电缆

电缆汇报人李大虎力神泵业有限公司TheSineofQuality潜油电缆1、潜油电缆的结构特点和潜油电缆材料2、潜油电缆的技术参数及测试3、潜油电缆的连接4、潜油电缆头的结构5、潜油电缆头的性能指标及测试6、潜油电缆的选择7、潜油电缆的故障及检测汇报内容力神泵业有限公司TheSineofQuality潜油电缆电缆连接力神泵业有限公司TheSineofQuality潜油电缆作为潜油电泵机组输送电能的通道部分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中。为使电泵机组长期正常运行，要求与之相配套的潜油电缆具有较高的电气性能，耐高温、高压和耐腐蚀。因此，潜油电缆同普通动力电缆相比，除具有相同的绝缘性外，还具有适应油井井下运行的特殊性。潜油电缆能具有适应井下运行的特殊性，主要表现在结构和绝缘材料与通用的动力电缆不同。本章主要从结构和绝缘材料方面，讲述潜油电缆的特殊性。一、前言潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality一、潜油电缆的结构特点潜油电缆包括潜油动力电缆和潜油电机引接线。潜油动力电缆分为圆电缆和扁电缆，电机引接线只有扁电缆一种，由于国内目前使用的动力电缆多为扁电缆，所以人们通常把动力电缆称为大扁电缆，把电机引接线称为小扁电缆。第一节潜油电缆的结构特点和潜油电缆材料潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality潜油电缆，无论是圆电缆还是扁电缆都是由导体、绝缘层、护套层、编织层和钢带铠装组成。此外，还有用于高温井用的双护套双绝缘的特殊电缆。工作于油管和套管的环形空间。1．潜油大扁电缆的结构潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality1．潜油大扁电缆的结构⑴导体：导体芯线为三芯实心铜线或七股铜绞线。导体的作用是传递电能。⑵绝缘层：绝缘层为芯线外挤包的塑料或橡胶绝缘层，具有很高的介电性能和可靠的密封性能。绝缘层的作用是在工作环境下，使电缆的电气性能长期保持稳定。⑶护套层：三根芯线绝缘成缆后，无论是圆电缆还是扁电缆都是在每根芯线的绝缘层外挤包橡胶（或铅）护套，其作用是防止绝缘受潮、机械损伤以及化学介质的侵蚀。护套层具有一定的机械强度，有对介质的抗耐性和良好的气密性。⑷钢带铠装：为了防止电缆护套层在下井过程中损伤以及对护套层起束缚作用，根据用户的需要可以在护套层外用镀锌（蒙乃尔或不锈钢）钢带进行瓦楞装铠，防止护套层爆裂。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality2．潜油小扁电缆潜油小扁电缆从外型结构上看同大扁电缆是很相似的，都是由导体、绝缘层、护套层、编织层和钢带铠装等几部分组成。各部分的作用与大扁电缆相同，但由于工作的环境空间小于大扁电缆工作的环形空间，且工作温度高于大扁电缆，因此，各部分的外型尺寸均比大扁电缆小。主要有以下几个特点：潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality⑴导体小扁电缆的芯线直径明显小于同系统的大扁电缆，且由单股铜线组成，因为单股线与多股线相比，在规格相同的情况下直径略小于多股线。⑵绝缘层和护套层由于小扁电缆位于机组的最下端，工作温度略高于大扁电缆，要求绝缘层有良好的耐高温性能。一般采用在导体芯线外绕包一层聚酰亚胺薄膜，作为辅助绝缘层。主要绝缘层和护套层均采用耐高温材料，且薄于大扁电缆的绝缘层和护套层。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality3．潜油电缆的特点潜油电缆潜油电缆和普通动力电缆相比具有以下特点：⑴要求耐高温、油、气和水，有适应井下工作状况的特性。⑵外形结构尺寸要符合环形空间的要求。⑶为满足油井对机组尺寸的要求，潜油电缆一般采用圆形或扁形，扁形和小扁形连接在一起的复合结构。⑷要适应施工和井下环境温度-30~145℃,要求在-30℃的情况下进行起下作业时，潜油电缆护套层不破裂。力神泵业有限公司TheSineofQuality潜油电缆的材料主要包括导电材料和绝缘材料。1．