阻水电缆的结构设计与材料选择
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中低压绝缘电缆不可忽视的阻水电缆页数:2
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10 kV配电电缆网的选型设计探究(全文)
10 kV配电电缆XX的选型设计探究(全文)A XX：1006-8937（2021）36-0005-02随着我国国民经济和电力产业的蓬勃发展，人们对供电的质量和要求越来越高，而10 kV配电电缆XX作为最重要、最常见的一种供电方式，其选型设计也显得尤为重要[1]。
本文就从10 kV配电XX电缆XX的材料、性能及供电要求进行针对性的分析，并对10 kV配电电缆XX的设计要求和选型要求进行科学合理的探索。
1 电缆芯线的选择1.1 电缆芯线的性能选择众所周知，铜的导电性相对与铝来说，其导电性能更好，可以使面积相同的铜芯的承载电流量在铝的基础上增加31%左右，且铜的弹性性能相对更好。
因此，在现实生活中，铜芯一般很少出现损坏和断裂现象的发生。
从物理学角度来看，铜的硬度比铝的硬度相对较大，抗氧性能强，产生的电流阻力小，进而有效的减少了安全事故的发生，降低了电力维修成本[2]。
根据以往电缆事故发生的原因来看，其电缆故障主要是由电缆头损坏所引起的，而电缆头的损坏又与各种因素导致的接触点汽化、熔化程度息息相关。
通过有关数据调查研究，发现铜的熔点为1 083.6 ℃，而铝的熔点为661.127 ℃，可见，铜芯的抗熔效果明显优于铝芯。
从以上的研究分析来看，就性能而言，电缆选用铜芯的效果会更好。
1.2 电缆芯线的价位选择单从市场价格来看，铜的价格要比铝的价格要低，且铜芯的电缆承载力要比铝芯的电缆承载力大0.3倍左右，也就是说，使用铝芯电缆要比铜芯电缆的占地面积大0.3倍左右。
可见，在供给电力相同的电流时，选用铜芯既满足物美价廉的要求，又在一定程度上减少了土地占地面积，有效地提高了我国土地利用率。
2 电缆绝缘材料的选择2.1 电缆材料的选择就目前而言，我国最常见的电缆材料是聚氯乙烯，但是它自身的抗热和耐寒性能低下，通常情况下只能局限在15～60 ℃的范围内使用，且聚氯乙烯在燃烧时会释放有害气体，不利于环境保护。
因此，聚氯乙烯并不适用10 kV配电电缆XX的选型设计。
阻燃电缆在工程中的选用
阻燃电缆在工程中的选用
随着现代化建筑技术的不断发展，阻燃电缆在工程中的应用也越来越广泛。
阻燃电缆作为一种新型的电缆材料，其抗燃性能非常出色，能够在火灾等极端情况下保证电路的正常运行，同时能够有效地减少火灾的扩散和蔓延，保障人员的生命安全和财产安全。
在工程中选用阻燃电缆需要考虑以下几个方面：
一、环境条件
在选用阻燃电缆之前，需要考虑安装环境的特殊性。
如果是需要在潮湿、异味或者含酸雨等特殊环境下安装电缆，那么就需要选择防水、防腐、耐酸雨等性能较好的材料。
二、电压等级
在工程中应用的电力电缆电压等级有高、中、低三种。
在选用阻燃电缆时，需要根据具体的电压等级来选择合适的阻燃电缆。
一般来说，高压电缆需要采用更加抗电磁干扰、绝缘性能更好的材料。
三、电缆线径和导体材料
电缆的线径和导体材料也是影响电缆性能的因素。
在选用阻燃电缆时，需要根据具体电压等级和电路负载大小来选择合适的导体材料和线径。
四、电缆长度和安装方式
电缆长度和安装方式也会对阻燃电缆的选用产生影响。
一般来说，长距离的电缆需要采用更好的材料和更严格的工艺要求，同时在安装时也需要做好防水、防腐等措施。
综上所述，阻燃电缆作为一种新型的电缆材料，其在工程中的应用越来越广泛，但是在选用阻燃电缆时需要考虑多个方面因素，尤其需要根据具体情况选择合适的电缆材料和规格，以便在工程中发挥更好的防火、防爆性能，同时保障人员生命安全和财产安全。
