防蚀性和防水护层结构分析
电缆护层本分护层和外护层。 内护层有金属的铅护套、平铝护套、皱 纹铝护套等和非金属的塑料护套、橡皮护套等,其效果是避免绝缘层受 潮、机械损害以及光和化学侵蚀性媒质等的效果。金属护套多用于油浸 纸绝缘电缆,塑料和橡皮护套多用于塑料,橡皮绝缘电缆。
金属护套厚度取决于机械强度,并考虑电缆内部的压力以及敷设运 行条件和工艺条件加以确认。低压电缆的铅、铝、塑料、橡皮炉套已趋标 准化,如图 17 - 2 所示。为进步铝护层的安全裕度,目前铝护层的厚度基 本与铝护层相同。
自容式充油电缆的铅护套厚度可由下式求得
△s = KDs + 1 . 5
式中 △s —铅护套厚度(mm);
Ds —铅护套内径(mm);
K—系数。关于铅锑铜合金,K = 0 . 025 ~ 0 . 05;关于铅碲砷合金,K
= 0 . 02 ~ 0 . 04。
目前我国高压电缆中铅护套有铅锑铜合金和铅碲砷合金两种。铅碲砷 合金的抗拉强度、耐疲惫功能和耐蠕变功能比铅锑铜合金高,延伸率稍差。
外护层包括衬垫层、铠装层和覆盖层(外被层),主要是起机械加强和 防腐蚀效果。其结构设计取决于电缆的敷设运行条件。金属护套的外护 层常为多层结构,为沥青、聚氯乙烯带、浸渍纸、加强金属带的组合。这种 组合有较好的防蚀功能,并能避免铠装层对金属护套的机械损害。为了
使外护层有更好的防蚀性和防水性,最外层还可用挤包的塑料护套。
当高压电缆线路发生短路毛病,或当操作涉及雷击波浸入时,会发生 很高的护层感应电压,或许引起外护层的击穿,因此外护层须有接受必定 电压的才能。一般应能通过工频电压 10kV、1min 及冲击实验电压 50kV、 正负 10 次不击穿的实验。为了进步电缆的传输容量,外护层有较高的绝 缘电阻,其指标可参照 JB1072—67。
外护层的加强金属带厚度可用下式确认
n·P·Da
△a = 2·m·o
式中 △a ———加强金属带厚度(mm);
n ——— 安全系数,一般取 n = 18 ~ 22;
P ——— 电缆内单位面积的最高压力(MPa);
Da ———加强金属带绕包前的电缆直径(mm);
m ———加强金属带层数;
o———加强金属带的抗拉强度(MPa)(黄铜带 o= 323 .4MPa)。
关于铅包的高油压自容式充油电缆、高落差电缆及水底电缆,由于要 接受较大的内压力或拉力,或许两者都要接受,需进行机械加固,所以护 层要铠装。铠装资料一般用带材(如铝青铜带、不锈钢带)或线材(如钢 丝、铝合金丝)。铠装带的厚度及层数,铠装丝的直径及根数,由电缆所承 受的压力、拉力和铠装资料的机械强度确认。
电缆外护层按不同的敷设条件,分为普通外护层、一级外护层和二级 外护层三种结构。普通外护层仅适用于铅护层,由沥青和浸渍电缆纸的 组合层组成。一级外护层,关于无铠装的结构,由沥青加聚氯乙烯护套组 成;对于有铠装的结构,衬垫层由二层沥青、聚氯乙烯带和浸渍绉纸带的 防水组合层组成,在铠装外面可无外被层(裸)或有一层由沥青、浸渍电缆 纸及避免粘合的涂料所组成的外被层。二层外护层是在铠装外面还有一 层与衬垫层相同结构的防护层,再挤包塑料护套。
裸铠装或裸铅包电缆,只能适用于对铠装或金属护套没有腐蚀效果 的场合。一级外护层有必定的防腐蚀效果,但在严峻的酸、碱性环境和海 水中,铠装和金属护套仍会锈烂。二级外护层则可同时避免酸、碱、盐和 水分对金属护套和铠装的侵蚀。