Hiện tượng “water treeing” ở cáp ngầm XLPE

hiện-tượng-water-treeing

Hiệu suất cách điện tuyệt vời của XLPE là lý do hiện nay nó hầu như được sử dụng để cách điện cho tất cả các loại cáp điện. Mặc dù XLPE có khả năng chống ẩm tốt hơn nhiều so với cách điện bằng giấy hoặc PVC, nhưng độ ẩm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất lâu dài của XLPE dưới tác động của ứng suất điện cao.

Nếu cáp XLPE dùng để truyền tải điện hạ thế hoặc điện dân dụng thì có thể được lắp đặt mà không cần phải đề phòng, nhưng nên thực hiện một số biện pháp bảo vệ chống ẩm xâm nhập vào lớp cách điện này cho cáp trung thếcáp cao thế hoặc cáp ngầm, đặc biệt có giáp kim loại là điều cần thiết.

Đã có những hư hỏng cáp rất nghiêm trọng khi nhựa XLPE lần đầu tiên được giới thiệu vào cuối những năm 1960 ở Mỹ. Điều này là do các vật liệu bán dẫn không tương thích và thiếu ép đùn 3 lần, cũng như sự xâm nhập của nước vào lớp XLPE.

Ngành công nghiệp sản xuất dây cáp điện kể từ đó đã có những bước phát triển đáng kể về vật liệu XLPE, thiết kế và gia công cáp, do đó cáp XLPE 500 kV ngày nay đã được đưa vào sử dụng và XLPE là vật liệu cách điện thiết thực nhất cho các loại cáp này.

Tuy nhiên dù vật liệu này có khả năng chống ẩm cao, độ ẩm vẫn có thể gây hỏng cách điện dưới tác động của ứng suất điện cao.

“Water treeing” là gì?

Có thể hiểu “Water treeing” là hiện tượng nước xâm nhập vào lớp cách điện (thường là XLPE) và tạo thành hình dạng của một cái cây, phá vỡ cấu trúc của lớp cách điện và chắc chắn sẽ tạo ra những thay đổi về đặc tính cách điện, rồi về lâu dài sẽ gây hỏng cáp.

Nguyên nhân của hiện tượng này được cho là do cáp điện đặt trong môi trường ẩm cao cộng với cấp điện áp lớn (trung thế, cao thế), vào một thời điểm thích hợp đã tạo ra ứng suất điện trường lớn đột ngột tác động lên lớp cách điện, phá vỡ cấu trúc của nó, tạo thành dạng hình cây và nước xâm nhập vào qua hình dạng này.

Tại sao “Water treeing” không có ở cáp hạ thế?

Cáp hạ thế được thiết kế để hoạt động ở cấp điện áp đến 1.000V có độ dày cách điện cao hơn hẳn so với yêu cầu về kỹ thuật điện. Ứng suất điện áp trong lớp cách điện do đó nhỏ và không đủ gây hiện tượng “Water treeing”, do đó cáp không cần thêm lớp bảo vệ nào khác.

Các yếu tố ảnh hưởng

  • Tuổi thọ bị giảm khi lớp cách điện chịu “quá điện áp” dưới dạng điện áp và xung.
  • Những thay đổi trong môi trường, ví dụ, độ sâu của lớp phủ, các dịch vụ lân cận và các tác động vi sinh trong đất, có thể làm tăng nhiệt độ hoạt động và giảm tuổi thọ của cáp (cáp được thiết kế cho nhiệt độ hoạt động tối đa là 90°C với thời gian quá tải giới hạn như được định nghĩa trong tiêu chuẩn liên quan).
  • Giám sát / quản lý kém và các điều kiện lắp đặt bất lợi có thể gây hư hỏng cáp.

Tuổi thọ của cáp khi có lớp bảo vệ

  • Cáp không có lớp bảo vệ và bị ảnh hưởng bởi nước / độ ẩm: >15-25 năm;
  • Sử dụng băng keo chống nước: > 20-30 năm;
  • Sử dụng vật liệu cách nhiệt tức là TR-XLPE: >30-35 năm;
  • TR-XLPE cộng với băng keo chống nước: >35-40 năm;
  • Chống ẩm kim loại (nghĩa là vỏ bọc chì): >60 năm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.