导电材料用于潜油电缆的导电材料，应具有良好的导电性，足够的机械强度，不宜氧化，不宜腐蚀和容易加工焊接的特性。铜作为潜油电缆导电芯线是最好的导电材料，要求铜导体符合国家标准规定。2．绝缘材料对绝缘材料的基本要求是具有优异的电绝缘性能，一般情况下以绝缘电阻、介电系数、介质损耗和耐电强度等参数来表征。由于潜油电缆长期工作于高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中，因而要求潜油电缆具有较高的电气性能。其中主要表现为潜油电缆的绝缘性能。用做绝缘材料的主要有乙丙橡胶、聚丙烯和氟橡胶等。二、潜油电缆的材料潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality⑴乙丙橡胶（EPR）潜油电缆①具有优异的电性能②突出的耐老化性能③机械性能较好④化学稳定性较好⑤缺点是硫化速度比一般合成橡胶慢力神泵业有限公司TheSineofQuality⑵聚丙烯（PP）聚丙烯属于塑料的一种，具有密度小和密封性好的特点，通常用来作为油矿电缆的绝缘层，用在90℃以下等级的潜油电缆上。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality①是一种新型绝缘材料，它具有良好的物理机械性能，优异的电器绝缘性能，良好的耐热性，一般温度可达204℃或更高。突出的耐老化性能和耐应力开裂性能。具有优异的自润滑性、不粘性、不然性和自熄性，不吸水，摩擦系数是所有塑料中最低的。②优异的化学稳定性。其耐油、耐溶剂性优于已知的各种橡胶。有良好的耐日光和大气老化性。且无臭、无味、无毒。③氟塑料已广泛的应用高温电力电缆的绝缘层，绝缘层可以做得很薄，由于它柔韧、耐磨，也可以做绝缘的护套层。由于重量轻，耐温等级高，被广泛应用于大、小扁中。渐渐的取代了铅护套，而用做高温电缆的绝缘层和护套层。⑶氟塑料：潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality3．护套材料潜油电缆长期工作于高压油、气、水介质中，需要有良好的护套层保护绝缘层不受油、气、水的侵蚀，满足现场施工操作的要求。常用的护套层有丁腈橡胶和铅两种，耐温140℃等级的护套层可用乙丙橡胶。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality⑴丁腈橡胶丁腈橡胶常用做耐温90℃以下等级潜油电缆的护套层，经过特殊处理后也可作为耐温120℃等级的护套层。丁腈橡胶主要性能如下：①丁腈橡胶的最大特点是具有良好的耐油性。它的耐油性仅次于聚硫橡胶、氯醚橡胶和氟橡胶。②未经补强的硫化丁腈橡胶，其机械强度是很低的。③丁腈橡胶比天然橡胶、丁苯橡胶耐热性好一些。④丁腈橡胶的电性较差，而且随温度的变化，影响电性的幅度比天然橡胶还大。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality由于铅的密封性能好，耐高温，常用做潜油电缆耐温120℃以上级的护封层，运用于含气量较大的油井中。铅的主要性能如下：①耐腐蚀性。铅是一种重金属，表面易氧化，但氧化后抗腐蚀性特强，不溶于一般的溶剂，是最稳定金属之一。②热导率和膨胀系数较低，在低温时的热导率只是银的8%，铜的7.8%，膨胀系数只有0.0000183。③相对密度大，溶点较高，延长性能好，常温下铅的相对密度较大11~34，溶点327℃，延长率为52%。④缺点是比重大，难于搬运，同时易于和谐波产生共振而损坏。⑵铅潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality一、潜油电缆的技术参数1．潜油电缆的绝缘电阻潜油电缆的绝缘电阻是指绝缘线上所加的直流电压U与泄漏电流Ig的比值称为绝缘电阻Ri。即：相应于泄露电流是表面的或体积的，绝缘电阻也可分为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻。一般在不加说明时所称的绝缘电阻均是指体积绝缘电阻。潜油电缆第二节潜油电缆的技术参数及测试力神泵业有限公司TheSineofQuality2．潜油电缆的直流电阻潜油电缆的直流电阻就是电缆导体的直流电阻。测量潜油电缆导体的直流电阻，目的在于检查导体截面积是否与制造厂的规范相等，导电率是否符合标准，导体是否有断裂。