电力工程电缆设计规范GB50217-94(pdf33)(1)
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常用的几种电线电缆绝缘材料
常用的几种电线电缆绝缘材料电线电缆绝缘材料是指用于包覆电线电缆导体以阻止电流泄漏和短路的材料。
常见的电线电缆绝缘材料有PVC、PE、XLPE、橡胶、矿物绝缘材料等。
下面将详细介绍这几种常用的电线电缆绝缘材料。
1.PVC（聚氯乙烯）：PVC是一种常用的绝缘材料，具有较好的绝缘性、耐热性和耐化学性。
它具有低成本、易加工和可塑性好的特点，广泛应用于家庭电器、建筑电气和工业电气的绝缘材料上。
2.PE（聚乙烯）：PE是一种具有良好机械强度和抗冲击性的绝缘材料，具有较好的耐老化性和耐低温性。
它价格低廉，化学稳定性好，适用于埋地电缆、低压电缆、通讯电缆等领域。
3.XLPE（交联聚乙烯）：XLPE是一种高性能绝缘材料，具有低介质损失、低介电常数和优异的耐电击穿性能。
它还具有良好的耐热性、耐寒性和化学稳定性，适用于高压电缆、电动机和变压器等高要求的电气设备。
4.橡胶：橡胶是一种具有良好弹性和耐磨性的绝缘材料，具有良好的耐热性、耐寒性和耐油性。
它适用于需要柔性绝缘的电线电缆，如可移动设备、电力工具和电动车辆等。
5.矿物绝缘材料：矿物绝缘材料是一种非金属绝缘材料，通常由石墨、滑石、氧化镁、氧化铝等矿物经过特殊处理制成。
它具有良好的耐火性、耐热性和耐化学性，适用于高温电缆、火灾应急系统和高要求的电气设备。
除了上述常用的绝缘材料外，还有一些特殊用途的绝缘材料，如氟塑料、云母绝缘材料、纸质绝缘材料等。
这些绝缘材料在特定的应用领域中具有独特的优势和技术要求。
总而言之，电线电缆绝缘材料的选择应根据具体的应用要求来确定。
不同的绝缘材料具有各自的特性和适用范围，选择合适的绝缘材料是确保电线电缆安全可靠运行的重要因素之一。
建筑水电安装规范要求中的材料选用标准
建筑水电安装规范要求中的材料选用标准建筑水电安装是建筑工程中的重要环节，涉及到住宅、商业建筑、工业厂房等领域。
在建筑水电安装中，材料的选用标准是确保安装质量和使用安全的重要保障。
本文将从常见的建筑水电材料选用标准入手，探讨其规范要求和应用。
一、导线及电缆的选用标准在建筑水电安装中，导线和电缆是电力传输的核心材料。
根据国家标准《建筑电气设计规范》(GB 50052)，导线和电缆的选用应符合以下要求：1. 铜质导线：采用GB/T 5585.1-2005《铜和铜合金有色标准样品第1部分：铜板、带、管及棒材》中规定的电解铜或GB/T 5585.2-2005《铜和铜合金有色标准样品第2部分：圆铜丝》中规定的圆铜丝制造。
2. 铝合金导线：应采用国家标准GB/T 3956-2008《铝合金电线电缆》中的制造标准。
3. 阻燃电缆：应采用GB/T 5023-2017《塑料绝缘电线电缆》中的阻燃等级规定，以确保在火灾发生时能够保持较低的燃烧性能。
4. 绝缘层材料：应使用聚氯乙烯(PVC)或交联聚乙烯(XLPE)等耐热、耐腐蚀的材料，以确保导线和电缆的绝缘性能。
二、管道材料的选用标准在建筑水电安装中，管道材料的选用直接关系到给水、排水、供暖等系统的正常运行。
根据国家标准《建筑给水排水设计规范》(GB 50015)和《住宅给水排水设计与施工规范》(GB 50314)，管道材料的选用应符合以下要求：1. 给水管道：应采用无毒、耐腐蚀、耐高压的材料，如聚氯乙烯(PVC)管道、不锈钢管道等。
2. 排水管道：应采用具有耐酸碱、耐高温、耐冲击的材料，如聚丙烯(PP)管道、聚氯乙烯(PVC)管道等。
