于恒

摘要：當(dāng)潮氣或水分浸入到交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜內(nèi)部，交聯(lián)聚乙烯極易在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生“水樹(shù)枝”現(xiàn)象，而“水樹(shù)枝”生長(zhǎng)到一定程度即會(huì)引發(fā)永久性“電樹(shù)枝”缺陷，使交聯(lián)聚乙烯的絕緣性能降低，最終造成電纜絕緣被擊穿，導(dǎo)致停電事故甚至火災(zāi)。因此，為了提高交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的可靠性、安全性、使用壽命，本文對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜防水的必要性與措施進(jìn)行了探討[1]。

關(guān)鍵詞：交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜;防水措施;受潮原因;受潮危害

引言

近年來(lái)，交聯(lián)聚乙烯電纜逐漸推廣，替代了過(guò)去的油浸紙絕緣電纜。交聯(lián)聚乙烯電纜受水汽侵蝕，電纜受潮，不僅不能達(dá)到額定使用壽命，還會(huì)給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下隱患。為此，本文探討電纜受潮的危害及原因，并在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了防止電纜受潮的處理方法[2]。

1.電纜受潮或進(jìn)水的原因

電纜受潮主要有電纜本身內(nèi)部原因及電纜敷設(shè)施工方法不當(dāng)這一外部等方面的原因，具體如下。

1.1導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯電纜受潮或進(jìn)水的內(nèi)部原因分析

交聯(lián)聚乙烯電纜是一種高分子聚合物，它是由乙烯分子為單體，在一定的化學(xué)反應(yīng)條件及催化劑的催化作用下，通過(guò)聚合作用形成的高分子聚合物。因?yàn)榻宦?lián)聚乙烯電纜的主要成分是聚乙烯分子，其分析在水體中是非常難溶的，而且聚乙烯分析的結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)鏈線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，是屬于結(jié)晶聚合物，所以當(dāng)電纜中的聚乙烯分析處于正常排列的情況下，電纜中內(nèi)部的結(jié)晶部分和無(wú)定型部分會(huì)處于一種共存的狀態(tài)，所以此時(shí)電纜內(nèi)部的晶體分子之間的排列是非常緊密的。然而對(duì)于無(wú)定型分子而言，微粒之間的排布十分松散，分子與分子之間存在很大的間隙，這使得水分子很容易侵入到無(wú)定型分子之間的間隙之中。對(duì)于經(jīng)過(guò)乙烯加聚反應(yīng)得到的交聯(lián)聚乙烯電纜而言，其分子微粒之間還存在一定的雜質(zhì)與交聯(lián)副產(chǎn)物。這樣一來(lái)，如果將交聯(lián)聚乙烯電纜置于潮濕的外部環(huán)境下，潮氣和水分就會(huì)浸入到電纜纜芯和護(hù)套中，此時(shí)一旦向交聯(lián)聚乙烯電纜中通入交流電壓，在纜芯內(nèi)電場(chǎng)的作用下，附著在交聯(lián)電纜纜芯和護(hù)套上的水分子就會(huì)形成帶雜質(zhì)的污點(diǎn)并導(dǎo)致電纜纜芯發(fā)生電化學(xué)腐蝕。另外，交聯(lián)電纜內(nèi)部雜質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致其電阻阻值增大，電纜運(yùn)行發(fā)熱量會(huì)增加，這進(jìn)一步加劇了交聯(lián)電纜的腐蝕老化[3]。

1.2導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯電纜受潮或進(jìn)水的外部原因分析

（1）由于材料及制造工藝等原因，交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣內(nèi)部難免會(huì)產(chǎn)生微孔、存在雜質(zhì)或其他缺陷，尤其是微孔將會(huì)增大電纜的吸水性。

（2）出廠時(shí)，電纜端部均處于密封套密封狀態(tài)。經(jīng)施工使用一部分后，余下部分通常僅用塑料布簡(jiǎn)單包扎斷口，且露天擺放，難免會(huì)有水汽侵入電纜。

（3）完成敷設(shè)的電纜未及時(shí)制作電纜端頭。若環(huán)境濕度較大，未處理的電纜頭直接暴露在空氣中，水分極易侵入電纜。

（4）制作電纜頭，如終端頭、中間接頭時(shí)，電纜頭可能由于工作人員疏忽落入現(xiàn)場(chǎng)積水中。

（5）正常運(yùn)行的電纜可能因施工等原因造成絕緣損壞。近年來(lái)，由于市政改造，電纜被大型施工機(jī)械損壞的新聞報(bào)道屢見(jiàn)不鮮，若不及時(shí)處理，電纜很容易進(jìn)水[2]。

