建筑電氣管線耐久性監測研究

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建筑電氣管線耐久性監測研究

一、影響建筑電氣管線耐久性的因素分析

1、氣候、環境變化對管線耐久性的影響。

我國地大物博,幅員遼闊,南北氣候差異非常大,各種氣候條件使的建筑電氣管線的耐久性也受到不同程度的影響,如受熱、凍融破壞、電場作用、化學腐蝕等引起絕緣層老化現象。絕緣層老化主要表現為絕緣電阻下降、介質損耗增大等,一些氣候、環境因素對絕緣材料的影響,一種是可逆的,如受潮后,經過干燥處理可以使管線材料恢復原有特性,另一種是不可逆的,如絕緣材料的熱老化、機械老化、電壓老化等。長期的實踐表明,熱老化與溫度的關系,溫度越高,對材料的絕緣要求也越高,相同材料的耐久性指數則會下降。機械老化主要是絕緣材料在機械應力作用下產生的缺陷,并且缺陷隨時間的推移逐漸擴大,引起局部放電,也成為電-機械擊穿現象。

2、管線敷設方式對管線耐久性的影響。

建筑電氣管線敷設也是影響耐久性的一個因素,管的敷設能起到對電線電纜的保護作用,避免線路受到外力因素的破壞。穿管敷設有明敷和暗敷,暗敷包括埋墻、埋地和埋樓板,現在的建筑電氣管線大部分是穿管暗敷,只有在電氣豎井或地下室配電房的電纜溝內,電纜才可能是不穿管敷設在空氣中。

二、建筑電氣管線耐久性監測方法

1、直流分量監測法。

要闡述直流分量監測法,首先要引入一個概念,就是水樹枝現象。這一現象的出現,是由于水分侵入電纜后,受到電場的作用,并由于電場強度不均勻和電應力集中,因此形成水樹枝現象,進一步了解水樹枝現象,可以對交聯聚乙烯電纜的絕緣狀態進行現場診斷。直流分量監測法就是通過監測水樹枝的整流作用及其在電纜導體和屏蔽層之間產生的直流電流的大小和極性關系,從而判斷電氣管線的絕緣性能。

2、直流疊加監測法。

直流疊加監測法的基本原理是,將直流電源加在接地電壓互感器的某處,形成直流電壓與電纜絕緣交流電壓的疊加,從而測量出直流泄露的電流值,通過公式換算,用絕緣電阻來表示。這一方法是在帶電的高壓電纜上加入一個50伏的直流電壓,讀取流過電纜絕緣層的泄露電流,然后計算電纜的絕緣電阻,根據絕緣電阻來判斷電纜的老化情況。直流疊加法可以實現對建筑電氣管線的連續監測,并且根據監測結果對電纜壽命曲線預測進行即時更新,由絕緣電阻的變化趨勢預測電纜的運行情況,做出耐久性評價。

3、精度改善監測法。

由于上述兩種檢測法在精度方面都存在缺陷,如電纜老化會使電纜屏蔽層產生化學電動勢電壓,對直流分量監測法影響較大;當接地電壓互感器加低壓直流電壓時,對于直流疊加監測法來說,由于正負抵消的原理,單向雜散干擾電流對在線監測數據產生影響。為了消除這些影響,采用精度改善監測法,提高儀器的測量精度,并且從測量數據入手,使數據處理結果更為精確,以保證在線數據測量特征對在線監測數據有效性的判別。

4、其他在線監測法。

還有其他幾種在線監測方法,如局部放電法,tg&法等。局部放電法的特點是能檢測出建筑電氣管線有缺陷的地方發生局部放電現象,在理論上可以在線監測,但由于干擾因素較多,實際中在線監測困難較大。tg&法的特點是在運行電壓下能檢測電氣管路劣化程度,應用較多,但需要特殊的在線監測儀器。每種方法都有各自的優缺點,做到相互配合和彌補,以此來為電纜絕緣老化等問題的評估提供依據。

三、建筑電氣管線耐久性評估研究

1、管線耐久性評估的程度型指標。

對于建筑電氣管線耐久性的評價,涉及到很多因素,而這些因素具有隨機性的特點,彼此相互作用和關聯,各因素變化對管線耐久性的影響,不能用精確的數量來表述,只能是模糊的概念描述。因此,程度型指標的評估,一般用專家分析法和隸屬度分析法,對管線的外觀情況和惡化程度進行評估。外觀情況指管線裂縫的寬度,有無發黃、斑駁、剝落的情況,有無腐蝕情況等;程度型指標對管線惡化程度指管線的老化程度,是由管線絕緣程度和電纜溫度等共同作用決定的。

2、管線耐久性評估的速度型指標。

構成電氣管線的材料,每一個質量因子均有其正常運行時的標準,如主絕緣電阻、護套絕緣電阻、電纜溫度、環境溫度等,這些標準與管線老化的速度相比較,就形成了評價管線耐久性的速度等級指標。因此,速度型指標的評估,一般用多因素評定法和二級綜合評估向量法,對管線的環境條件況和惡化程度進行評估。環境條件指管線使用環境的氣候條件,如溫度、濕度、有無干濕交替、有害氣體濃度、腐蝕性物質含量及銹蝕防護措施等;速度型指標對管線的惡化程度指單位時間內保護層老化的速度,絕緣電阻等因素的影響。

四、總結

對于建筑電氣管線耐久性的監測及評估,國家還未出臺相關的標準,在評價電氣管線耐久性的過程中,涉及到的很多因素既隨機又模糊,各指標間有時甚至出現不可預測性和矛盾性,這與我國建筑電氣管線耐久性監測評估技術滯后于電線電纜的制造應用技術有很大關系。因此,對耐久性監測及評估體系進行研究,不斷提高耐久性監測技術也是從業人員的目標。

作者:方妙錦 陸小鋒 朱妙青

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