高壓電纜緩沖層燒蝕問(wèn)題困擾了高壓電纜界近二十年，對(duì)高壓電纜緩沖層燒蝕的成因機(jī)理到目前為止認(rèn)知的引起燒蝕的原因有：

1.半導(dǎo)電緩沖阻水帶材料考核要求的缺失：由于電力電纜內(nèi)部材料之間存在相容性的特點(diǎn)，缺少半導(dǎo)電緩沖阻水層原材料針對(duì)這方面的考核要求；

2.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求不清晰：高壓電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中半導(dǎo)電緩沖層的作用描述不夠清晰，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇等方面考慮不夠仔細(xì)，容易形成電纜徑向電流的集中，局部緩沖層發(fā)熱引發(fā)燒蝕或加速白色粉末的形成；

3.半導(dǎo)電緩沖阻水層吸濕性強(qiáng)認(rèn)識(shí)不足：原材料制造、包裝、運(yùn)輸、原材料使用過(guò)程和安裝等環(huán)節(jié)中沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)半導(dǎo)電緩沖阻水帶吸潮強(qiáng)的特點(diǎn)，緩沖帶吸潮是加速白色粉末形成的主要原因。

本文就半導(dǎo)電緩沖阻水層防潮措施進(jìn)行一些探討。

為什么半導(dǎo)電緩沖阻水帶會(huì)吸潮？

高壓電纜用半導(dǎo)電阻水帶中含有阻水粉，其制備方法是將一定配比量的單體ＣＭ和交聯(lián)劑加入到丙烯酸鈉中溶解，即生成聚丙烯酸，通過(guò)加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值6～9，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

得到的聚合溶液和配比量的引發(fā)劑的水溶液，加入到不銹鋼聚合器中，攪拌混合加熱升溫至80℃，聚合得到的蜂窩發(fā)泡樹(shù)脂，以剪切機(jī)切碎于80℃下烘干、過(guò)100目篩得到白色粉末狀的聚丙烯酸鈉。所以阻水粉的主要化學(xué)成分是低交聯(lián)型聚丙烯酸鈉鹽，它能吸收比自身重幾百或上千倍的去離子水，吸水后即成凝膠狀，即使加壓也很難擠出水來(lái)，有極強(qiáng)的吸水性能。

因此半導(dǎo)電緩沖阻水帶極易吸潮的原因是其內(nèi)部含有聚丙烯酸鈉“吸水劑”。

半導(dǎo)電緩沖阻水帶吸潮后的危害有哪些？

半導(dǎo)電緩沖阻水帶吸潮后在與鋁護(hù)套接觸的地方容易形成白色粉末，故障案例如下：

運(yùn)行幾年后的故障電纜：

半導(dǎo)電緩沖阻水帶吸潮后未運(yùn)行型式試驗(yàn)后樣品解剖情況：

高壓電纜半導(dǎo)電阻水帶上的阻水粉吸水后，阻水粉會(huì)形成游離的OH-離子，在鋁護(hù)套的波谷內(nèi)側(cè)與緩沖層接觸，鋁是兩性金屬，即既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)。因此鋁護(hù)套與緩沖層接觸處的OH-會(huì)與鋁反應(yīng)，如果有電場(chǎng)作用下，OH-會(huì)更容易匯集到鋁套與緩沖帶接觸的位置，鋁與堿（OH-）發(fā)生反應(yīng)：

反應(yīng)生成的偏鋁酸鈉極易溶于水，且吸收空氣中的CO 2 發(fā)生如下反應(yīng)：

CO 2 過(guò)量時(shí)：

CO2少量時(shí)：

氫氧化鋁能繼續(xù)反應(yīng)生成氧化鋁：

生成白色晶體，Al 3 O 3 此種情況下鋁護(hù)套中鋁元素就轉(zhuǎn)移到緩沖層上形成白色粉末。

另外在有電場(chǎng)作用下，也有可能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)反應(yīng)通常在直流電情況下較易產(chǎn)生，但在交流電情況下也能發(fā)生電解。

AL 2 O 3 、Na 2 CO 3 、NaHCO 3 ，這三種物質(zhì)晶體的電阻顯絕緣特性，不利于泄漏電纜的傳導(dǎo)，甚至可能產(chǎn)生熱量，引起溫升導(dǎo)致電纜的擊穿。

