(dāng)場強(qiáng)達(dá)到一定高度時(shí)預(yù)絞絲的末端和防震鞭的末端成為放電電極產(chǎn)生電暈放電。電暈放電造成的電腐蝕會(huì)使會(huì)使光纜外護(hù)套開裂,內(nèi)部芳綸紗炭化變質(zhì),光纜抗拉強(qiáng)度降低。最終造成斷纜現(xiàn)象。
2.3光纜的設(shè)計(jì)施工
掛點(diǎn)的設(shè)計(jì)位置方面
通過計(jì)算場強(qiáng),選擇在場強(qiáng)較小的地方設(shè)置掛點(diǎn)。目前基本都是采用場強(qiáng)計(jì)算軟件,一種靜態(tài)的數(shù)學(xué)模型。計(jì)算幾種極端狀態(tài)下的場強(qiáng),選擇合適的光纜掛點(diǎn),這些軟件都沒有考慮鐵塔進(jìn)行計(jì)算,實(shí)際上鐵塔作為一個(gè)地電極,對(duì)計(jì)算結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的影響,因此還應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況謹(jǐn)慎處理。
施工方面
相對(duì)其他因素來說,光纜的施工引起電腐蝕影響較小,但同樣存在。施工過程中,可能對(duì)光纜外護(hù)套造成損傷或磨損的原因主要有三:一、沒有按照電力光纖通信工程施工規(guī)范采用張力放線,使光纜遭地面石頭或樹枝等劃傷;二、放纜時(shí),滑輪與光纜外徑不匹配;三、金具劃傷光纜外護(hù)套。光纜外皮一旦被劃破,隨時(shí)間將極有可能出現(xiàn)電的通道,發(fā)生電腐蝕。
3、ADSS光纜電腐蝕的預(yù)防措施
電腐蝕的形成原因比較多,目前,還沒有哪家光纜廠家或者設(shè)計(jì)人員能夠徹底杜絕電腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生,通過廠家、設(shè)計(jì)人員、施工人員及用戶多年的實(shí)踐和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及國內(nèi)部分光纜因電腐蝕而斷纜的事故分析,總結(jié)如下幾點(diǎn)供參考。
(1)ADSS光纜外護(hù)套材料的選擇
當(dāng)ADSS光纜所處的空間電位小于等于12kV時(shí),可選用高密度聚乙烯材料(HDPE);當(dāng)ADSS光纜所處的空間電位大于12kV時(shí),應(yīng)選用抗電痕護(hù)套的特殊材料。具體ADSS光纜外護(hù)套材料使用那類應(yīng)根據(jù)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況而定。
(2)ADSS光纜懸掛點(diǎn)位置的選擇
ADSS光纜應(yīng)懸掛在空間電位為零或等場強(qiáng)空間內(nèi),由于在110-220kv高壓電網(wǎng)中空間電位和場強(qiáng)的分布的不均勻,對(duì)地及跨越物還要滿足可靠性要求,同時(shí)也要受環(huán)境和溫度變化的影響等。現(xiàn)場具體掛點(diǎn)的懸掛位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況滿足上述需要而定。
(3)光纜施工時(shí)防止磨損光纜的表層、防振鞭的安裝位置及金具防護(hù)
光纜施工過程中容易造成光纜外護(hù)套損傷或磨損,由于光纜的外護(hù)套受到磨損、劃傷、破裂后,促使干帶電弧的產(chǎn)生,光纜的電腐蝕加重,進(jìn)而造成光纜的使用壽命縮短。所以由于ADSS光纜施工造成光纜外護(hù)套損傷或磨損的情況,雖然比較輕微,但有必要采取補(bǔ)救措施,由施工方對(duì)擦傷部位進(jìn)行專業(yè)防護(hù)處理。例如:在預(yù)絞絲端口內(nèi)外側(cè)纏繞專用絕緣膠帶后,在絕緣膠帶外敷防電腐蝕涂料等。
研究發(fā)現(xiàn),防振鞭與金具末端的距離遠(yuǎn)到一定距離,可以適當(dāng)減輕甚至消除電弧現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是,在施工過程中和用戶對(duì)防振鞭與金具之間距離大小重視不夠,隨意性比較大,應(yīng)當(dāng)引起注意。建議防振鞭與光纜金具之間距離大于等于50cm。如果條件允許,不妨使用防振錘。
對(duì)ADSS光纜及金具噴涂“增水劑”、云母霧粉基,或者陶瓷粉基等,阻礙“干帶電弧”的產(chǎn)生。
(4)加裝電暈抑制環(huán)
因?yàn)榻鹁吆吐菪秸衿鞯膬啥说牟还饣瑢?dǎo)致之間的電場強(qiáng)度不均,進(jìn)而引發(fā)電暈放電。在金具的末端加裝電暈抑制環(huán),基本可以消除末端放電,這樣不僅能夠起到保護(hù)ADSS光纜的外護(hù)套,還可以延長其在架空線路的運(yùn)行壽命。
