線纜類物資抽檢項目及主要質(zhì)量問題述評

蒲兵艦　馬德英　王吉　王天　王震宇　楊濤

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南鄭州　450052）

線纜類物資抽檢項目及主要質(zhì)量問題述評

蒲兵艦馬德英王吉王天王震宇楊濤

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南鄭州450052）

針對2014、2015年的抽檢工作，重點介紹導(dǎo)線、架空絕緣電纜和電力電纜3類線纜類物資的主要檢測項目、各檢測項目考核的性能，并重點論述3類線纜物資近2a抽檢中發(fā)現(xiàn)的主要質(zhì)量問題及產(chǎn)生問題的原因，對了解線纜類物資及開展相關(guān)檢測工作具有指導(dǎo)作用。

線纜；導(dǎo)線；架空絕緣電纜；電力電纜；導(dǎo)體直流電阻；絕緣熱延伸

線纜是電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要承擔(dān)著電能傳輸和電能分配的作用。線纜按照用途及絕緣型式的不同，主要分為導(dǎo)線、架空絕緣電纜和電力電纜3種類型［1］。其中，導(dǎo)線主要以空氣為絕緣介質(zhì)，在現(xiàn)場架設(shè)中通過絕緣子與桿塔連接，導(dǎo)線本身不考慮絕緣問題，實際使用中主要考慮其通流能力和機械性能，絕緣方面通過桿塔設(shè)計和絕緣子選擇來實現(xiàn)，適用于輸電走廊充裕的各種電壓等級輸電線路。架空絕緣電纜以自身絕緣層為絕緣介質(zhì)，仍采用架空布置的方式，由于其自身擁有絕緣層，布置時可以縮小相間距離，減小對線路支撐件的絕緣要求，主要適用于人口稠密線路走廊狹窄、林帶及樹木生長比較快的地區(qū)［2］。架空絕緣電纜絕緣層材質(zhì)以聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯為主，主要應(yīng)用于城市配電網(wǎng)領(lǐng)域，設(shè)計中除考慮通流能力和機械性能外，還需考慮其絕緣性能［3］。電力電纜以自身絕緣材料作為絕緣介質(zhì)，按絕緣型式不同，分為油浸絕緣和塑料絕緣兩大類，對于35kV及以下電力電纜以塑料絕緣為主，電力電纜通常采用地埋式布置方式，特別適用于城市輸配電網(wǎng)領(lǐng)域［4］。

除電力電纜在安裝完成后開展交接耐壓試驗考核其絕緣性能外，對于線纜類物資，一直以來缺乏有效的質(zhì)量管控措施。隨著近幾年城市電網(wǎng)絕緣化、電纜化的不斷推進(jìn)，架空絕緣電纜和電力電纜的數(shù)量迅速增加。由于線纜自身質(zhì)量問題引發(fā)的電網(wǎng)故障也急劇增加。為加強公司物資質(zhì)量管理水平，提升入網(wǎng)物資產(chǎn)品質(zhì)量。在國網(wǎng)公司的組織下，各省成立了物資質(zhì)量檢測中心。河南電力物資質(zhì)量檢測中心主要負(fù)責(zé)河南省電力公司新采購物資的質(zhì)量檢測工作，中心自2012年成立以來，完成了數(shù)千個線纜樣品的質(zhì)量檢測工作，現(xiàn)將主要檢測項目和近兩年檢測中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行述評。

1　線纜抽檢項目

結(jié)合國網(wǎng)公司抽檢作業(yè)規(guī)范及檢測中心自身試驗?zāi)芰ㄔO(shè)情況，針對不同線纜物資開展不同的檢測項目。

1.1導(dǎo)線

導(dǎo)線主要類型為鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線抽檢主要考核其導(dǎo)電性能和機械性能，國家電網(wǎng)公司《輸電線路導(dǎo)地線抽檢作業(yè)規(guī)范》對導(dǎo)線設(shè)置了28個檢測項目，檢測對象覆蓋導(dǎo)體單線、承載單線和絞線。通過對28個檢測項目進(jìn)行梳理、整合，對導(dǎo)線主要開展的檢測項目及考核性能如下。

1.1.1導(dǎo)線直流電阻。對于鋼芯鋁絞線直流電阻計算中，忽略鋼線的電導(dǎo)率，即僅考慮鋁線的電阻值。檢測中采用電壓電流法，由于導(dǎo)線本身電阻值很小，測量中采用內(nèi)接法。

