被迫阻水资料

向电缆中填充被迫阻水资料石油膏，是早期的电力电缆阻水的主要措施。这种方法能直接把水分阻止在电缆的外面，有较好的阻水效果，但是填充石油膏有如下的缺陷：

(1)大大增加了电缆的重量；

(2)电缆填充石油膏以后形成电缆导体导电功能下降；

(3)石油膏对电缆接头污染严重且清洗困难，形成电缆接头施工困难；

(4)如果填充不完全或存在气隙，则阻水效果大打折扣，且完全填充工艺不容易控制；

(5)有些阻水膏在常温下固化后，将电缆中各元件紧密地结合在一起，形成一个实心全体，以完成阻水效果。但电缆经受了反复曲绕后，电缆的芯线问及屏蔽层内外表面就会发生相对位移，仍会产生微小缝隙。

目前，阻水电缆现已根本不选用被迫阻水资料，而是选用阻水功能更加优秀的自动阻水资料。

2．2 自动阻水资料

鉴于被迫阻水资料的种种缺陷，工程上逐渐开发出超强吸水胀大的自动阻水资料。自动阻水资料的根本特点是具有强吸水性和高胀大率，它能够强力吸水并迅速胀大，形成凝胶状物质阻断渗水通道，从而保障电缆绝缘安全。

超强吸水胀大的自动阻水资料是吸水能力特别强的物质，它的吸水量为本身的几十倍乃至几千倍。日本昭和电工、美国National Starch AntoChemistry等公司使用溶性的聚丙烯酸，选用不同的交联方法制成超强吸水剂，吸水能力达800～1000 g／g；美国UCC公司用放射线处理交联了各种氧化烯烃聚合物，合成了非离子型超强吸水资料，其吸水能力为本身的2000倍。目前超强吸水资料发展极快，种类繁多，就其原料来源可分为淀粉系、纤维素系、合成聚合物系；制品形态有粉末状、纤维状和薄膜状。

目前电缆中选用的自动阻水资料主要是阻水带、阻水粉、阻水绳以及阻水纱。相关于石油膏，这些自动阻水资料吸水强度大、胀大率高，能够迅速阻断渗水通道。别的，自动阻水资料重量轻、清洁，便于敷设和接头。但自动阻水资料存在一定的缺陷，比方：阻水粉附粉困难；选用阻水带、阻水纱时会形成电缆外径增大，散热困难，从而加快电缆热老化和限制电缆的传输容量等；自动阻水资料的价格一般都比较贵。

自动阻水资料和被迫阻水资料各有其优缺陷，但总的来说，自动阻水资料的综合功能更加优越。因此，目前电缆阻水选用的阻水资料根本都是自动阻水资料。

3 阻水机理剖析

电缆渗水途径通常有如下两种：① 沿着电缆径向(或横向)透过护套渗水；② 沿着电缆导体和缆芯间隙纵向(或轴向)渗水。因此要想完成电缆阻水也能够从这两个方面着手。

3．1 径向阻水

径向阻水一般可在结构上选用：聚乙烯外护套；铅、铝、铜或不锈钢金属套；铅塑、铝塑复合综合护层。尽管聚乙烯不溶于水，也具有一定的阻水功能，但是不能选用单一的聚乙烯护套进行阻水。因为选用聚乙烯(或聚氯乙烯)护套的通信电缆长期实践运行经验现已证实，塑料护套通信电缆在地下敷设时，尽管护套完好，水分或水气仍然会经过塑料护套渗入到电缆的缆芯中，形成电缆传输功能的恶化，所以单独使用聚乙烯护套阻水不能满足电缆径向阻水要求。聚乙烯护套一般是配合里面的铅、铝、不锈钢金属护套或铅塑、铝塑复合纵包层一起进行径向阻水。

中压电缆径向阻水通常选用铝塑复合综合护层，经过纵包的铝塑复合带和挤包的聚乙烯外护套一起效果到达阻水目的。其阻水机理为：当挤包聚乙烯护套时，由于聚乙烯融体高温和压力的效果，铝塑复合带表面的聚乙烯薄膜与聚乙烯护套的内表面得以很好地粘结，同时铝塑复合带纵包之间的搭盖也获得杰出的粘结。从而完全堵塞了水分(气)渗入电缆的途径，到达杰出的阻水效果。但是该阻水方法的缺陷是，熔接可靠性较差，且无法准确检测聚乙烯薄膜的熔接及损坏的程度。

高压电缆则选用具有完全密闭的密封金属套，使电缆到达******的径向阻水。金属套种类许多，主要有热挤压的铝或铅套、冷拔的金属套，以及纵包氩弧焊并轧纹的皱纹铝或不锈钢套。目前选用较多的是，纵包氩弧焊并轧纹的皱纹铝护套和热挤压并轧纹的皱纹铝护套。在金属套外，通常还要挤包聚乙烯或聚氯乙烯外护套。应该说，聚乙烯的阻水功能优于聚氯乙烯，但选用金属套后也可选用聚氯乙烯，这并不影响电缆径向阻水特性 。

