交聯聚乙烯電纜防水防潮技術研究綜述

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異電氣性能和機械性能的電力能源輸送設施，已經得到了廣泛應用[1]。過去使用范圍最廣的油浸紙絕緣電纜受運行環境的影響極易受潮，可能造成極其嚴重的事故。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環節，都必須嚴格防范電纜進水導致其絕緣材料受潮。這在一定程度上造成電纜敷設施工難度大，后期維護成本高。近年來，交聯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、發泡膠以及充氣式柔性氣囊等封堵材料進行簡單處理的情況普遍存在，結果是電纜在長時間運行過程中極易被積水浸泡。受水汽侵蝕，電纜受潮，不僅不能達到額定使用壽命，還會給電力系統的安全運行埋下隱患[3]。為此，本文探討電纜受潮的危害及原因，并在總結前人經驗的基礎上提出了防止電纜受潮的處理方法。

1 電纜受潮的危害

外部環境的水份侵入交聯聚乙烯電纜絕緣后，在強電場作用下將產生一系列理化作用，使絕緣體沿電場方向形成“水樹”。經強電場作用，水樹枝的尖端會不斷向絕緣材料內部蔓延，直至貫穿整個絕緣，最終使交聯聚乙烯電纜絕緣擊穿[1-5]。實驗證明，若運行環境的濕度達到65%以上，交聯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。交聯聚乙烯電纜均設有金屬屏蔽層，國產電纜一般由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，沿導流體軸向流通的電流只能繞銅帶螺旋流動。此時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電壓，對電纜造成傷害。

此外，水分中通常含有腐蝕性物質，對電纜芯線及電纜連接處產生的危害更大[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施工方法不當等方面的原因。

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

（2）出廠時，電纜端部均處于密封套密封狀態。經施工使用一部分后，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）電纜敷設時，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、環境惡劣，一旦遭遇雨雪天氣易形成積水，且短時間內無法自然干燥。敷設過程中，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，在牽引和穿管時可能出現電纜絕緣受損，常見于使用機械牽引時，如刮壞電纜外護套、鋼鎧等。

（4）完成敷設的電纜未及時制作電纜端頭。若環境濕度較大，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，電纜頭可能由于工作人員疏忽落入現場積水中。

（6）正常運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，電纜被大型施工機械損壞的新聞報道屢見不鮮，若不及時處理，電纜很容易進水。

3 防止電纜受潮的方法

為了保證電纜的安全穩定運行，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工作。為此，本文提出了如下方法應對電纜受潮問題。

（1）電纜質量選擇。選擇電纜時應通過競標方式選擇可靠的電纜生產廠家供貨，并對電纜進行抽樣檢查，以確保電纜不會出現以次充優等質量問題，保障電纜敷設后能夠長期安全運行。

（2）施工前應測量電纜的絕緣電阻，判斷電纜是否存在集中缺陷，如絕緣介質局部產生裂紋，形成貫穿性導電通道等，一旦發現類似缺陷，必須更換電纜。

（3）施工過程保護。加強對施工人員的培訓，做到安全文明施工，防止在施工過程中挖斷、挖破電纜。出現此種狀況時，應及時妥善處理。

（4）中間接頭加裝防水盒。實踐經驗證明，電纜中間接頭處理不當，水分極易由中間接頭浸入電纜，導致電纜受潮。因此，給中間接頭加裝密閉性良好的防水盒極為重要。

（5）試驗驗收把控。把好交接和驗收關，特別是對重要回路，必要時應提高試驗和驗收標準。在移交運行管理部門正式投運前，按規定進行直流耐壓泄漏試驗，一切合格后方再投入運行。

（6）研發新型封堵材料，設計優良的防水防潮處理措施，并積極應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）維護過程中，應測量電纜吸收比，即60 s與15 s時絕緣電阻的比值，并以此判斷電纜是否受潮。一般認為吸收比小于1.3，可判定電纜絕緣受潮，此時應對電纜進行干燥處理或更換電纜。

4 結 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，而且會給供電系統安全運行帶來巨大隱患。輕則短路，導致電力供應中斷；重則危及供電系統的安全。為了做到提前防范，消除安全隱患，避免事故發生，必須做好電纜防水防潮處理工作。