3. 供暖管道：应采用耐高温、耐压的材料，如无缝钢管、塑料复合管等。
4. 绝热层材料：应使用聚氨酯(PU)发泡材料或玻璃棉等绝热性能较好的材料，以减少能量损失。
三、开关插座的选用标准在建筑水电安装中，开关插座是电力使用的重要接口。
根据国家标准《低压电器用固定式负载开关和控制设备》(GB 14048.1)和《家用和类似用途的插座-开关设备外壳的尺寸和结构》(GB 2099.1)，开关插座的选用应符合以下要求：1. 开关：应采用有正规厂家生产、标准化生产的开关产品，确保使用寿命长、操作灵活稳定。
三芯光电复合海底电力电缆的设计与制造之一——结构设计
采用 阻 水 胶 隔 断 工 艺 的 导 体 ， 面 在 １０ ０ 截 ０ ｍ 以上 的 ， 线 可采 用 表 面 钝 化 处 理 ， 样 能 有 ｍ 单 同 效 削弱集肤 效 应 。这 种 大截 面 导 体 结构 ， 欧洲 耐克
森 公 司 的海 底 电缆设 计应 用较 多 。 １ ２ 导体 屏蔽层 的 设计 ． Ｇ ／ ２ ０ Ｂ Ｔ １７ ６中规 定 ， 称截 面 ５ ０ ｍ 以上 标 ０ ｍ 及
表 １ 三 芯 光 电复 合 海 缆 结 构 尺 寸
名称 阻水 导 体 半 导 电 阻水 带 ＋导 体 屏 蔽 ＸＰ Ｌ Ｅ绝 缘
绝 缘屏 蔽
１ ３ 阻水缓 冲层 ．
在 绝 缘 屏 蔽 层 外 重 叠 绕 包 层 半 导 电阻 水 膨 胀 带 ， 作用 为 ： 其
（ ） 导 电阻水缓 冲层 与导 体 中嵌 入 的 阻水 材 １半
２１ ・
０ 引 言
近年来 ， 随着国民经济的发展 ， 国家电力事业突
飞猛 进 。从沿 海 岛屿 到 内 陆江 湖 沼 泽地 区 ， 海 洋 从 石 油勘探 平 台到海 岸 风 能发 电场 ， 种 电压 等 级 的 各
大长 度海 底 、 下 交联 聚 乙烯 （ Ｌ Ｅ） 水 Ｘ Ｐ 电力 电 缆 需 求 量 猛增 。尤 其是 国家 石油 能 源 的 短缺 ， 随着 石 油 的开发勘 采 向深海 远 洋 转 移 ， 深海 石 油 及 可燃 冰 的
余量 余量
ห้องสมุดไป่ตู้
１５ 塑料 增 强保护 层 ．
铅 和铅合 金 比较 柔 软 ， 械 性 能较 差 。 为 了保 机 护铅 套在 制造 、 敷设 和使 用 中不受损 伤 ， 常在 合金 通 铅 护套外 ， 挤塑机 挤制 一层 塑料增 强保 护层 ， 用 两者 之 间还要 涂敷 一层 粘接 剂 ， 其成 为一个 整体 ， 使 从而 提 高对 电缆线 芯 的综合保 护性 能 。１０ｋ ３ Ｖ６０ｍｍ １ 海缆 塑料 增强 保护 层 的标 称厚 度选 为 ２ ６ｍ 可采 ． ｍ，
森 公 司 的海 底 电缆设 计应 用较 多 。 １ ２ 导体 屏蔽层 的 设计 ． Ｇ ／ ２ ０ Ｂ Ｔ １７ ６中规 定 ， 称截 面 ５ ０ ｍ 以上 标 ０ ｍ 及
表 １ 三 芯 光 电复 合 海 缆 结 构 尺 寸
名称 阻水 导 体 半 导 电 阻水 带 ＋导 体 屏 蔽 ＸＰ Ｌ Ｅ绝 缘
绝 缘屏 蔽
１ ３ 阻水缓 冲层 ．
在 绝 缘 屏 蔽 层 外 重 叠 绕 包 层 半 导 电阻 水 膨 胀 带 ， 作用 为 ： 其
（ ） 导 电阻水缓 冲层 与导 体 中嵌 入 的 阻水 材 １半
２１ ・
０ 引 言
近年来 ， 随着国民经济的发展 ， 国家电力事业突
飞猛 进 。从沿 海 岛屿 到 内 陆江 湖 沼 泽地 区 ， 海 洋 从 石 油勘探 平 台到海 岸 风 能发 电场 ， 种 电压 等 级 的 各
大长 度海 底 、 下 交联 聚 乙烯 （ Ｌ Ｅ） 水 Ｘ Ｐ 电力 电 缆 需 求 量 猛增 。尤 其是 国家 石油 能 源 的 短缺 ， 随着 石 油 的开发勘 采 向深海 远 洋 转 移 ， 深海 石 油 及 可燃 冰 的
