交聯(lián)聚乙烯電纜防水防潮技術(shù)研究綜述

劉 杰，成 健

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020）

0 引 言

電力電纜作為一種具有優(yōu)異電氣性能和機(jī)械性能的電力能源輸送設(shè)施，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用[1]。過去使用范圍最廣的油浸紙絕緣電纜受運(yùn)行環(huán)境的影響極易受潮，可能造成極其嚴(yán)重的事故。因此，但凡工程涉及油浸紙絕緣電纜，從電纜出廠到工地貯存再到投放使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，都必須嚴(yán)格防范電纜進(jìn)水導(dǎo)致其絕緣材料受潮。這在一定程度上造成電纜敷設(shè)施工難度大，后期維護(hù)成本高。近年來，交聯(lián)聚乙烯電纜逐漸推廣，替代了過去的油浸紙絕緣電纜。由于交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣是擠塑的整體，使得這種電纜具有一定的防水、防潮性能，人們也往往忽略了對其的防水、防潮[2]。施工過程中電纜穿墻孔洞、電纜管道等不做密封處理，或利用速干水泥、膠泥、發(fā)泡膠以及充氣式柔性氣囊等封堵材料進(jìn)行簡單處理的情況普遍存在，結(jié)果是電纜在長時(shí)間運(yùn)行過程中極易被積水浸泡。受水汽侵蝕，電纜受潮，不僅不能達(dá)到額定使用壽命，還會給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下隱患[3]。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。

1 電纜受潮的危害

外部環(huán)境的水份侵入交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣后，在強(qiáng)電場作用下將產(chǎn)生一系列理化作用，使絕緣體沿電場方向形成“水樹”。經(jīng)強(qiáng)電場作用，水樹枝的尖端會不斷向絕緣材料內(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[1-5]。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，且隨著相對溫度的提高，水樹的數(shù)量會逐漸增加[6-8]。

除了使絕緣材料受損，電纜受潮還會腐蝕其屏蔽銅帶。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，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。此時(shí)屏蔽銅帶可等效于電感線圈，大大增加電纜的電感，在雷電或操作過電壓作用下，屏蔽層上會形成極大感應(yīng)電壓，對電纜造成傷害。

此外，水分中通常含有腐蝕性物質(zhì)，對電纜芯線及電纜連接處產(chǎn)生的危害更大[5]。

2 電纜受潮的原因

電纜受潮主要有電纜本身缺陷及電纜敷設(shè)施工方法不當(dāng)?shù)确矫娴脑颉?/p>

（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)部難免會產(chǎn)生微孔、存在雜質(zhì)或其他缺陷，尤其是微孔將會增大電纜的吸水性。

（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單包扎斷口，且露天擺放，難免會有水汽侵入電纜。

（3）電纜敷設(shè)時(shí)，穿越道路、橋梁和涵洞等情況普遍存在，而這些地方地勢低洼、環(huán)境惡劣，一旦遭遇雨雪天氣易形成積水，且短時(shí)間內(nèi)無法自然干燥。敷設(shè)過程中，若電纜端頭不慎落入積水中，即使有塑料布包裹也不能保證電纜完全不受污水沾染。污水持續(xù)集聚可能浸泡電纜，同樣會對電纜的絕緣材料造成極大危害。此外，在牽引和穿管時(shí)可能出現(xiàn)電纜絕緣受損，常見于使用機(jī)械牽引時(shí)，如刮壞電纜外護(hù)套、鋼鎧等。

（4）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。

（5）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)場積水中。

（6）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，由于市政改造，電纜被大型施工機(jī)械損壞的新聞報(bào)道屢見不鮮，若不及時(shí)處理，電纜很容易進(jìn)水。

3 防止電纜受潮的方法

為了保證電纜的安全穩(wěn)定運(yùn)行，要采取有效措施降低電纜受潮的幾率，做好電纜受潮后的維護(hù)工作。為此，本文提出了如下方法應(yīng)對電纜受潮問題。

（1）電纜質(zhì)量選擇。選擇電纜時(shí)應(yīng)通過競標(biāo)方式選擇可靠的電纜生產(chǎn)廠家供貨，并對電纜進(jìn)行抽樣檢查，以確保電纜不會出現(xiàn)以次充優(yōu)等質(zhì)量問題，保障電纜敷設(shè)后能夠長期安全運(yùn)行。

（2）施工前應(yīng)測量電纜的絕緣電阻，判斷電纜是否存在集中缺陷，如絕緣介質(zhì)局部產(chǎn)生裂紋，形成貫穿性導(dǎo)電通道等，一旦發(fā)現(xiàn)類似缺陷，必須更換電纜。

（3）施工過程保護(hù)。加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)，做到安全文明施工，防止在施工過程中挖斷、挖破電纜。出現(xiàn)此種狀況時(shí)，應(yīng)及時(shí)妥善處理。

（4）中間接頭加裝防水盒。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，電纜中間接頭處理不當(dāng)，水分極易由中間接頭浸入電纜，導(dǎo)致電纜受潮。因此，給中間接頭加裝密閉性良好的防水盒極為重要。

（5）試驗(yàn)驗(yàn)收把控。把好交接和驗(yàn)收關(guān)，特別是對重要回路，必要時(shí)應(yīng)提高試驗(yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在移交運(yùn)行管理部門正式投運(yùn)前，按規(guī)定進(jìn)行直流耐壓泄漏試驗(yàn)，一切合格后方再投入運(yùn)行。

（6）研發(fā)新型封堵材料，設(shè)計(jì)優(yōu)良的防水防潮處理措施，并積極應(yīng)用于對電纜穿墻孔洞及電纜管道的封堵工作，防止積水長期浸泡電纜使其受潮。

（7）維護(hù)過程中，應(yīng)測量電纜吸收比，即60 s與15 s時(shí)絕緣電阻的比值，并以此判斷電纜是否受潮。一般認(rèn)為吸收比小于1.3，可判定電纜絕緣受潮，此時(shí)應(yīng)對電纜進(jìn)行干燥處理或更換電纜。

4 結(jié) 論

通過以上論述可知，電纜絕緣材料受潮，不僅會大大縮減電纜的使用壽命，而且會給供電系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來巨大隱患。輕則短路，導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷；重則危及供電系統(tǒng)的安全。為了做到提前防范，消除安全隱患，避免事故發(fā)生，必須做好電纜防水防潮處理工作。