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淺述電纜滲水的防治措施
高壓電纜在電網(wǎng)的應用越來越廣泛，而由電纜頭造成的運行故障也不斷增多。運行經(jīng)驗表明，絕緣介質(zhì)中水樹枝的形成及發(fā)展是造
成電纜早期老化并導致運行故障的主要原因。電纜終端頭水樹枝的形成源于電纜自身水分的殘留及運行中外界的入侵。若保護套破
損或電纜頭密封不嚴密，就可能導致電纜出現(xiàn)入水事故，嚴重影響電纜安全運行。在實際的運行維護中也發(fā)現(xiàn)，有些高壓電纜由于
受潮而出現(xiàn)絕緣嚴重下降及沿面放電的現(xiàn)象。本文針對高壓電纜進水受潮對運行中電纜絕緣的影響進行了分析，并提出相應的處理
方法及防治措施。
1.滲入水分對運行電纜的影響
某10KV單相高壓電纜在預防性試驗中發(fā)現(xiàn)結果異常，其試驗數(shù)據(jù)見表1。
表1 某10KV B相電纜預防性試驗結果表
絕緣電阻/MΩ 泄漏電流/μA 備 注
50
70 850 擦拭電纜頭，并加熱烘干后。
由于B相電纜的絕緣電阻僅為A、C相的10%，故對該電纜進行了直流泄漏測試。試驗表明該B相電纜的泄漏電流值為A、C相的30倍，相
比較極不平衡；泄漏電流值讀數(shù)不穩(wěn)定，并且呈現(xiàn)隨試驗電壓的升高而急劇增大的跡象，在加壓至接近規(guī)定的試驗電壓值時出現(xiàn)較
明顯的密集放電聲，為了排除干擾，對兩側(cè)電纜頭進行了擦拭及烘干處理，重新進行試驗，試驗結果及現(xiàn)象無明顯變化。根據(jù)情況
判斷，該相電纜的終端頭存在故障，并對電纜進行了解體檢查。檢查發(fā)現(xiàn)電纜終端頭在線耳一側(cè)?quot;鉛筆頭"處及緊*外導電層附近的
主絕緣表面有明顯沿面放電，并已形成密集的放電樹枝，有些放電樹枝已侵入主絕緣表面3～4mm。解體檢查還發(fā)現(xiàn)該電纜的線芯及
外屏蔽層有明顯的水分積聚現(xiàn)象。由于該電纜頭的外部密封情況良好，判斷水分來源于該條電纜自身的殘留，并且在運行中逐漸遷
移到終端頭，進而在高壓電場的作用下促成水樹枝的生長。
電纜終端頭在"鉛筆頭"處及與外半導電層接壤的絕緣表面處的電場強度最集中，但在理想狀態(tài)下其電場強度不會造成絕緣的擊穿。
由于高壓電纜在制造及安裝時不可避免地會存在許多表面微觀缺陷，如果外界水分進入絕緣介質(zhì)層，將在微觀缺陷的電場集中處凝
結成液態(tài)水以保持能量的最小狀態(tài)，這就引發(fā)了水樹枝的形成。由于水的介電常數(shù)遠大于絕緣介質(zhì)，導致電場分布嚴重畸變，局部
場強大于擊穿強度而發(fā)生微觀擊穿。水樹枝不斷沿場強方向延伸，發(fā)展到一定程度后，水樹枝將在局部強電場的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?/SPAN>
枝，并迅速發(fā)展形成擊穿通道，最終導致絕緣介質(zhì)的宏觀擊穿。因此，若水分侵入到電纜終端頭，將不可避免地導致其絕緣特性急
劇下降，最終擊穿絕緣。
2.電纜水分的來源及進水處理方法
2.1電纜中水分的來源分析
電纜中的水分來源于2個方面：
①電纜在制造、存儲及安裝的過程中滲入水分，未經(jīng)徹底排干而使水分得以殘留在電纜內(nèi)部；
②運行中電纜內(nèi)外護層受損，或者電纜終端頭密封不嚴，水分侵入電纜本體內(nèi)。
電纜內(nèi)部殘留水分的現(xiàn)象常見于電纜的存儲及安裝過程，有些電纜在存儲及安裝過程時未將電纜末端封嚴，導致雨水進入，水分將沿電纜線芯及外護套層不斷深入。有些電纜的外護套采用螺旋型波紋套管，其縱向進水深度甚至可達30m。此外由于電纜的填料有一定的吸水性，水分會不斷滲透遷移，使?jié)B水長度不斷增加。長時間進水受潮后的電纜，若未經(jīng)檢測及徹底處理，僅僅做端部裁切處理，則將導致水分保留在電纜內(nèi)部。
保護套破損或電纜頭密封不嚴，也會導致電纜入水。有些電纜外屏蔽層的接地引出線使用銅編制帶，雖然在電纜頭制作時，銅編制帶外覆密封熱縮管進行密封，但銅編制帶存在的大量空隙直接提供了外護層的進水通道。高壓電纜在運行中隨環(huán)境溫度及負荷電流的變化，附件與絕緣層之間的界面，由于熱膨脹冷縮形成呼吸效應和電泳效應，使潮氣和遷移水分進入電纜終端頭，在其界面上形成水珠，最終激發(fā)沿面放電。