如何防止半導(dǎo)電緩沖阻水層吸潮？

為了防止半導(dǎo)電緩沖阻水帶吸潮，應(yīng)考慮各個(gè)環(huán)節(jié)的防潮措施，才能保證投運(yùn)以后的高壓電纜緩沖層是“干燥的”。

半導(dǎo)電緩沖阻水帶生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸環(huán)節(jié)：

1）阻水緩沖帶在生產(chǎn)過(guò)程中，注意阻水粉的吸潮問(wèn)題，應(yīng)規(guī)定防吸潮的工藝流程；

2）阻水緩沖帶的包裝應(yīng)考慮防吸潮的措施，最 好采用真空包裝措施，以便電纜生產(chǎn)企業(yè)在使用過(guò)程中，用肉眼就能識(shí)別防潮措施是否有效；

3）阻水緩沖帶的運(yùn)輸過(guò)程中，一定要采取措施防止防潮措施的損壞。

半導(dǎo)電緩沖阻水帶使用環(huán)節(jié)：

現(xiàn)在絕大數(shù)高壓電纜制造企業(yè)往往半導(dǎo)電緩沖阻水層繞包結(jié)束后，放置在車(chē)間里數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天，再進(jìn)行下道工序，這樣做就表明原材料供應(yīng)商防潮措施都是徒勞的，特別是長(zhǎng)江以南地區(qū)的高壓電纜制造企業(yè)要注意，濕度大緩沖組水層吸潮的幾率更大，高壓電纜故障調(diào)查也驗(yàn)證了這種情況。

因此研究和改進(jìn)高壓電纜生產(chǎn)過(guò)程中減少半導(dǎo)電緩沖阻水層不吸收潮氣或少吸收潮氣的生產(chǎn)工藝是當(dāng)務(wù)之急，我國(guó)幅員遼闊，高壓電纜制造企業(yè)分布在全國(guó)各地，每個(gè)地區(qū)的濕度狀況不一樣，同一個(gè)地區(qū)在不同的季節(jié)其濕度狀況也不一樣，因此每個(gè)電纜制造企業(yè)應(yīng)研究你所在地區(qū)半導(dǎo)電緩沖阻水帶打開(kāi)包裝后暴露在空氣中允許的時(shí)間，作為生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格要求去執(zhí)行。

為了確保緩沖阻水層在繞包過(guò)程中不吸潮，建議開(kāi)展以下二種可能的工藝或裝備的改進(jìn)工作：

第一種：在緩沖阻水層繞包結(jié)束后立刻纏繞類似于保鮮膜類的薄膜層，隔絕緩沖阻水層與空氣的接觸，當(dāng)進(jìn)行下道工序時(shí)再退除隔絕薄膜；

第二種：金屬層制作（金屬氬弧焊或連續(xù)擠出）設(shè)備的改造，把緩沖層繞包工序與金屬層制作工序同步，繞完緩沖層后立刻進(jìn)行金屬層制作工序，這樣保證緩沖層繞包結(jié)束后就被金屬層包裹，隔絕與空氣的接觸。

控制緩沖層繞包過(guò)程中潮氣吸入非常重要，只有企業(yè)注重產(chǎn)品質(zhì)量，才會(huì)考慮和注重此工藝的實(shí)施。 另外，建議制造企業(yè)注意電纜端頭的密封問(wèn)題，如果長(zhǎng)期存放在車(chē)間的半成品也應(yīng)考慮端頭的密封問(wèn)題，而不是出廠的時(shí)候在密封。

高壓電纜安裝環(huán)節(jié)緩沖層潮氣的吸入：

現(xiàn)在高壓電纜現(xiàn)場(chǎng)安裝的環(huán)境條件越來(lái)越不重視，也是高壓電纜端部潮氣吸入的途徑之一。電纜附件安裝時(shí)，電纜分?jǐn)嗯c端部密封工作要同步，特別是南方地區(qū)，空氣濕度比較大時(shí)更應(yīng)注意。

總之，阻水型半導(dǎo)電緩沖帶是極易吸潮的材料，從原材料生產(chǎn)到電纜敷設(shè)安裝結(jié)束的各個(gè)環(huán)節(jié)都要考慮防潮問(wèn)題。