浅析半导电缓冲阻水带的制造工艺

李鑫鑫

摘要：由于电缆在运行过程中会产生的强大的电流作用及温差作用，导致电缆工作时可能会发生电流击穿现象，因此需要将半导电缓冲阻水带运用于电缆之中。半导电缓冲阻水带使用了特殊工艺，不仅能发挥阻水作用，而且能够起到缓冲作用，极大地减小了电缆维修保养的费用，延长了电缆使用寿命，提高了经济效益，对经济发展做出重要贡献。本文将对半导电缓冲阻水带的制造工艺进行深入探究。

关键词：半导电缓冲；阻水带；制造工艺

随着经济社会的不断进步和城市化进程的不断加快，传统的架空电线已经不能适应社会发展的需要，因此埋于地下的电缆应运而生。由于地下电缆所处环境的特殊性，导致电缆极有可能遭受水的侵蚀，因此电缆在制造时需要增加阻水带，以起到对电缆的保护作用。半导电缓冲阻水带是由半导电聚酯纤维非制造布、半导电蓬松棉、半导电粘合剂、高速膨胀吸水树脂等材料制作而成的，它常常用于电力电缆的保护套内，起到均匀电场、阻水、緩冲、屏蔽等作用，是电力电缆的一道有效的保护屏障，对于延长电缆使用寿命具有重要意义。

一、半导电缓冲阻水带的制造规范

半导电缓冲阻水带是一种由聚酯纤维非制造布与高吸水材料复合而成的阻水系统，具有很强的阻水性能、耐热性和化学稳定性。我国对于半导电缓冲阻水带的制造规范做出了相关规定，制造工艺较为良好的阻水带其外部目测纤维分布较为均匀，表面没有任何的破损及痕迹、裂口等，卷绕相对紧密，在轻度弯曲阻水带时阻水带不会出现分层拖粉的现象。质量较为良好的阻水带的接头不多于两个，接头的厚度在原标准1.5倍范围之内，抗张强度在原标准的80%之内。具体说来，半导电缓冲阻水带的厚度指标为0.9-2.1mm，单重指标为200-280g/平方米，膨胀高度为14mm以上，膨胀速率为7mm/1stmin以上，抗张强度为40N/cm以上，纵向伸长率为12%以上，表面电阻为1500欧姆以下，体积电阻为1000000欧姆以下，瞬间耐温为230摄氏度，长期耐温为90摄氏度，含水率为9%以下。

除此之外其包装及标志也要符合制造规范，首先阻水带的包装应当是成盘供应，从外包装来看其外围尺寸为380mm，内孔为55mm。单个阻水带由塑料袋封装，最后将所有的阻水带一起装入纸箱之中，阻水带外包装应当注明生产厂名字、规格、面积、重量、制造日期、产品合格标志、防潮标志等要素。生产出来的阻水带应当储存在干燥的库房内，并且原理火源，避免阳光直射，储存日期为半年。

二、半导电缓冲阻水带的制造工艺

（一）半导电缓冲阻水带的生产方法

高压电缆在运行的过程之中会由于工频场缆芯强大的电流作用，而产生绝缘层内杂质、气孔及屏蔽层渗水现象，使得电缆在工作过程中发生绝缘层内部击穿电缆的现象。缆芯在工作过程中将会产生温度差异，金属护套在温度变化中产生热胀冷缩现象，为了适应金属护套的热胀冷缩现象，需要在其内部留有空隙，空隙的留出就为水的渗漏提供了可能，从而导致击穿事故的发生，因此需要利用弹性较大的阻水材料，在发挥阻水作用的同时能够随温度变化而变化。

半导电缓冲阻水带是由两层半导电基层和粘合与两层半导电基材之中的一层半导电阻水材料组成的，半导电基层的制造由两部分组成，一部分是将半导电化合物均匀分布在较为平整、且满足耐温性强、强度高的基布上，另一部分是由均匀分布在在具有蓬松性质的基布上的半导电化合物构成的。其中使用的半导电阻水材料使用的是粉状高分子吸水材料和导电碳黑，阻水材料利用轧染或涂覆的方式被附着于基布之上。在这里使用的半导电阻水基材既具有缓冲作用，又发挥着阻水作用。

