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光伏科普第16期:防水電纜結構概述

綠華能源2019-12-13 12:41:58

防水電纜材料

阻水材料大致可分為兩類,主動阻水和被動阻水。主動阻水是利用主動阻水材料的吸水膨脹性,在護層或接頭破損時,阻水材料遇水膨脹,限制水分在通道內的滲透,該類材料有吸水膨脹油膏、阻水帶、阻水粉、阻水紗、阻水繩等;被動阻水是利用被動阻水材料的疏水性,在護層破損出將水分阻隔在外,該類材料有石油填充膏、熱熔膠、熱膨脹油膏等。

被動阻水材料

向電纜中填充被動阻水材料石油膏,是早期的電力電纜阻水的主要措施。這種方法能有效的把水分阻止在電纜外面,但是填充石油膏有以下缺點:

  1. 大大增加了電纜的重量

  2. 造成電纜纜芯導電性能下降

  3. 石油膏對電纜接頭污染嚴重且清洗困難

  4. 完全填充工藝不易控制,填充不全會導致阻水效果不良

主動阻水材料

目前電纜中采用的主動阻水材料主要是阻水帶、阻水粉、阻水繩以及阻水紗。相對于石油膏,主動阻水材料等的基本特點是強吸水性和高膨脹率,它能夠強力吸水、迅速膨脹,形成凝膠狀物質阻斷滲水通道,從而保障電纜絕緣安全。另外,主動阻水材料重量輕、清潔,便于敷設和接頭,但主動材料也存在一些缺點:

  1. 阻水粉附粉困難

  2. 阻水帶或阻水紗會造成外徑變大,散熱困難,加快電纜熱老化和限制電纜傳輸容量

  3. 主動阻水材料一般比較貴

阻水分析

目前國內主要是通過增防水層達到阻止水分透過護層滲入到絕緣層的目的。但要實現電纜的全面阻水,不但要考慮電纜的徑向的水分滲透,還要考慮有效阻止水分侵入電纜后沿電纜的縱向擴散。

徑向阻水結構

  • 聚乙烯(內護套)防水隔離套

擠包聚乙烯阻水層在配合一層吸潮墊層(如阻水包帶)可以滿足敷設在一般潮濕環境中的電纜的縱向阻水防潮要求。聚乙烯材料阻水層在工藝上容易實現,無需增添設備。

  • 鋁塑復合帶聚乙烯粘結防水隔離套

如果把電纜敷設在水中或特別潮濕的環境中,聚乙烯防水隔離套的徑向阻水能力就顯得不足了。對于徑向阻水性能要求較高的電纜,現在采用較多的是在電纜纜芯外包一層鋁聚乙烯復合帶。其水密封性比單一的聚乙烯高幾百倍甚至幾千倍,只要復合帶的接縫處完全粘結密封水分幾乎是無法透過的。鋁聚乙烯復合帶需要采用縱包工藝和粘結工藝,需要一定的資金投入和設備改造。

縱向阻水結構

在工程實際中,縱向阻水相對徑向阻水實現起來復雜。縱向阻水也采用過很多方法,例如將導體改為緊壓結構,但效果并不明顯,因為緊壓結構導體中存在空隙,水分通過虹吸作用依舊會擴散。要實現真正的縱向阻水必須在絞合導電線芯的空隙中填入阻水材料。可以通過以下兩個層次的措施和結構來實現電纜縱向阻水。

  1. 采用阻水型導體。在絞合緊壓導體時添加阻水繩、阻水粉、阻水紗或繞包阻水帶。

  2. 采用阻水型的纜芯。在纜芯成纜工藝中,填充阻水紗、繩及繞包半導電阻水帶或絕緣阻水帶。

目前縱向阻水的難題在于阻水型導體,如何在導線之間填充阻水物質和填充什么樣的阻水物質一直是研究的熱點問題。

結論

  1. 徑向阻水技術主要采用在導體絕緣層外面繞包防水隔離層,在防水隔離層外面添加吸潮墊層,中壓電纜一般使用鋁塑復合帶,高壓電纜采用鉛、鋁、不銹鋼的金屬密封套。

  2. 縱向阻水技術主要采用在導電線芯間的空隙中填入阻水物質,阻斷水分在纜芯中的擴散通道。從目前的技術發展來看,縱向阻水用阻水粉填充相對較好

  3. 實現電纜防水必然會影響電纜的散熱、導電性能,要根據工程實際需要,選擇或設計合適的阻水電纜結構。

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