余量 余量
ห้องสมุดไป่ตู้
１５ 塑料 增 强保护 层 ．
铅 和铅合 金 比较 柔 软 ， 械 性 能较 差 。 为 了保 机 护铅 套在 制造 、 敷设 和使 用 中不受损 伤 ， 常在 合金 通 铅 护套外 ， 挤塑机 挤制 一层 塑料增 强保 护层 ， 用 两者 之 间还要 涂敷 一层 粘接 剂 ， 其成 为一个 整体 ， 使 从而 提 高对 电缆线 芯 的综合保 护性 能 。１０ｋ ３ Ｖ６０ｍｍ １ 海缆 塑料 增强 保护 层 的标 称厚 度选 为 ２ ６ｍ 可采 ． ｍ，
电力电缆的阻水技术
电力电缆的阻水技术刘召见;常军;房鹏【摘要】主要介绍了阻水电力电缆在国内外的应用背景及产品具体分类,结合多年的产品研发和生产实际,对当前电力电缆阻水的一些最新技术和应用效果进行研究和分析,并重点介绍了结构阻水电力电缆的结构设计及应用效果.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P12-14,20)【关键词】阻水电力电缆;结构阻水;径向阻水;全阻水【作者】刘召见;常军;房鹏【作者单位】特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司,山东新泰271200;特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司,山东新泰271200;特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司,山东新泰271200【正文语种】中文【中图分类】TM2470 引言伴随着交联电缆在我国的大规模应用，因周围环境水分侵入电缆内部而造成绝缘水树老化并导致电缆击穿的事故逐年增加，越来越多的用户迫切需要具有良好阻水性能的电缆，以进一步提高电力系统的安全及可靠性。
因此，如何设计阻水电力电缆，使其具有良好的阻水结构和更好的阻水方法，以提高电缆的阻水性能，成为我们当前电力电缆阻水技术研究和分析的关键点。
1 应用背景及分类1.1 电力电缆阻水技术的应用背景在电力工程应用中，电缆通常采用直埋、电缆沟、隧道等敷设方式，难免与水直接接触，甚至会短期或长期浸泡在水中，致使水分会慢慢渗透到电缆内部。
一般的交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料，在电缆运行一段时间后均会产生水树现象，当水树生长到一定程度将导致电缆绝缘层击穿。
自1967年首次发现XLPE绝缘水树老化现象起，目前水树已被国际上公认为XLPE电缆老化的主要原因之一。
据统计，国内城网10～35 kV电力系统中，地下敷设的普通XLPE绝缘电缆在运行8至12年时会生长出大量水树，致使交联电缆因水树击穿而寿命缩短、事故频发，严重影响了电网的安全运行。
而其它一些不易产生水树的电缆绝缘材料，如聚氯乙烯(PVC)绝缘等，也会在长期的水浸泡下逐渐吸收周围环境中的水分，引起绝缘电气性能急剧下降，最终导致电缆击穿。
高压电缆缓冲层材料及结构特性研究
高压电缆缓冲层材料及结构特性研究发布时间：2021-01-15T14:06:19.343Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：何轶聪[导读] 摘要：近年来，我国现代化建设的发展迅速，在高压与超高压单芯电缆的金属护套与电缆缆芯之间均有缓冲层。
国网江苏省电力有限公司常州供电分公司江苏省常州市 213000摘要：近年来，我国现代化建设的发展迅速，在高压与超高压单芯电缆的金属护套与电缆缆芯之间均有缓冲层。