導(dǎo)體直流電阻與導(dǎo)體的截面積直接相關(guān)，同時導(dǎo)線的絞制會帶來直流電阻的增加，標(biāo)準(zhǔn)要求值綜合考慮了導(dǎo)體截面和繞制因素，并規(guī)定將測試值折算至20℃/km時的電阻值，不得出現(xiàn)正偏差。

1.1.2導(dǎo)線節(jié)徑比。節(jié)徑比定義，絞線中單線的節(jié)距與該層的外徑之比。

檢測中常采用紙帶法，在平放并拉直的試樣上，用薄紙帶沿試樣軸向緊貼在試樣表面，用鉛筆或其他適當(dāng)?shù)姆绞綇?fù)制出該層股線的絞合條紋，然后用鋼、皮尺測量（n+1）股的距離為節(jié)距，外徑通常采用游標(biāo)卡尺測量得到。

節(jié)徑比直接影響導(dǎo)線多層間的絞合力，節(jié)徑比過大會導(dǎo)致絞合力不足而出現(xiàn)導(dǎo)線散股現(xiàn)象，但節(jié)徑比也不宜過小，這是因為按照目前國標(biāo)右向捻制導(dǎo)線，在張力放線過程中存在左捻回松效應(yīng)，其回松程度與放線張力成正比，與外層股線捻制緊密程度成正比，因此其節(jié)徑比愈小，捻制愈緊密，放線中回松力越大。因此，節(jié)徑比需控制在合適的范圍內(nèi)。

節(jié)徑比要求，對于鋁和鋁合金絞層，外層節(jié)徑比為10～14，內(nèi)層節(jié)徑比為10～16，且對于多層絞層，任何層的節(jié)徑比應(yīng)不大于緊鄰內(nèi)層的節(jié)徑比。

1.1.3單線抗拉強度。單線抗拉強度是考核其機械性能的關(guān)鍵指標(biāo)。單線的抗拉強度試驗應(yīng)從絞線上選取的單線上進(jìn)行。單線試驗抗張強度為斷裂負(fù)荷除以單線的截面積，應(yīng)不小于其絞前抗拉強度的95%。

1.2架空絕緣電纜

目前常見的架空絕緣電纜主要為1kV和10kV架空絕緣電纜，受送檢樣品尺寸限制，主要開展導(dǎo)電性能和絕緣層性能檢測。國家電網(wǎng)公司《架空絕緣電纜抽檢作業(yè)規(guī)范》對架空絕緣電纜本體設(shè)置了15個檢測項目，檢測對象覆蓋導(dǎo)體和絕緣層。檢測中心對架空絕緣電纜主要開展檢測項目及考核性能如下。

1.2.1導(dǎo)線直流電阻。架空絕緣電纜以鋁導(dǎo)線為主，其檢測原理與導(dǎo)線相同，測試值也需折算至20℃/km時的電阻值。

由于架空絕緣電纜測試中需要剝除絕緣層，過程中需做好導(dǎo)體防護(hù)工作，防止剝離中損傷導(dǎo)體影響測試結(jié)果。

1.2.2絕緣厚度測量。架空絕緣電纜絕緣材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯，其中以交聯(lián)聚乙烯為主。絕緣層厚度直接影響其絕緣強度，因此絕緣厚度與電壓等級直接相關(guān)。

1.2.3絕緣熱延伸試驗。絕緣熱延伸試驗是考核交聯(lián)聚乙烯絕緣材料在熱和負(fù)荷作用下塑性變形和永久變形的一種檢驗方法，將從絕緣皮上取得并制成的啞鈴型試樣在約200℃的試驗溫度和一定負(fù)重的條件下，經(jīng)過較短時間熱老化后的延伸率變化來體現(xiàn)塑性變形和永久變形，主要考核交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的原料配比與交聯(lián)工藝。

1.3電力電纜

目前110kV及以上電壓等級的電力電纜應(yīng)用較小，河南公司送檢的電力電纜以10kV和35kV電壓等級為主，對于電力電纜主要開展結(jié)構(gòu)尺寸、導(dǎo)電性能和絕緣材料性能檢測。國家電網(wǎng)公司《電力電纜抽檢作業(yè)規(guī)范》對10～35kV電纜本體設(shè)置了16個檢測項目，檢測對象覆蓋導(dǎo)體、絕緣層和護(hù)套。檢測中心對電力電纜主要開展檢測項目及考核性能如下。

