水分對電纜的損害
一般而言,水分浸入電纜後主(zhǔ)要影響電纜的導體和絕緣。
導(dǎo)體正常運行時處於一種熱穩定狀態,導體溫度基本(běn)維持在60℃以上,如果有水分浸入就會導致導體氧(yǎng)化,增加導體單線間的(de)接觸電阻從而增加電纜纜芯電阻,導致電纜線損增加[2]。
就絕緣而言(yán),雖然聚乙烯是極難溶於(yú)水的非極性疏水(shuǐ)物質,但又是一種由結晶相和無定形相組成的半(bàn)結晶高聚物。
結晶相結構緊湊,晶界缺陷弱,無定形相中的分子排列疏鬆,分子間存在較大的間隙。
在結(jié)晶相與無定(dìng)形(xíng)相界(jiè)麵還會產生微(wēi)孔聚集。
水分子是極性分子,在(zài)交變電場的作用下(xià),水分子偶極不斷來回(huí)翻(fān)轉,擴散力及電場力的共同作用使水分子(zǐ)通過(guò)無定形相的空隙和晶相的(de)晶(jīng)繞包機界(jiè)缺陷處滲透到絕緣材料中。
XLPE分子結構中也存在同樣的問題,同(tóng)時XLPE中有較多的交(jiāo)聯副產物充當雜質,因而XLPE在交變(biàn)電場下也有較大的吸水率[3]。
交聯聚乙烯和聚乙烯(xī)絕緣吸水後,在(zài)電(diàn)場的(de)作用形成水樹枝,絕緣晶相與無定形相界麵成為水樹枝優先發展的通道。
水樹枝的產(chǎn)生將會造成絕緣介質(zhì)損耗增加(jiā),同(tóng)時降低(dī)絕緣電阻及絕(jué)緣擊穿電壓,加快老化(huà)速度,縮短電纜的使用壽命。
更為嚴重的是,水樹(shù)枝在電場作(zuò)用(yòng)下或經過長時間氧化、轉化,最終不僅會在水樹枝生成電樹枝,自身有(yǒu)也可能轉變為電樹枝,*,電樹枝腔體存在不斷擴張的局部放(fàng)電(diàn),會導致電纜絕緣在短期內被擊穿,嚴重影響電纜的使用(yòng)可(kě)靠性 [1]。
早期防止電纜絕緣中產生水樹枝,主要是考慮對XLPE進行改性,采(cǎi)用添加電壓穩定劑及其它的添加劑來抑製水(shuǐ)樹枝的產生,此舉有一定的效果但沒有從根本上解決問題。
防止水分和潮(cháo)氣進入XLPE絕緣(yuán)電力電纜,才是阻止絕緣(yuán)中產生水樹枝的根本途徑(jìng)[2]。
鑒於(yú)XLPE電纜進水、受(shòu)潮後對電纜運行可靠性與壽命的影響,國內外已經開發出不少電纜阻(zǔ)水技(jì)術(shù)[4-14]。
這些阻水技術大體上可以分(fèn)類(lèi)如下:①按所采用的阻水材料(liào),可以分為主動阻水技術和被動阻水技術;②按采用的阻水機理(lǐ),可以分為縱向阻水技術和徑向阻水技(jì)術。
國外對阻水電纜結構開發研究較早[4-6],近年(nián)來國(guó)內在阻水電纜工業化生產方(fāng)麵有了較大發展,已有一批問世。
本(běn)文主要根據近年(nián)來國內公開阻水電纜結構進行歸納和分析(xī)。


