35KV及以下防水交联电缆设计特点及其应用

35KV及以下防水交联电缆设计特点及其应用

潘卫钢

（上海东捷电力设计有限公司上海市201399）

摘要：就我国目前用电来看，35kv及以下交联电缆的使用范围越来越广泛，但其使用过程中存在的“水树”击穿问题却越来越明显，已经引起了人们的高度重视。就调查来看，“水树”问题的主要原因是电缆外部有水分渗入。针对这种情况，人们研制了防水交联电缆，这种电缆采用铜质疏线绕屏蔽以及在纵向上防水相结合的结构，就我国目前供电情况来说，产生了非常好的效果。

关键词：防水交联电缆特点应用

引言：35kv及以下的交联电缆使用范围越来越广，但“水树”问题越来越明显，目前已经导致大量的电缆发生击穿的现象，这种情况也引起了我国国内专业人士的高度重视。并对此专门研究，研制出了目前的防水交联电缆，成功的使得电缆的使用寿命成倍提高，我国在再出台的相关文件中也提出了对于“水树”问题的解决办法。下面本文将就35kv及以下防水交联电缆的设计特点及其应用进行探究，希望对相关人员有所帮助。

1.35kv及以下防水交联电缆的设计特点

1.1铜线疏绕屏蔽

35kv及以下的防水交联电缆采用了铜线疏绕屏蔽的构造，这种构造改善了以往电缆铜带搭盖绕包屏蔽给工业带来的缺陷。过去的不防水电缆中，水分子会进入电缆内部而以往的铜带绕包表面有缝隙，水分子直接流入其中，形成“水树”。由于水分的进入，导致铜带表面形成氧化物，使电缆的电阻增大，这样一来电缆的导电性就会变弱，甚至造成短路的现象发生。水分不断进入其中，电缆表面就不断被氧化，当其氧化到一定程度时，铜带上就会有环形电流形成，导致电缆的线芯出现感应电压，当有这种电缆内部有电流流过时感应电压就会瞬间升高，给电缆造成损伤。另外，铜带搭盖之间的氧化物的导热性不好，这样一来，热阻增大，使电缆的导热性降低，电缆就在超出正常范围的温度下作业，这样会加快电缆老化，最终发生电缆热击穿事故。另一方面，电缆热传导性下降致使电缆表面受热不均，导致铜带和绝缘板导体之间的压力出现改变，引起电缆的机械损伤。

1.2铜线疏绕的技术要点

1.2.1铜线的总横截面积

XLPE电缆具有金属屏蔽作用，他可以做到“电屏蔽”，并且具有防止系统短路的功能。因为系统短路电流要用到金属屏蔽层去传输，所以，铜线的截面积一定要保证可以完成“电屏蔽”这项任务，系统中性点有三种接地方式，一种是通过阻抗接地，另一种是直接接地，还有一种是不直接接地。但目前我国35kV供电系统一般采用的接地方式是不直接接地方式，这样可以避免金属屏蔽层中的短路电流过大的情况。如果采用中性点直接接地的方法，那么金属屏蔽层中就会产生和电缆芯一样的短路电流。屏蔽截面积应该由接入电缆时的电网容量计算出，并且屏蔽横截面积的大小应该由电流载流量来决定。

1.2.2电磁场的屏蔽

在把铜线屏蔽截面积确定下来之后，就要确定铜线的根数，在进行这项工作时，不仅要考虑它的“电屏蔽效果，而且还要结合电缆的滋生条件，以达到工作目的。铜线截面积能否满足该电缆电磁场屏蔽特性的要求取决于相邻铜线之间的距离。德国在DIN57273标准中规定了相邻两铜线间的距离要小于等于4mm。经过实践证明这规定是非常科学的。“节距”是铜线疏绕的另一个非常重要的数据，它对屏蔽铜线与绝缘外的半导电屏蔽层之间引发的“电晕放电”起到了限制作用。我们在对生产工艺和电缆敷设时的弯曲性进行全面考虑之后决定取节距不大4D(D为绝缘外半导电屏蔽层外径)，符合德国DIN57273标准中的规定。

