帶您探討阻水電纜

交聯(lián)聚乙烯絕緣阻水電力電纜，其不僅具有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械物理性能，且具有結(jié)構(gòu)輕便、傳輸容量大、安裝敷設(shè)及維護(hù)保養(yǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛受到社會(huì)好評(píng)。近年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)的不斷深入，電力需求持續(xù)增加，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜產(chǎn)品用量也逐年大幅度的增加。交聯(lián)聚乙烯電纜壽命理應(yīng)得到重視，交聯(lián)聚乙烯電纜尤其是中高壓電纜其壽命往往由絕緣的老化程度決定，而絕緣老化程度又受到樹(shù)枝放電制約，即水樹(shù)和電樹(shù)的影響，所以降低絕緣水分含量是提高交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜使用壽命的方法之一，特別是隨著電壓等級(jí)的提高，電纜阻水性能也就越來(lái)越重要。下面根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單介紹一下水樹(shù)的產(chǎn)生機(jī)理、對(duì)電纜壽命影響及防范措施。

水樹(shù)是由于水分滲入交聯(lián)聚乙烯絕緣，在電場(chǎng)作用下形成的樹(shù)枝狀物，其特點(diǎn)是引發(fā)樹(shù)枝的空隙含有水分，且在較低的場(chǎng)強(qiáng)下發(fā)生。水樹(shù)的產(chǎn)生，將會(huì)造成絕緣介質(zhì)損耗增加，同時(shí)降低絕緣電阻及絕緣擊穿電壓，加快絕緣老化速度，縮短電纜使用壽命。

水樹(shù)的產(chǎn)生既有其內(nèi)在原因也有其外在原因，內(nèi)在原因是電纜絕緣本身的質(zhì)量，即絕緣內(nèi)部含有雜質(zhì)、氣泡、殘留微水分；外在原因是電場(chǎng)及電纜內(nèi)部的潮氣的滲入。內(nèi)在原因可以通過(guò)檢測(cè)并控制絕緣材料及其加工藝的質(zhì)量，而外在原因可在使用過(guò)程中加以防止。水樹(shù)生長(zhǎng)機(jī)理一般可分為剩余應(yīng)變使水樹(shù)枝增長(zhǎng)，或電場(chǎng)下的化學(xué)勢(shì)作用而發(fā)展的水樹(shù)、電泳與擴(kuò)散力理論。剩余應(yīng)變使水樹(shù)枝增長(zhǎng)是在電纜經(jīng)受電壓和水的作用下，導(dǎo)致絕緣內(nèi)應(yīng)變逐漸增加而產(chǎn)生的，這主要是由于間隙內(nèi)的水分因損耗發(fā)熱而產(chǎn)生的熱膨脹力和電致伸縮力而導(dǎo)致的；電場(chǎng)下的化學(xué)勢(shì)作用而發(fā)展的水樹(shù)主要是因?yàn)殡娎|進(jìn)水，導(dǎo)致絕緣浸泡在水中，并在運(yùn)行電場(chǎng)的作用下，水分子逐漸絕緣中存在的含水雜質(zhì)在運(yùn)行電場(chǎng)作用下，形成間隙擴(kuò)大和發(fā)展而形成水樹(shù)枝。雖然水樹(shù)枝不會(huì)直接導(dǎo)致絕緣的擊穿，但水樹(shù)枝在直流電壓下或經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間氧化、轉(zhuǎn)化，也會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?shù)枝，并形成放電，致使水樹(shù)、電樹(shù)同時(shí)作用，加速絕緣劣化，這一點(diǎn)往往被忽視，因此必須重視電纜阻水性能，特別是當(dāng)電纜在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期浸泡在水中或處于潮濕環(huán)境時(shí)，如果沒(méi)有很好的阻水結(jié)構(gòu)或措施，那么電纜極容易導(dǎo)致絕緣因水樹(shù)而產(chǎn)生老化，從而造成絕緣性能下降，大大縮短電纜的使用壽命。所以敷設(shè)在有水或潮濕環(huán)境中的電纜，特別是中高壓電纜都要求電纜具有阻水結(jié)構(gòu)。