具体说来，半导电缓冲阻水带的制造由三部分构成，上层为抗拉性和耐温性较好的半导电基材，下层为较为蓬松的半导电基材，中间则为半导电阻水材料。在制造过程中，首先使用轧染或涂覆的方式将半导电胶均匀附着在基布上，基布材料选择为聚酯无纺布和膨胶棉等等。再使用胶黏剂将半导电混合物固定于两种半导电基层之中，半导电混合物的材料选择为聚丙烯酰胺/聚丙烯酸盐共聚构成高吸水数值和导电碳黑等等。这一结构的表面电阻为800欧姆，体积电阻为98000欧姆·厘米，膨胀速率为12mm/1stmin，膨胀高度为18mm。由两层半导电基材和一层半导电阻水材料所构成的半导电缓冲阻水带既可以分切成带状，又可以在分切为带状后绞为绳状。

（二）半导电缓冲阻水带的特殊工艺

缓冲型半导电阻水带属于绝缘材料技术领域，主要特点是将无纺布或真丝棉布的基布经浸涂固化工序将胶液浸透基布并去掉多余的胶液，再烘干后分切；所述胶液是将聚乙烯醇、水、炭黑按质量配比，由于基布是一种耐高温材料，并浸透胶液，用高吸水性树脂来做缓冲带，吸水性能好，膨胀速度快，膨胀高度大，环保聚酯薄膜能防止云母带吸水，变潮，不仅增加了阻水带的耐火性，而且达到了更好的缓冲作用，延长了线缆的使用寿命。

缓冲型的半导电阻水带常被用于高压或超高压电缆的金属护套内阻水层中，这一产品性能优良，具有吸湿性强、膨胀率大、膨胀速率快等特点。这一产品电阻较小，具有半导电特性，能有效起到缓冲、弱化电场强度的作用，将这一产品运用于电缆之中，能有效缓冲电缆绝缘与金属层，防止绝缘损坏。其机械强度高，易于各种电缆绕包和纵包加工。这一产品的耐热性好，瞬间耐温高，可在电缆瞬间短路时保持性能稳定。

为了保证阻水带的有效使用，阻水带需要贮存在干燥的库房内，远离火源，免受阳光直射。其贮存的有效日期从制造日期起为6个月，在贮存和运输过程要注意避免潮湿和机械损伤对阻水带的伤害。

同传统的半导电缓冲阻水带的制造相比，新型的阻水带不仅能够发挥阻水功能，而且具有电场缓冲和机械缓冲的作用，减少了电缆在运行过程中的损坏，极大地提高了电力电缆运行的安全性，延长了其使用寿命。这就降低了电缆维修保养的费用，成本得以降低，具有更高的经济效益。

随着科技的不断进步，一种新的超强型纳米半导电缓冲阻水带进入人们的视野，这种阻水带利用SAF纤维通过刺棉生产工艺生产出针刺棉无纺布，将这种针刺棉无纺布浸渍于油性纳米导电液，最后经过外力挤压和真空烘干形成纳米半导电缓冲阻水带。其中还所使用的油性纳米导电液的成分有纳米中空碳管15-20%、油性丙烯酸胶体25-30%、乙脂40-55%等。纳米半导电缓冲阻水带运用了常规针刺棉无纺布生产工艺、纳米硅胶防粘新技术和真空烘干，节能、高效的新工艺将特殊超强吸水材料运用于半导电缓冲阻水带的制作中，工艺简单，易于操作，所生产出的半导电缓冲阻水带性能良好，是半导电缓冲阻水带发展史上的一个重大进步。

三、小结

随着社会经济的不断发展和城市化进程的不断加快，电力电缆被广泛运用于城市建设之中，但是电缆所处环境具有特殊性，可能会发生水渗漏的情况，因此需要建设电缓冲阻水带对电缆进行保护。质量较为良好的电缓冲阻水带具有自己的规范。电缓冲阻水带的制造分为三部分，上层为抗拉性和耐温性较好的聚酯无纺布和膨胶棉半导电基材，下层为较为蓬松的半导电基材，中间则为以轧染或涂覆的方式固定的聚丙烯酰胺/聚丙烯酸盐共聚构成高吸水数值和导电碳黑半导电阻水材料。半导电缓冲阻水带具有吸湿性强、膨胀率大、膨胀速率快、电阻较小、耐热性好等优点，不仅能够起到阻水作用，而且能够起到缓冲、弱化电场强度的作用，对于延长电缆使用寿命，提高经济效益具有重要意义。

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