線纜類物資抽檢項目及主要質量問題述評

蒲兵艦　馬德英　王吉　王天　王震宇　楊濤

（國網河南省電力公司電力科學研究院，河南鄭州　450052）

線纜類物資抽檢項目及主要質量問題述評

蒲兵艦馬德英王吉王天王震宇楊濤

（國網河南省電力公司電力科學研究院，河南鄭州450052）

針對2014、2015年的抽檢工作，重點介紹導線、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抽檢中發現的主要質量問題及產生問題的原因，對了解線纜類物資及開展相關檢測工作具有指導作用。

線纜；導線；架空絕緣電纜；電力電纜；導體直流電阻；絕緣熱延伸

線纜是電力系統的重要組成部分，主要承擔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，主要分為導線、架空絕緣電纜和電力電纜3種類型［1］。其中，導線主要以空氣為絕緣介質，在現場架設中通過絕緣子與桿塔連接，導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計和絕緣子選擇來實現，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，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［2］。架空絕緣電纜絕緣層材質以聚乙烯和交聯聚乙烯為主，主要應用于城市配電網領域，設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，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領域［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量管控措施。隨著近幾年城市電網絕緣化、電纜化的不斷推進，架空絕緣電纜和電力電纜的數量迅速增加。由于線纜自身質量問題引發的電網故障也急劇增加。為加強公司物資質量管理水平，提升入網物資產品質量。在國網公司的組織下，各省成立了物資質量檢測中心。河南電力物資質量檢測中心主要負責河南省電力公司新采購物資的質量檢測工作，中心自2012年成立以來，完成了數千個線纜樣品的質量檢測工作，現將主要檢測項目和近兩年檢測中發現的問題進行述評。

1　線纜抽檢項目

結合國網公司抽檢作業規范及檢測中心自身試驗能力建設情況，針對不同線纜物資開展不同的檢測項目。

1.1導線

導線主要類型為鋼芯鋁絞線，導線抽檢主要考核其導電性能和機械性能，國家電網公司《輸電線路導地線抽檢作業規范》對導線設置了28個檢測項目，檢測對象覆蓋導體單線、承載單線和絞線。通過對28個檢測項目進行梳理、整合，對導線主要開展的檢測項目及考核性能如下。

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

導體直流電阻與導體的截面積直接相關，同時導線的絞制會帶來直流電阻的增加，標準要求值綜合考慮了導體截面和繞制因素，并規定將測試值折算至20℃/km時的電阻值，不得出現正偏差。

1.1.2導線節徑比。節徑比定義，絞線中單線的節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，用鉛筆或其他適當的方式復制出該層股線的絞合條紋，然后用鋼、皮尺測量（n+1）股的距離為節距，外徑通常采用游標卡尺測量得到。

節徑比直接影響導線多層間的絞合力，節徑比過大會導致絞合力不足而出現導線散股現象，但節徑比也不宜過小，這是因為按照目前國標右向捻制導線，在張力放線過程中存在左捻回松效應，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，因此其節徑比愈小，捻制愈緊密，放線中回松力越大。因此，節徑比需控制在合適的范圍內。

節徑比要求，對于鋁和鋁合金絞層，外層節徑比為10～14，內層節徑比為10～16，且對于多層絞層，任何層的節徑比應不大于緊鄰內層的節徑比。

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鍵指標。單線的抗拉強度試驗應從絞線上選取的單線上進行。單線試驗抗張強度為斷裂負荷除以單線的截面積，應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，主要開展導電性能和絕緣層性能檢測。國家電網公司《架空絕緣電纜抽檢作業規范》對架空絕緣電纜本體設置了15個檢測項目，檢測對象覆蓋導體和絕緣層。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導線直流電阻。架空絕緣電纜以鋁導線為主，其檢測原理與導線相同，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，過程中需做好導體防護工作，防止剝離中損傷導體影響測試結果。

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、交聯聚乙烯，其中以交聯聚乙烯為主。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。

1.2.3絕緣熱延伸試驗。絕緣熱延伸試驗是考核交聯聚乙烯絕緣材料在熱和負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重的條件下，經過較短時間熱老化后的延伸率變化來體現塑性變形和永久變形，主要考核交聯聚乙烯絕緣材料的原料配比與交聯工藝。

1.3電力電纜

目前110kV及以上電壓等級的電力電纜應用較小，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構尺寸、導電性能和絕緣材料性能檢測。國家電網公司《電力電纜抽檢作業規范》對10～35kV電纜本體設置了16個檢測項目，檢測對象覆蓋導體、絕緣層和護套。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導線直流電阻。由于電力電纜主要采用地埋式布置方式，導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荷集中區域，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體，對于電力電纜，其直流電阻檢測原理與導線相同，測試結果也需折算至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體防護工作。

1.3.2電纜結構尺寸檢查。電力電纜結構由內到外主要有導體、絕緣層、金屬屏蔽層、內襯層、金屬套和外護套，檢測中主要對絕緣層、金屬套和外護套厚度進行測量，三相電纜金屬套以鋼鎧為主，具有較高的機械強度，對電纜起保護作用；所有的電纜都具有外護套，外護套材料為熱塑性材料或彈性體，外護套材料應有一定的機械強度，對電纜起保護作用；10～35kV電力電纜絕緣材料主要有聚氯乙烯、乙丙橡膠和交聯聚乙烯，其中以交聯聚乙烯為主，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。

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，合格數為299個，檢測合格率82.8%。共發現產品質量問題62個，處理供應商不良行為23起。2015年線纜類物資共檢測完成222個，合格數為201個，檢測合格率90.5%。共發現產品質量問題21個，處理供應商不良行為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品質量的提升作用。

為更好地了解各類線纜主要產品質量問題，對電力電纜、架空絕緣電纜和導線分年度分類別進行闡述。

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87個，合格率為75.7%；架空絕緣電纜201個，檢測合格數168個，合格率為83.6%；導線45個，檢測合格數44個，合格率為97.8%。

2.1.1導線抽檢情況。導線45個樣品中有35個進行了導體直阻測量，全部合格，合格率為100%；35個樣品進行了節徑比測量，34個合格，合格率為97.1%；33個樣品進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個樣品全部進行了絕緣厚度測量、導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個樣品全部進行了絕緣厚度（偏心度）測量、導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個樣品進行了電纜結構檢查、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54個，合格率為98.2%；架空絕緣電纜122個，檢測合格數103個，合格率為84.4%；導線45個，檢測合格數44個，合格率為97.8%。

2.2.1導線抽檢情況。導線45個樣品中有28個進行了導體直阻測量，全部合格，合格率為100%；24個樣品進行了節徑比測量，23個合格，合格率為95.8%；20個樣品進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個樣品全部進行了絕緣厚度測量、導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個樣品全部進行了絕緣厚度（偏心度）測量、導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

結合2014、2015年的統計數據可以看出，線纜類物資中導線整體質量狀況較好，對于架空絕緣電纜和電力電纜，其質量問題仍相對突出，需長期加以關注。

3.1電力電纜導體直阻不合格問題突出

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

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過程中，絕緣交聯工藝上控制不嚴，產品交聯度太低達不到標準要求，甚至出線個別廠家的產品該項目檢測不合格率高達40%以上。架空絕緣電纜絕緣熱延伸不合格，在負載較大時，絕緣層易因導體發熱產生形變，進而誘導絕緣破壞而引發故障。

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

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

［3］武蘭民.電力電纜抽檢作業規范［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規范［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設備研究。