2.交聯(lián)聚乙烯電纜受潮浸水作用機(jī)理及其帶來(lái)的危害

外部環(huán)境的水份侵入交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣后，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下將產(chǎn)生一系列理化作用，使絕緣體沿電場(chǎng)方向形成“水樹(shù)”。經(jīng)強(qiáng)電場(chǎng)作用，水樹(shù)枝的尖端會(huì)不斷向絕緣材料內(nèi)部蔓延，直至貫穿整個(gè)絕緣，最終使交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣擊穿[4]。實(shí)驗(yàn)證明，若運(yùn)行環(huán)境的濕度達(dá)到65%以上，交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣材料就有可能形成水樹(shù)，且隨著相對(duì)溫度的提高，水樹(shù)的數(shù)量會(huì)逐漸增加。

除了使絕緣材料受損，電纜受潮還會(huì)腐蝕其屏蔽銅帶。交聯(lián)聚乙烯電纜均設(shè)有金屬屏蔽層，國(guó)產(chǎn)電纜一般由1層或2層退火銅帶螺旋繞包而成，主要作用是屏蔽電場(chǎng)，流通不平衡電流或故障電流，防止軸向表面放電及防雷。一旦金屬屏蔽層被潮氣侵蝕，銅帶疊壓處的接觸電阻會(huì)顯著增加，沿導(dǎo)流體軸向流通的電流只能繞銅帶螺旋流動(dòng)。此時(shí)屏蔽銅帶可等效于電感線(xiàn)圈，大大增加電纜的電感，在雷電或操作過(guò)電壓作用下，屏蔽層上會(huì)形成極大感應(yīng)電壓，對(duì)電纜造成傷害。

此外，水分中通常含有腐蝕性物質(zhì)，對(duì)電纜芯線(xiàn)及電纜連接處產(chǎn)生的危害更大[4]。

3.電纜防水的必要性

在國(guó)內(nèi)的南方地區(qū)和富水區(qū)域， 中低壓電力電纜地下敷設(shè)時(shí)， 無(wú)論采用哪一種敷設(shè)方式， 電纜的某幾處可能短期或長(zhǎng)期浸泡在水中。

電纜敷設(shè)是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的過(guò)程， 如果施工時(shí)不小心或不注意， 造成電纜護(hù)套被刮破或拉脫， 又沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)有損壞的部位， 而將電纜穿入電纜溝中， 這樣， 電纜損傷的部分有可能會(huì)浸泡在水中， 其后果不堪設(shè)想。水直接進(jìn)入護(hù)套和鋼帶， 對(duì)于無(wú)鎧裝設(shè)計(jì)的中低壓電纜而言， 水將直接侵蝕絕緣層;有鎧裝設(shè)計(jì)的中壓電纜在鎧裝內(nèi)有一層擠包內(nèi)襯層， 內(nèi)襯層還可以起到一定的防水作用。然而， 目前國(guó)內(nèi)大部分廠家生產(chǎn)的有鎧裝的低壓電纜的生產(chǎn)工藝為繞包內(nèi)襯層， 這就使得水同樣會(huì)直接侵蝕絕緣層。因此， 中低壓電力電纜采用防水結(jié)構(gòu)顯得尤為重要[5]。

結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)電纜使用性能的要求也越來(lái)越高。潮氣或水分的侵入對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜使用壽命產(chǎn)生了較大的影響，這使交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的防水問(wèn)題引起廣泛關(guān)注。為了確保交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的使用壽命，必須對(duì)其采用必要的徑向阻水和縱向阻水措施。與此同時(shí)，在電纜敷設(shè)前，應(yīng)沿電纜敷設(shè)線(xiàn)路將溝、槽、隧道、電纜井等處的積水排除干凈，從而盡可能地降低水分侵入電纜的概率。

參考文獻(xiàn)：

[1]董兆林，水利飛，王社峰，葉常青.交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜防水的必要性及其措施[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2017（01）：43-44.

[2]劉杰，成健.交聯(lián)聚乙烯電纜防水防潮技術(shù)研究綜述[J].通信電源技術(shù)，2019，36（07）：209-210.

[3]尤占山，胡超強(qiáng)，許翠珊，鄒科敏，馮家杰.交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜防水的必要性與措施[J].粘接，2019，40（12）：136-139.

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