水分對電纜的損害
一般而言,水分浸入電纜後主要影(yǐng)響電纜的導體和絕緣。
導(dǎo)體(tǐ)正常運行時處於一種熱(rè)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(dǎo)致導體氧化,增加導(dǎo)體單(dān)線(xiàn)間的接觸電阻從而增(zēng)加電纜纜芯電阻,導致電纜線損增加[2]。
就絕緣而言,雖然聚乙烯是極難溶於(yú)水的非極性疏(shū)水物質,但又是一種由結晶相和無定形相(xiàng)組成的半結晶高聚物。
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。
在結晶相與無定形相界(jiè)麵還會產生微孔聚集。
水分子(zǐ)是極性分(fèn)子,在交變電場的作用下,水分子偶極不斷來回翻轉,擴散力及電場力(lì)的共同作用使水分子通過無定形相(xiàng)的空隙和晶(jīng)相的晶繞包機界缺陷處滲(shèn)透到(dào)絕緣材料中。
XLPE分子結構中(zhōng)也存在同樣(yàng)的問題,同時XLPE中有較多的(de)交聯副(fù)產物充當雜質,因而XLPE在交變電場下也(yě)有(yǒu)較大的吸水率[3]。
交聯(lián)聚乙烯和聚乙烯絕緣吸(xī)水後,在電場的作用形成水樹枝,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(shù)枝的產生將會造成絕緣介質損耗增加,同時降低絕緣(yuán)電阻及絕緣擊穿(chuān)電壓,加快老化(huà)速度,縮短電纜的使用壽命。
更為嚴重的是,水樹枝在電(diàn)場(chǎng)作用下(xià)或經過長時間氧化、轉化,最終不僅會在(zài)水樹枝生成(chéng)電樹枝,自身有也可能轉變為電樹枝,*,電樹枝腔體存在不斷擴張的局部(bù)放電,會導致電纜絕緣(yuán)在短(duǎn)期內被擊穿,嚴重影響電纜的使用可靠性 [1]。
早期防止電纜絕緣中產生水樹枝,主要是考(kǎo)慮對(duì)XLPE進行改性(xìng),采用添加電壓穩定劑(jì)及其它的添加劑來抑製水樹枝的(de)產生,此舉有一定的效(xiào)果但沒有從根本上解決(jué)問題。
防(fáng)止(zhǐ)水(shuǐ)分和潮氣進入XLPE絕緣電力電纜,才是阻止絕緣中產生水樹枝的根本途徑[2]。
鑒於(yú)XLPE電纜進水、受潮後(hòu)對電纜運行可靠性與壽(shòu)命的(de)影響,國內外已經開發出不少電纜阻水技術(shù)[4-14]。
這些阻水技術(shù)大體(tǐ)上可以分類如下:①按所采用的阻水材料,可以分(fèn)為主(zhǔ)動阻水技術和被動阻水技術;②按采用的阻水機理,可以分為縱向阻水技術和徑向阻水技術。
國外對阻水電纜結構開發研究較早[4-6],近(jìn)年來國內在阻水電纜工業化生(shēng)產方麵有了較大發(fā)展,已有一批問世。
本文主要根據近年來國內公開阻水電纜結構進行歸納和分析。