缓冲层具有半导电特性，能有效缓冲、弱化电场强度，并有效缓冲电缆绝缘与金属层，防止损伤绝缘。
电缆如有纵向阻水要求，缓冲层绕包带还应具有吸水膨胀性能，一般是采用聚酯纤维编织布与遇水可迅速膨胀的聚丙烯酸脂吸水膨胀粉复合而成。
其阻水机理是，当水分从电缆端头或是从护套缺陷中进入后，这种膨胀粉就会遇水迅速膨胀，阻止水分沿电缆纵向进一步扩散，这样就实现了电缆纵向阻水的目的。
关键词：高压电缆；缓冲层材料；结构特性研究引言高压交联聚乙烯绝缘电力电缆在我国已经使用了三十多年，最初全部使用进口产品，到目前为止66～220kV电力电缆已基本实现国产化，每年有超过一万公里的高压电缆埋设于地下。
进口产品和国产产品在护层结构和原材料特性方面各有其特点。
经分析，影响国产高压电缆产品质量的主要因素是原材料性能、护层结构及其加工工艺。
从最近十几年高压电缆本体故障案例解剖发现，大量出现绝缘屏蔽表面烧伤或放电痕迹，甚至引发击穿现象，影响电缆的使用寿命，危及供电安全，引起了电力行业的高度重视，这种缺陷不是短时间内能够显现出来的。
产生这种现象的原因目前不清楚，产品标准中对护层原材料的要求也不够明确，原材料的特性是否符合电缆运行的要求还有待进一步研究，标准中对护层结构的要求都需要进一步明确，生产工艺如何保证电缆的产品质量也需要研究。
1高压电缆阻水缓冲层现状目前国内大部分高压电缆采用氩弧焊焊接方式制作皱纹铝护套，在金属套与绝缘线芯之间绕包半导电吸水膨胀带，这种吸水膨胀阻水带是在半导电的聚脂无纺纤维中加入聚丙烯酸脂膨胀粉制成的，膨胀粉遇水后能在一定时间内迅速膨胀到一定高度，从而起到阻隔水的作用。
海底电缆路由中国电力企业联合会
海底电缆输电线路工程设计规范（征求意见稿）前言根据《国家住房和城乡建设部关于印发2013年工程建设标准规范制订修订计划的通知》（建标[2010]6号）文件，为贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，实现海底电缆和光纤复合海底电缆（以下简称“海底电缆”）输电线路设计的规范化、合理化，保障海底电缆输电线路运行安全，促进我国海底电缆输电工程技术发展。
标准编制组经调查研究，认真总结国内外海底电缆线路设计经验，在广泛征求意见的基础上，制定本标准。
本标准共分9章和1个附录，包括：总则，术语，海底电缆路由，海底电缆型式与结构，海底电缆附件选择与配置，海底电缆敷设，海底电缆保护，环境保护，海底电缆线路附属设施等。
本标准由XXX负责管理，XXX提出，XXX负责日常管理，XXX负责具体技术内容解释。
执行过程中如有意见或建议，请寄送XXX。
本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人员：主编单位：中国电力企业联合会、浙江省电力公司；参编单位：舟山供电公司、中国电力工程顾问集团中南电力设计院、中国南方电网超高压输电公司参加单位：上海电缆研究所、宁波东方电缆股份有限公司、中天科技海缆有限公司、江苏亨通高压电缆有限公司、普睿司曼中国有限公司、国家海洋局第二海洋研究所、东海海洋工程勘察设计研究院、宁波诺可电子科技发展有限公司主要起草人：XXX、XXX、主要参加人：XXX、XXX、主要审查人： XXX、XXX、目次前言....................................................................................................................................................... I I1 总则 (1)2 术语和定义 (2)3 海底电缆路由 (4)3.1路由选择一般规定 (4)3.2海域段路由 (4)3.3登陆段路由 (4)3.4路由勘察 (5)3.5风险评估 (5)4 海底电缆型式与结构 (6)4.1海底电缆型式选择 (6)4.2电缆导体及截面选择 (6)4.3电缆绝缘类型 (6)4.4电缆护层类型 (7)4.5复合光缆 (7)5 海底电缆附件选择与配置 (8)5.1电缆终端 (8)5.2海底电缆接头 (8)5.3锚固 (9)5.4充油海底电缆供油系统 (9)5.5电缆防雷与接地 (10)6 海底电缆敷设 (11)6.1一般规定 (11)6.2敷设要求 (11)7 海底电缆保护 (12)7.1一般规定 (12)7.2保护要求 (12)7.3运行管理防护措施 (12)8 环境保护 (13)8 环境保护 (13)9 海底电缆附属设备和附属设施 (14)本标准用词说明 (15)引用标准名录 (16)条文说明 (17)1 总则1.0.1 为了在海底电缆线路设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好，制定本标准。
防水电缆技术规范技术要求
JNFS-YJY23紧凑型节能防水交联聚乙烯绝缘增强双护套中压电缆技术规范书技术部分1 .概述紧凑型节能防水交联聚乙烯绝缘增强双护套中压电缆,不仅符合相应国家标准、部分项指标高于国家标准要求，且具有紧凑、节能、防水等性能。
2. 设计参照标准●GB/T 12706-2008 额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件●HD 605：2008 电缆及附件的测试方法●GB/T 3956-2008 电缆的导体●GB/T 2951-2008 电线电缆机械物理性能试验方法●GB/T 3048-2007 电线电缆电性能试验方法●GB/T 6995-2008 电线电缆识别标识3.额定电压8.7/15kV紧凑型节能防水交联聚乙烯绝缘增强双护套中压电缆。
●电缆型号为： JNFS-YJY23-8.7/15、JNFS-YJY23-12/203.1敷设条件：电缆应适合安装于户外敷设于保护管中，桥架中，电缆沟（隧道）中，也可直埋在土壤中敷设。
3.2 产品保证符合下列运行条件：3.2.1额定电压8.7/15kV、12/20kv3.2.2系统额定频率：50Hz；3.2.3最高工作电压：17.5kV;3.2.4敷设时允许的最小弯曲半径：电缆12倍电缆外径。
电缆敷设时环境温度不低于0℃。
3.2.5导体采用纵向阻水，主要体现在导体阻水的复杂设计，既要阻断水分在导体中的扩散通道又要满足电缆的导电性能，电性能符合GB/T 3956-2008中规定的20℃直流电阻的要求。
3.2.6电缆绝缘材料采用中压交联聚乙烯抗水树绝缘材料（已获得国内发明专利），采用干法交联工艺，电缆使用寿命、安全系数大大提高，。
3.2.7电缆内外屏蔽采用10kV热塑性半导电内屏蔽料,外屏蔽采用10kV可剥离外屏蔽料。
3.2.8绝缘厚度的平均值应不小于标称值，任意一点的最薄点厚度不小于标称值的90%-0.1mm。
3.2.9绝缘屏蔽外径采用综合防水设计，在绝缘屏蔽与金属屏蔽层间设计了纵向阻水结构（电缆绝缘后在外屏蔽表面纵包一层厚0.3mm的半导电双面阻水带），径向阻水结构采用了铝塑复合带纵包防水层，中密度聚乙烯独立护套，使整个产品绝缘层在综合防水层保护之下。
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阻水型电力电缆材料及结构设计 摘要：阻水型电力电缆作为电线电缆行业的一个新品种，正随着经济的发展、技术的成熟而得到推广应用。该文就阻水电力电缆结构设计和阻水材料提出一些看法。
关键词：阻水型电力电缆；结构；选材；工艺特性；改进 第一章 引言