電纜滲水途徑通?？煞譃閮煞N類型：沿著電纜導(dǎo)體和纜芯縱向(或軸向)滲水；沿著電纜徑向(或橫向)透過(guò)護(hù)套滲水。

對(duì)于縱向（或軸向）阻水，我司通常采用阻水型導(dǎo)體即絞合導(dǎo)體時(shí)加入（半導(dǎo)電）阻水帶、阻水紗，成纜時(shí)填充采用阻水繩，每層的包帶也采用阻水帶。其機(jī)理是阻水帶、阻水紗或阻水繩里有大量的阻水粉，阻水粉當(dāng)遇水時(shí)會(huì)膨脹為原來(lái)的十幾倍到幾十倍不等，當(dāng)水分滲入時(shí)會(huì)阻塞滲水通道，終止水或水氣進(jìn)一步擴(kuò)散和延伸，從而有效的保護(hù)電纜，避免整根電纜的報(bào)廢，只需修復(fù)或更換部分的滲水電纜，可大幅度節(jié)約維修費(fèi)用，縮短維修時(shí)間，減少停電損失。

對(duì)于徑向（或橫向）阻水，通常采用綜合阻水套即鋁塑復(fù)合帶縱包后擠包聚乙烯，聚乙烯的防水性能優(yōu)于聚氯乙烯，大量實(shí)驗(yàn)表明聚氯乙烯的透水性大約是聚乙烯的五倍。雖然聚乙烯的阻水性能優(yōu)于聚氯乙烯但其分子間隙仍可透過(guò)水分子，而金屬是*不透水的，故采用鋁塑帶縱包進(jìn)一步加強(qiáng)電纜的徑向阻水性能。但鋁塑復(fù)合帶畢竟并非*密封，其搭蓋處由于工藝原因或使用過(guò)程中護(hù)套破損是可能存在縫隙，這就給水分滲入提供了可能，若采用密封的金屬護(hù)套則可使電纜達(dá)到*的徑向阻水，因?yàn)榻饘僮o(hù)套的Z大特點(diǎn)是具有*的不透氣性。

金屬護(hù)套的種類很多，主要有熱擠壓的鋁或鉛護(hù)套、冷拔的金屬套，以及縱包氬弧焊并軋紋的皺紋鋁或鋼護(hù)套。目前較多的采用縱包氬弧焊并軋紋的皺紋鋁護(hù)套或熱擠壓并軋紋的皺紋鋁護(hù)套。在護(hù)套外通常還要擠包聚乙烯或聚氯乙烯外護(hù)套。

全阻水型單芯中壓電纜結(jié)構(gòu)（縱向+徑向）

1 - 阻水導(dǎo)體 2 - 導(dǎo)體屏蔽 3 - 絕緣 4 - 絕緣屏蔽
5 - 半導(dǎo)電阻水帶 6 - 銅絲屏蔽 7 - 阻水帶 8 - 鋁塑復(fù)合帶 9 - 聚乙烯外護(hù)層

全阻水型單芯高壓電纜結(jié)構(gòu)（縱向+徑向）

1 - 阻水導(dǎo)體 2 - 半導(dǎo)電帶 3 - 導(dǎo)體屏蔽 4 - 絕緣 5 - 絕緣屏蔽6 - 半導(dǎo)電阻水帶 7 - 金屬護(hù)套 8 - 防腐層 9 - 聚乙烯外護(hù)層（含半導(dǎo)電層）

對(duì)于電纜阻水試驗(yàn)方法，目前只有電纜縱向阻水性能試驗(yàn)方法及其標(biāo)準(zhǔn)，即按GB/T 12706. 2-2002附錄D、GB/T 11017. 1-2002附錄C、GB/Z18890. 1-2002附錄C等阻水試驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)和判定；而電纜徑向阻水性能，目前還沒(méi)有明確的試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，主要是通過(guò)間接的方法進(jìn)行，如金屬護(hù)套電纜徑向阻水試驗(yàn)是通過(guò)氣密性試驗(yàn)，即靜置一段時(shí)間或浸水，靠壓力變化或氣泡來(lái)判定其徑向阻水效果；同時(shí)檢查聚乙烯非金屬護(hù)套是否有缺陷，如被確定為完好的，即認(rèn)為電纜具有良好的徑向阻水性能。但這種方法僅對(duì)金屬護(hù)套有用，卻無(wú)法檢測(cè)鋁塑復(fù)合綜合護(hù)層的徑向阻水效果。因此希望標(biāo)準(zhǔn)制定部門能夠盡快制定相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或試驗(yàn)方法。