导体的电阻R与导体的材料（—导体材料在20℃时的电阻系数，Ω•mm2/m）有关，也同材料的横截面积和长度有关。即：式中：L——导体长度，m；S——导体的截面积，mm2；潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality测量潜油电缆的电容可检查绝缘厚度是否符合规定。当电缆导体的尺寸不变时，电缆的电容是随着绝缘厚度的减少而增加；电缆绝缘受潮后，测得的电容值也随之加大，从而可以判断绝缘质量的优劣。为了核算电力系统的电容电流，也需测电缆电容。3．潜油电缆的电容量潜油电缆4．潜油电缆的电感量潜油电缆的电感是电缆导体所交链的磁通链与导体电流的比值。为了便于计算，可以将电感分成内电感和外电感，自感与互感分量。内感是导体内部交链的磁通量所构成的电感，而外感则是导体外部交链的磁通量所构成的磁通与导体交链所构成的电感，互感则是邻近导体的电流所形成的磁通与电缆导体交链所形成的电感。力神泵业有限公司TheSineofQuality电缆线路的预防性试验与接交验收试验，目前最普遍采用的项目是直流耐压试验。采用直流耐压试验与交流耐压试验相比有以下优点：①可以用很小容量的试验设备对长的电缆线路进行高压试验。②避免交流电压对良好绝缘起永久性破坏作用。③可以在较低的电压下发现电缆的缺陷。④击穿电压与电压作用时间的关系不大（当将电压作用时间由几秒钟增加到几小时，击穿电压约减小8%~15%），一般缺陷在加压后一分钟即可发现，因此规程中规定预防性试验时间为5min，这样缩短了试验时间。5．直流耐压潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality采用直流耐压试验时，缆芯导体一般是接负极。因为，线芯如接正极，若绝缘中有水分存在，将会因电渗透性作用使水分移向电缆护套层，结果使缺陷不易发现。当电缆芯接正极时，击穿电压较接负极时间约高10%，这与绝缘厚度、温度及电压作用时间都有关系。普通浸渍纸绝缘电缆在直流电压下的平均击穿强度约为400~600kV/cm，比交流电压的击穿强度大一倍左右，因此用于直流试验的电压应当较高。潜油电缆优点力神泵业有限公司TheSineofQuality测量绝缘电阻一般多采用兆欧表，1kV以下电压等级的电缆用250~1000V的兆欧表，1kV以上电压等级的电缆用1000~2500V的兆欧表。潜油电缆目前采用2500V电压等级的兆欧表。兆欧表俗称绝缘摇表。用绝缘摇表要测得一个正确的绝缘电阻值，使测得的结果能说明问题，这是一件相当复杂的事情。现将测量电缆线路绝缘电阻时的注意事项分述如下：二、潜油电缆技术参数的测试潜油电缆1．潜油电缆绝缘电阻的测试力神泵业有限公司TheSineofQuality⑴试验前将电缆放电、接地，以保证安全及试验结果准确。⑵摇表应放置在平稳的地方，以避免在操作时用力不均匀而使摇表摇晃，致使读数不准。⑶摇表在不接被试品空摇时，指针应指在无限大“”位置。如果不在这一位置，就表示已受到碰撞而使指针和线圈的位置改变或线圈已受潮，这时测得的绝缘电阻值是不正确的。⑷电缆芯线端头表面应该擦试干净，以减少表面泄漏。如果表面漏电很大而又不易被除去，例如空气潮湿使套管表面受到侵蚀不能擦干净时，就必须利用摇表的“屏蔽”桩头，把表面绝缘完全撇开到摇表的指示之外。自“屏蔽”桩头引出的线应接在电缆芯的两端套管或绝缘上，而利用另一电缆芯作为屏蔽线的回路，如图9-4所示。用金属软线，在电缆终端头的套管上缠上几匝，或者最好用一层薄金属箔包上，再用导线缠到摇表的屏蔽桩头上。潜油电缆力神泵业有限公司TheSineofQuality⑸从摇表的头线桩头“L”上接到被试品上的一条引线的绝缘电阻，相当于和被试设备的绝缘电阻并联，因此要求该引线的绝缘电阻较高，并且不应拖在地上。⑹操作摇表时，手摇发电机应以额定转数旋转。一般保持为每分钟120转左右时，摇表里面的发电机恰能发出额定的电压。⑺在测定绝缘电阻兼测定吸收比时，应该先把摇表摇到额定速度，再把火线引线搭上，并从搭上时开始计算时间。因为，在开始摇的时候，速度由零逐渐上升，需要相当的时间后速度才能达到额定值，所以电压也是逐渐上升，如果在摇表前就预先把线接好，就会使绝缘材料的吸收过程复杂化，这样得出的结果也就不准确。⑻电缆绝缘电阻测量完毕或需重复测量时，需将电缆放电、接地，电缆线