1.3.1導(dǎo)線直流電阻。由于電力電纜主要采用地埋式布置方式，導(dǎo)體重量對其布置中機械張力的影響可以忽略，而且電力電纜多用于負(fù)荷集中區(qū)域，通流能力要求高。因此，相比于架空絕緣電纜，電力電纜較多使用銅作為導(dǎo)體，對于電力電纜，其直流電阻檢測原理與導(dǎo)線相同，測試結(jié)果也需折算至20℃/km時的電阻值。

電力電纜測試中也需剝除絕緣層，因此剝離過程中也要做好導(dǎo)體防護(hù)工作。

1.3.2電纜結(jié)構(gòu)尺寸檢查。電力電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外主要有導(dǎo)體、絕緣層、金屬屏蔽層、內(nèi)襯層、金屬套和外護(hù)套，檢測中主要對絕緣層、金屬套和外護(hù)套厚度進(jìn)行測量，三相電纜金屬套以鋼鎧為主，具有較高的機械強度，對電纜起保護(hù)作用；所有的電纜都具有外護(hù)套，外護(hù)套材料為熱塑性材料或彈性體，外護(hù)套材料應(yīng)有一定的機械強度，對電纜起保護(hù)作用；10～35kV電力電纜絕緣材料主要有聚氯乙烯、乙丙橡膠和交聯(lián)聚乙烯，其中以交聯(lián)聚乙烯為主，絕緣層厚度直接影響其絕緣強度，因此絕緣厚度與電壓等級直接相關(guān)。

1.3.3絕緣熱延伸試驗。電力電纜絕緣熱延伸試驗方法和考核內(nèi)容與架空絕緣電纜相同。

2　線纜檢測情況

2014年線纜類物資共檢測完成361個，合格數(shù)為299個，檢測合格率82.8%。共發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題62個，處理供應(yīng)商不良行為23起。2015年線纜類物資共檢測完成222個，合格數(shù)為201個，檢測合格率90.5%。共發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題21個，處理供應(yīng)商不良行為13起。2014、2015年各類線纜物資檢測情況如圖1所示。

圖1　2014、2015年線纜總體檢測情況表

由圖1可知，隨著物資抽檢工作的開展，2014-2015年除導(dǎo)線合格率維持97.8%外，其余線纜物資合格率均有提升，其中電力電纜提升明顯，反映了物資抽檢工作對產(chǎn)品質(zhì)量的提升作用。

為更好地了解各類線纜主要產(chǎn)品質(zhì)量問題，對電力電纜、架空絕緣電纜和導(dǎo)線分年度分類別進(jìn)行闡述。

2.12014年抽檢情況

2014年共檢測線纜類物資樣品361個，其中檢測電力電纜115個，檢測合格數(shù)87個，合格率為75.7%；架空絕緣電纜201個，檢測合格數(shù)168個，合格率為83.6%；導(dǎo)線45個，檢測合格數(shù)44個，合格率為97.8%。

2.1.1導(dǎo)線抽檢情況。導(dǎo)線45個樣品中有35個進(jìn)行了導(dǎo)體直阻測量，全部合格，合格率為100%；35個樣品進(jìn)行了節(jié)徑比測量，34個合格，合格率為97.1%；33個樣品進(jìn)行了單線抗拉強度試驗，全部合格，合格率為100%。

2.1.2架空絕緣電纜抽檢情況。架空絕緣電纜201個樣品全部進(jìn)行了絕緣厚度測量、導(dǎo)體直阻測量和絕緣熱延伸試驗，其中絕緣厚度測量199個合格，合格率為99.0%；導(dǎo)體直阻測量189個合格，合格率為94.0%；絕緣熱延伸113個合格，合格率為89.1%；42個樣品進(jìn)行了絕緣機械特性試驗，全部合格，合格率為100%。

2.1.3電力電纜抽檢情況。電力115個樣品全部進(jìn)行了絕緣厚度（偏心度）測量、導(dǎo)體直阻測量和絕緣熱延伸試驗，其中絕緣厚度（偏心度）測量114個合格，合格率為99.1%；導(dǎo)體直流電阻89個合格，合格率為77.4%；絕緣熱延伸試驗113個合格，合格率為98.3%；106個樣品進(jìn)行了絕緣機械特性試驗，105個合格，合格率為99.1%；59個樣品進(jìn)行了電纜結(jié)構(gòu)檢查、測量，58個合格，合格率為98.3%。

2.22015年抽檢情況

2015年共檢測線纜類物資樣品222個，其中檢測電力電纜55個，檢測合格數(shù)54個，合格率為98.2%；架空絕緣電纜122個，檢測合格數(shù)103個，合格率為84.4%；導(dǎo)線45個，檢測合格數(shù)44個，合格率為97.8%。