2.2電纜進水受潮的判斷及處理
電纜進水受潮將嚴重影響電纜的安全運行，因此應在電纜的存儲、安裝及運行維護的各個環(huán)節(jié)中嚴格把關，杜絕電纜進水現(xiàn)象。判斷電纜是否進水受潮，可通過以下幾種方法：
（1）外觀檢查電纜的外護套、密封頭、電纜終端頭等有無破損。
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（2）電纜制作終端頭時，可剪去一小段絕緣填充物，并將其放入140～150℃的油中或點燃，若有泡沫泛出則證明有水氣，若出現(xiàn)辟辟聲則受潮嚴重；此外還應檢查電纜的線芯及屏蔽銅帶有無出現(xiàn)銅銹。必須注意的是，有些電纜的進水深度很長，僅僅切除一小段末端電纜不能解決受潮問題。
（3）按照規(guī)定對主絕緣、外護套及內(nèi)襯層進行耐壓試驗、絕緣電阻及直饜孤┎飭浚⒉飭客簾尾閿氳繼宓牡繾璞�。�笸饣ぬ?/p>
及內(nèi)襯層的絕緣不低于0.5 MΩ/km, 外屏蔽層與地之間施加5KV直流電壓1min 不擊穿，絕緣電阻及直流泄漏測量結果應三相基本平衡，銅屏蔽層與導體的電阻比無明顯變化，否則有可能存在電纜受潮故障。
（4）利用原電池原理測量鎧裝鋼帶、銅屏蔽層與地之間的電池電壓，若存在明顯的電壓差（約為0.7～1.1V），則表明電纜進水受潮。
判斷電纜出現(xiàn)進水受潮現(xiàn)象后，應對電纜進行全面檢查，排除內(nèi)部水分，并對破損的護層進行修補，出現(xiàn)沿面閃絡的電纜必須進行裁切處理。護層修補可采用熔膠熱補的方法，也可用涂粘膠劑并繞包粘膠帶進行修補密封。
電纜內(nèi)部水分可采用抽真空充高純氮氣的方法進行排除。就是利用真空裝置對纜芯及外護套等進行密閉抽真空，并交替使用高純氮氣強制循環(huán)吸收水分。對于受潮嚴重或長度較長的電纜，還應使用壓縮裝置強行充氣排潮，并延長處理的時間。為加速電纜內(nèi)部水分的蒸發(fā)，可使用穿芯升流器對線芯及絕緣進行加熱升溫，提高去潮效率。經(jīng)過上述方法處理后，可用變色硅膠進行檢驗，或者使
用水分測量儀每隔1h進行測試，若硅膠不變色或水分含量數(shù)值很低且保持不變，則可認為達到效果。處理后的電纜還應進行絕緣電阻及直流泄漏試驗，數(shù)據(jù)符合要求才能投運。對于處理后的電纜，在運行1～3個月后應進行追蹤試驗，以確保電纜的安全運行。
3.防范措施
（1）對于不同敷設方式的電纜，應重視電纜外護套材料及護套形式的選擇。PVC塑料耐熱性差，在80℃環(huán)境下持續(xù)4h其變形可達50%，易軟化穿孔，PE塑料的性能則比較優(yōu)越。當電纜直埋或排管敷設時由于外護套長期受水分潮氣影響甚至浸水，應選用PE防水護
套；溝道、隧道則可選用較便宜的PVC護套。對于要求較高的高壓電纜，應避免使用螺旋結構外護套，而采取環(huán)形波紋結構加阻水帶的護套形式，以減少縱向進水深度。
（2）敷設環(huán)境盡量避免積水及腐蝕物質(zhì)，電纜溝應作防水處理。電纜直埋時環(huán)境不應含石塊等硬物，并用細砂進行保護。電纜不應受大的壓力，支撐構件應使電纜受力均勻。
（3）現(xiàn)場安裝前，應認真檢查電纜的外護套無破損，端部護套密封良好，敷設安裝時加強安裝工藝，防止防護層破損。制造電纜終
端頭及開口分*處必須使用熱縮進行密封。電纜外屏蔽層接地引出線使用的銅編制帶應使用熔錫的方法熔成一整體，并填充密封材料，以防水分沿銅帶進入電纜頭。對于三相統(tǒng)包電纜分*處應使用塑性熱熔膠填充，并外套熱縮手套進行密封。
（4）制作電纜終端頭時，在主絕緣與電纜頭預制件之間的界面上涂抹適量硅脂，利用硅脂分子起壁壘作用，在電纜頭滲入水分的情況下可有效地阻礙導電粒子激發(fā)界面沿面放電。
（5）運行中經(jīng)常檢查電纜情況，加強高壓電纜的預防性試驗檢測工作，一旦發(fā)現(xiàn)外護層破損應及時處理及修復，防止?jié)B入水分造成電纜故障。
4.結束語
電纜選型及電纜敷設設計不合理，或者存儲、安裝制作未嚴格按照要求進行，都可能遺留隱患，使高壓電纜出現(xiàn)水分滲入從而導致
電纜終端頭的絕緣故障。因此，從電纜的訂貨到安裝、運行維護。各個環(huán)節(jié)均應嚴格把關，杜絕電纜進水的可能性。發(fā)現(xiàn)電纜進水
時，必須對電纜進行徹底的排潮處理，以保證高壓電纜的安全運行。