交联聚乙烯电缆防水防潮技术研究综述

刘 杰，成 健

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518020）

0 引 言

电力电缆作为一种具有优异电气性能和机械性能的电力能源输送设施，已经得到了广泛应用[1]。过去使用范围最广的油浸纸绝缘电缆受运行环境的影响极易受潮，可能造成极其严重的事故。因此，但凡工程涉及油浸纸绝缘电缆，从电缆出厂到工地贮存再到投放使用的各个环节，都必须严格防范电缆进水导致其绝缘材料受潮。这在一定程度上造成电缆敷设施工难度大，后期维护成本高。近年来，交联聚乙烯电缆逐渐推广，替代了过去的油浸纸绝缘电缆。由于交联聚乙烯电缆的绝缘是挤塑的整体，使得这种电缆具有一定的防水、防潮性能，人们也往往忽略了对其的防水、防潮[2]。施工过程中电缆穿墙孔洞、电缆管道等不做密封处理，或利用速干水泥、胶泥、发泡胶以及充气式柔性气囊等封堵材料进行简单处理的情况普遍存在，结果是电缆在长时间运行过程中极易被积水浸泡。受水汽侵蚀，电缆受潮，不仅不能达到额定使用寿命，还会给电力系统的安全运行埋下隐患[3]。为此，本文探讨电缆受潮的危害及原因，并在总结前人经验的基础上提出了防止电缆受潮的处理方法。

1 电缆受潮的危害

外部环境的水份侵入交联聚乙烯电缆绝缘后，在强电场作用下将产生一系列理化作用，使绝缘体沿电场方向形成“水树”。经强电场作用，水树枝的尖端会不断向绝缘材料内部蔓延，直至贯穿整个绝缘，最终使交联聚乙烯电缆绝缘击穿[1-5]。实验证明，若运行环境的湿度达到65%以上，交联聚乙烯电缆绝缘材料就有可能形成水树，且随着相对温度的提高，水树的数量会逐渐增加[6-8]。

除了使绝缘材料受损，电缆受潮还会腐蚀其屏蔽铜带。交联聚乙烯电缆均设有金属屏蔽层，国产电缆一般由1层或2层退火铜带螺旋绕包而成，主要作用是屏蔽电场，流通不平衡电流或故障电流，防止轴向表面放电及防雷。一旦金属屏蔽层被潮气侵蚀，铜带叠压处的接触电阻会显著增加，沿导流体轴向流通的电流只能绕铜带螺旋流动。此时屏蔽铜带可等效于电感线圈，大大增加电缆的电感，在雷电或操作过电压作用下，屏蔽层上会形成极大感应电压，对电缆造成伤害。

此外，水分中通常含有腐蚀性物质，对电缆芯线及电缆连接处产生的危害更大[5]。

2 电缆受潮的原因

电缆受潮主要有电缆本身缺陷及电缆敷设施工方法不当等方面的原因。

（1）由于材料及制造工艺等原因，交联聚乙烯电缆绝缘内部难免会产生微孔、存在杂质或其他缺陷，尤其是微孔将会增大电缆的吸水性。

（2）出厂时，电缆端部均处于密封套密封状态。经施工使用一部分后，余下部分通常仅用塑料布简单包扎断口，且露天摆放，难免会有水汽侵入电缆。

（3）电缆敷设时，穿越道路、桥梁和涵洞等情况普遍存在，而这些地方地势低洼、环境恶劣，一旦遭遇雨雪天气易形成积水，且短时间内无法自然干燥。敷设过程中，若电缆端头不慎落入积水中，即使有塑料布包裹也不能保证电缆完全不受污水沾染。污水持续集聚可能浸泡电缆，同样会对电缆的绝缘材料造成极大危害。此外，在牵引和穿管时可能出现电缆绝缘受损，常见于使用机械牵引时，如刮坏电缆外护套、钢铠等。

（4）完成敷设的电缆未及时制作电缆端头。若环境湿度较大，未处理的电缆头直接暴露在空气中，水分极易侵入电缆。

（5）制作电缆头，如终端头、中间接头时，电缆头可能由于工作人员疏忽落入现场积水中。

（6）正常运行的电缆可能因施工等原因造成绝缘损坏。近年来，由于市政改造，电缆被大型施工机械损坏的新闻报道屡见不鲜，若不及时处理，电缆很容易进水。

3 防止电缆受潮的方法

为了保证电缆的安全稳定运行，要采取有效措施降低电缆受潮的几率，做好电缆受潮后的维护工作。为此，本文提出了如下方法应对电缆受潮问题。

（1）电缆质量选择。选择电缆时应通过竞标方式选择可靠的电缆生产厂家供货，并对电缆进行抽样检查，以确保电缆不会出现以次充优等质量问题，保障电缆敷设后能够长期安全运行。

（2）施工前应测量电缆的绝缘电阻，判断电缆是否存在集中缺陷，如绝缘介质局部产生裂纹，形成贯穿性导电通道等，一旦发现类似缺陷，必须更换电缆。

（3）施工过程保护。加强对施工人员的培训，做到安全文明施工，防止在施工过程中挖断、挖破电缆。出现此种状况时，应及时妥善处理。

（4）中间接头加装防水盒。实践经验证明，电缆中间接头处理不当，水分极易由中间接头浸入电缆，导致电缆受潮。因此，给中间接头加装密闭性良好的防水盒极为重要。

（5）试验验收把控。把好交接和验收关，特别是对重要回路，必要时应提高试验和验收标准。在移交运行管理部门正式投运前，按规定进行直流耐压泄漏试验，一切合格后方再投入运行。

（6）研发新型封堵材料，设计优良的防水防潮处理措施，并积极应用于对电缆穿墙孔洞及电缆管道的封堵工作，防止积水长期浸泡电缆使其受潮。

（7）维护过程中，应测量电缆吸收比，即60 s与15 s时绝缘电阻的比值，并以此判断电缆是否受潮。一般认为吸收比小于1.3，可判定电缆绝缘受潮，此时应对电缆进行干燥处理或更换电缆。

4 结 论

通过以上论述可知，电缆绝缘材料受潮，不仅会大大缩减电缆的使用寿命，而且会给供电系统安全运行带来巨大隐患。轻则短路，导致电力供应中断；重则危及供电系统的安全。为了做到提前防范，消除安全隐患，避免事故发生，必须做好电缆防水防潮处理工作。