1.2.3径向防水与纵向阻水

如前所述，只有对外部渗水现象进行全面的阻止电缆才能有效杜绝“水树”现象发生，想要改变这种渗水情况要从构成电缆护层的材料和结构形式入手。铜和铝具有非常良好的物理性能和化学性能的金属，他们具有良好的延展性和不渗透性，可以起到有效的隔离作用。铜箔或铝箔厚度必须适当，因此他们经常被作为纵包工艺的主要材料。

径向防水是根本，纵向阻水是辅助，两者相辅相成。所谓防水交联电缆就是指电缆必须具有阻止电缆内部水分发生纵向迁移的功能，可以把水分限制在某个位置，使水分不能在电缆内随意流动。但是，如果电缆的保护层有渗透性，则这种阻水作用的使用价值不大。只有首先堵截外部水分的渗入，纵向阻水功能对于电缆内部的水分进行限制游移才有实际意义，因此必须采取两者相结合的方式，缺一不可。

1．4防水性能试验

防水交电缆的性能试验包含2个方面，一是它具有普通交联电缆的各种性能；二是这种电缆的防水作用非常好。各个方面的检测都符合国家标准，阻水功能也十分强大；但在电缆的径向防水试验反面，目前国外并没有十分明确的限定标准，但这却是该防水电缆的关键性能。我国相关技术人员在不断的试验某所过后，为这项试验最终确定了严格的技术指标——充气试验及其指标值，并将这项指标作为防水电缆出厂必须进行检验的项目之一。

2防水交联电缆的特点与适用性

2.1特点

2.1.1对之前电缆的电气性能进项了改善和提高。新技术使得短路容量大，从本质上降低了局放量，将导体载流量裕度全方位进行提高。

2.2.2将过去普通电缆的热传导性能大幅度提高，使电缆表面绝缘体的老化速度减弱，从真正意义上提高了电缆的使用寿命。防水电缆采用半。

2.2.3导电膨胀阻水带，如果温度过高引起电缆膨胀，那么外部的阻水带就会起大强大的缓冲作用，降低温度，这样就可以从一定程度上避免了机械损伤。

2.2.4该防水交联电缆采用了三维阻水的设计，有效的防止外部水分或者其它具有腐蚀性的化学溶剂进入电缆内部，把“水树”故障的发生率降至最低限度，大大提高了电缆的安全可靠性。

2.2适用性由于该电缆的电气性能比普通交联电缆有所提高，并具有优异的防水性能，因而其适用范围很广，特别适用于高降雨量地带和地势低洼潮湿地区电缆的地下敷设。

防水交联电缆是交联电缆家族中新的一员，该电缆的使用所产生的社会、经济效益是非常可观的，这种效益将体现在电缆运行后的安全、稳定、可靠性方面。该产品今后需解决的问题：(1)专用于纵包的大长度单面铜塑复合带，须形成专业化生产，以降低成本。(2)对于三相电缆，由于成缆后圆度差，所以金属带纵包效果差，搭缝不易密封。目前采用每相线芯单独纵包密封后成缆，工艺复杂．且直径较大。(3)国外现已采用超吸收性粉末静电喷涂技术，以解决从导体、线芯的阻水问题。此技术牵涉到原料和设备等难题，如能得到解决，将有利于进一步提高电缆的阻水性能和降低生产成本。做好35kV及以下电力线路设计和施工工作这是一项好艰巨的任务。在实际施工过程中，各种状况都有可能发生。设计员工一定要精心设计，并且还要对施工过程中能够遇到的各种问题进行预判，严格监督施工过程的每一个步骤，让电力传输线路的安全性和可靠性得到最大的保证。

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