3．2 纵向阻水

在工程实际中，纵向阻水相对径向阻水完成起来复杂。纵向阻水也选用过许多种方法，例如将导体改为紧压结构并逐步提高导体的紧压系数。但紧压结构的阻水效果并不明显，因为紧压结构导体中还会存在空隙，水分在虹吸效果下依然会沿导体扩散，同时过分提高导体紧压系数会破坏导体中单线的金属结晶结构，导致导体变硬、电阻增加。要完成真正的纵向阻水，须***在绞合导电线芯的空隙中填入阻水资料。

能够经过下面两个层次措施和结构来完成电缆纵向阻水：

(1)选用阻水型导体。在绞合紧压导体时增加阻水绳、阻水粉、阻水纱或绕包阻水带。

(2)选用阻水型的缆芯。在缆芯成缆工艺中，填充阻水纱、绳及绕包半导电阻水带或绝缘阻水带。

它们的阻水机理：如果在外力效果下发生电缆接头损伤或护套破损，水分或潮气就会沿着电缆的导电线芯和缆芯纵向渗入。这些水分和潮气会被含有吸水胀大粉末的阻水带、阻水纱或阻水绳吸收，这些阻水资料吸水后迅速胀大形成凝胶状物质，阻塞渗水通道，停止水分和潮气的进一步扩散和延伸，使电缆的损失降到小。

由阻水导体构成阻水型缆芯根本不存在什么技术难题。关于多芯电缆来说，由于多根的绝缘线芯之间的空隙较大，所以成缆时通常需求在绝缘线芯之间填充阻水绳、纱等，然后再绕包胀大阻水带构成阻水型缆芯；关于单芯电缆而言，能够在阻水型导体表面缠绕阻水带构成阻水型缆芯。

由于绳、带资料易于缠绕、包裹，且能保证缆芯表面的平整，因此中压电缆线芯和外屏蔽表面的阻水胀大带绕包层通常选用阻水绳和阻水带。目前纵向阻水的难题在于阻水型导体，即如何在各导线之间填充阻水物质和填充什么样的阻水物质一直是研究的热点问题。

4 阻水电缆结构剖析

完成电力电缆的全阻水，既要考虑电缆的径向阻水也要考虑电缆的纵向阻水。国内外也有许多关于XLPE阻水电缆结构的******和文章。下面主要就中国******公开颁布的径向和纵向阻水电缆结构进行举例剖析。

4．1 交联聚乙烯绝缘电力电缆的径向阻水结构

普通型交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的结构由里向外依次为导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽、外护套；具有径向阻水功能的XLPE电缆结构由内向外依次为阻水型导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、内半导电阻水胀大带、金属屏蔽层、外半导电阻水胀大带、纵包铝塑层、聚乙烯外护套。图1为根据文献和******总结出的几种典型的径向阻水电缆结构。

图1a是一种典型的单芯径向阻水结构。与普通型XLPE电缆相比，防水型XLPE电缆的加工工艺较为复杂，需求在生产线上增加绕包阻水带和纵包铝塑的专门设备。理论上讲铝塑复合带的水密性非常好，只要复合带的接缝处完全粘接密封，水分简直无法透过。纵包铝塑复合带的关键工艺有两方面：① 纵包工艺，纵包时要做到紧且圆整，消除纵包处的“荷叶边”(即复合带边缘的纵包弯曲)；② 粘接工艺，应保证复合带与聚乙烯内护套及其复合带搭缝处粘接完善。

图1b是高压径向阻水结构的示意图。高压XLPE电缆一般选用密封铅、铝、不锈钢金属套完成径向阻水，这种径向阻水方法理论上安全。

图1c是三芯中低压XLPE电缆径向阻水结构图 。三芯XLPE径向阻水电缆也能够如图1d所示结构 ，把金属屏蔽层改成无缝金属套，这样电缆的径向阻水结构就得到了简化，且阻水的持久性好；其次由于其电缆缆芯外选用的是常规电缆结构，对电缆散热影响小，有利于确保电缆的使用寿命，保持电缆输送功率根本不降低，所以图1c所示的外阻水层结构能够提高传输功率10％左右 ；别的，因内阻水结构的存在，即使电缆外护层损伤也不会影响电缆的阻水效果。关于三芯电缆也能够选用图1a所示的三根单芯阻水电缆绞合形成，这种结构节省了大量的阻水填充资料，使电缆的本钱大幅下降，同时电缆的散热好载流量也增大许多，是一种理想的低本钱三芯阻水电缆。三芯铠装阻水电缆能够选用图1d和1e所示结构，优缺陷与上面剖析相同。