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)及維護保養(yǎng)方便的優(yōu)點，已廣泛受到社會好評。近年來隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(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枝放電制約，即水樹和電樹的影響，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的提高，電纜阻水性能也就越來越重要。下面根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗簡單介紹一下水樹的產(chǎn)生機理、對電纜壽命影響及防范措施。

水樹是由于水分滲入交聯(lián)聚乙烯絕緣，在電場作用下形成的樹枝狀物，其特點是引發(fā)樹枝的空隙含有水分，且在較低的場強下發(fā)生。水樹的產(chǎn)生，將會造成絕緣介質(zhì)損耗增加，同時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；外在原因是電場及電纜內(nèi)部的潮氣的滲入。內(nèi)在原因可以通過檢測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程中加以防止。水樹生長機理一般可分為剩余應(yīng)變使水樹枝增長，或電場下的化學(xué)勢作用而發(fā)展的水樹、電泳與擴散力理論。剩余應(yīng)變使水樹枝增長是在電纜經(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；電場下的化學(xué)勢作用而發(fā)展的水樹主要是因為電纜進水，導(dǎo)致絕緣浸泡在水中，并在運行電場的作用下，水分子逐漸絕緣中存在的含水雜質(zhì)在運行電場作用下，形成間隙擴大和發(fā)展而形成水樹枝。雖然水樹枝不會直接導(dǎo)致絕緣的擊穿，但水樹枝在直流電壓下或經(jīng)過長時間氧化、轉(zhuǎn)化，也會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?，并形成放電，致使水樹、電樹同時作用，加速絕緣劣化，這一點往往被忽視，因此必須重視電纜阻水性能，特別是當(dāng)電纜在運行過程中長期浸泡在水中或處于潮濕環(huán)境時，如果沒有很好的阻水結(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)。

電纜滲水途徑通常可分為兩種類型：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)透過護套滲水。

對于縱向（或軸向）阻水，我司通常采用阻水型導(dǎo)體即絞合導(dǎo)體時加入（半導(dǎo)電）阻水帶、阻水紗，成纜時填充采用阻水繩，每層的包帶也采用阻水帶。其機理是阻水帶、阻水紗或阻水繩里有大量的阻水粉，阻水粉當(dāng)遇水時會膨脹為原來的十幾倍到幾十倍不等，當(dāng)水分滲入時會阻塞滲水通道，終止水或水氣進一步擴散和延伸，從而有效的保護電纜，避免整根電纜的報廢，只需修復(fù)或更換部分的滲水電纜，可大幅度節(jié)約維修費用，縮短維修時間，減少停電損失。

對于徑向（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，大量實驗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水分子，而金屬是*不透水的，故采用鋁塑帶縱包進一步加強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程中護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套則可使電纜達到*的徑向阻水，因為金屬護套的Z大特點是具有*的不透氣性。

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

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 - 金屬護套 8 - 防腐層 9 - 聚乙烯外護層（含半導(dǎo)電層）

對于電纜阻水試驗方法，目前只有電纜縱向阻水性能試驗方法及其標(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等阻水試驗的方法來進行試驗和判定；而電纜徑向阻水性能，目前還沒有明確的試驗方法以及試驗標(biāo)準(zhǔn)，主要是通過間接的方法進行，如金屬護套電纜徑向阻水試驗是通過氣密性試驗，即靜置一段時間或浸水，靠壓力變化或氣泡來判定其徑向阻水效果；同時檢查聚乙烯非金屬護套是否有缺陷，如被確定為完好的，即認為電纜具有良好的徑向阻水性能。但這種方法僅對金屬護套有用，卻無法檢測鋁塑復(fù)合綜合護層的徑向阻水效果。因此希望標(biāo)準(zhǔn)制定部門能夠盡快制定相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)或試驗方法。