2.2.1導(dǎo)線抽檢情況。導(dǎo)線45個樣品中有28個進(jìn)行了導(dǎo)體直阻測量，全部合格，合格率為100%；24個樣品進(jìn)行了節(jié)徑比測量，23個合格，合格率為95.8%；20個樣品進(jìn)行了單線抗拉強度試驗，全部合格，合格率為100%。

2.2.2架空絕緣電纜抽檢情況。架空絕緣電纜122個樣品全部進(jìn)行了絕緣厚度測量、導(dǎo)體直阻測量和絕緣熱延伸試驗，其中絕緣厚度測量全部合格，合格率為100%；導(dǎo)體直阻測量全部合格，合格率為100%；絕緣熱延伸試驗107個合格，合格率為87.7%；3個樣品進(jìn)行了絕緣機械特性試驗，全部合格，合格率為100%。

2.2.3電力電纜抽檢情況。電力55個樣品全部進(jìn)行了絕緣厚度（偏心度）測量、導(dǎo)體直阻測量和絕緣熱延伸試驗，其中絕緣厚度（偏心度）測量全部合格，合格率為100%；導(dǎo)體直流電阻54個檢測合格，合格率為98.2%；絕緣熱延伸試驗全部合格，合格率為100%；10個樣品進(jìn)行了絕緣機械特性試驗，全部檢測合格，合格率為100%。

3　線纜檢測分析

結(jié)合2014、2015年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，線纜類物資中導(dǎo)線整體質(zhì)量狀況較好，對于架空絕緣電纜和電力電纜，其質(zhì)量問題仍相對突出，需長期加以關(guān)注。

3.1電力電纜導(dǎo)體直阻不合格問題突出

近2a，電力電纜導(dǎo)體直流電阻整體合格率為84.7%。電力電纜導(dǎo)體直阻較易出現(xiàn)質(zhì)量問題，這是因為在電纜生產(chǎn)過程中，使用較細(xì)線徑的導(dǎo)體（尤其是銅導(dǎo)體）能大量節(jié)省生產(chǎn)成本，因此一些電纜廠家不惜鋌而走險，供應(yīng)質(zhì)量較差的產(chǎn)品。同時，電纜導(dǎo)體直流電阻是電纜的一項重要性能指標(biāo)，若導(dǎo)體直阻超標(biāo)，運行時有可能導(dǎo)致電纜過熱引發(fā)故障。因此，今后的檢測中應(yīng)繼續(xù)加強導(dǎo)體直流電阻檢測。

3.2架空絕緣電纜絕緣熱延伸不合格問題突出

近2a，架空絕緣電纜的絕緣熱延伸合格率分別為89.1%和87.7%，相對于其他檢測項目仍較低。這主要反映了一些廠家在架空絕緣電纜的生產(chǎn)過程中，絕緣交聯(lián)工藝上控制不嚴(yán)，產(chǎn)品交聯(lián)度太低達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至出線個別廠家的產(chǎn)品該項目檢測不合格率高達(dá)40%以上。架空絕緣電纜絕緣熱延伸不合格，在負(fù)載較大時，絕緣層易因?qū)w發(fā)熱產(chǎn)生形變，進(jìn)而誘導(dǎo)絕緣破壞而引發(fā)故障。

［1］王中.鋼芯鋁絞線的捻勁與節(jié)徑比［J］.電力建設(shè)，2003（6）：29-33.

［2］韓伯鋒.電力電纜試驗及檢測技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［3］武蘭民.電力電纜抽檢作業(yè)規(guī)范［M］.北京：中國電力出版社，2012.

［4］武蘭民.架空絕緣電纜抽檢作業(yè)規(guī)范［M］.北京：中國電力出版社，2012.

Review of the Cable Material Sampling Project and Main Quality Problems

Pu BingjianMa DeyingWang JiWang TianWang ZhenyuYang Tao
（Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou Henan 450052）

Based on the sampling inspection work in 2014 and 2015，this paper mainly introduced the test items of overhead line，aerial insulated cable and power cable，the performance assessment of each item，the main quality problems of cables and the course of these problems of three types of cable materials found in nearly two years of sam?pling were also discussed，it has guiding role in understanding the cable material and carrying out the related inspec?tion work.

cable；overhead line；aerial insulated cable；power cable；conductor DC resistance；insulation layer hot set

F426.61

A

1003-5168（2016）08-0114-03

2016-07-20

蒲兵艦（1987-），男，碩士，工程師，研究方向：高電壓試驗及高壓開關(guān)設(shè)備研究。