随着我国国民经济的快速增长，特别是农村及城市电网建设改选步伐的加快和各地房地产业的蓬勃发展，我国的电力事业得到了快速发展，从而推动了为电力工业相配套的电工行业，尤其是电线电缆行业的发展，电线电缆的品种发展呈现出多样化的趋势。电线电缆已经从单纯的电力传输向多功能化发展，即根据不同用途分别被附加了一些新的特性。例如：阻燃电缆，耐火电缆，低卤，低烟电缆，无卤低烟电缆等等。对电力电缆的阻水要求也是近几年才发展起来的，以前对阻水的要求主要限于海底电缆，超高压电缆和通信电缆的应用上。随着对绝缘吸水和水树的研究及认识的加深，人们越来越意识到防水性能对中高压电力电缆的重要性。在地下水位较高或常年多雨地区（比如我国长江以南地区）。越来越多的用户对电缆提出了防水的要求。电力电缆大多采用直埋敷设方式，所以电缆承受来自于土壤压力和由于人为因素而受到外力损伤的可能性很大。
从敷设形式看，国外大多采用机械保护和防水为目的的金属保护套，或者采用包覆薄金属带等防水层的电缆。但是这种电缆，一旦受到损伤，水便从损伤处侵入电缆内部，进而渗入到电缆内部的间隙（导体绞线间，挤包外半导电层，屏蔽层或金属护套之间等）。沿着电缆纵向扩展，从而导致大长度电缆无法使用。当直埋电缆发生故障时，通常在事故发生点处要换一段新的电缆，使线路恢复运行，因此水一旦浸入电缆内部时，其渗水距离应越短越好，为了阻止浸水后的渗水，一般采用间隙部分绕包吸水性膨胀材料的方法，一旦浸入水便于堵住间隙。
1.1 水分对电缆的危害 要确定阻水电缆的结构首先要知道水分对电缆的危害。一般而言，水分浸入到电缆中后主要影响是电缆的导体和绝缘。就导体而言，电缆在正常运行时处于一个热稳定状态，导体温度一般都在60以上，如果有水分浸入就会导致导体氧化，使得导体单线间的能量损耗电阻增加从而增大了导体电阻，增加了输电线路的能量损耗，就绝缘而言，虽然聚乙烯是极难溶于水的非极性疏水物质，但是聚乙烯是一种由结晶相和无定形相组成的半结晶高聚物。聚乙烯相结构紧密，但晶界存在缺陷；无定形相中的分子排列疏松。分子间存在较大的间隙。水分子是极性的，在交变电场下扩散力及电场力的共同作用使水分子很容易渗透到聚乙烯无定形相的容隙和晶相的晶界缺陷中，交联聚乙烯分子结构中也存在上述问题，同时交联聚乙烯中有较多的交联副产物充当杂质，因而交联聚乙烯在交变电场下也有较大的吸水率。交联聚乙烯和聚乙烯绝缘吸水后会产生水树使得运行中的电缆发生击穿而损坏。
1.2 可行性分析 现在我国电力电缆的阻水结构大多是借鉴于通信电缆，主要是通过增防水层达到防止水分透过护套渗入到绝缘层的目的。要实现电缆的全面阻水，不但要考虑电缆径向的水分渗透，还要考虑到有效阻止水分侵入电缆后沿电缆的纵向扩散。因为如果不考虑电缆的纵向阻水，当护套密封不严或破损时，侵入到电缆内部的水分会沿电缆纵向扩散，造成整根电缆报废，使损失扩大。IEC国际标准中也推荐额定电压6kV~30kV及30kV~150kV挤包绝缘电力电缆具备纵向阻水结构。
普通电缆本身不具备阻水特性，在地下水位较高或常年多雨地区水分很容易渗入护套或从护套的破损处侵入到电缆内部。并引发事故。早在20世纪70年代，交联聚乙烯绝缘电力电缆中的水树问题就引起了国际电缆行业的极大关注，并且很多国爱都作了大量的研究工作。最初主要是考虑对交联聚乙烯进行改性，采用添加电压稳定剂及其它添加剂的方法来抑制水树的产生。此举虽有一定效果但并不显著，末能从根本解决问题。后来的实践经验证明，防止外来水分侵入是解决交聚乙烯电力中水树问题的最佳途径。
第二章 结构、选材及关键工艺 2.1 电缆内部纵向渗水处（如图1）
a)金属丝屏蔽型 b)铝护套型2 1-导体 2-内半导体 3-绝缘层 4-外半导电层 5-屏蔽层 6-包带 7-塑料护套 8-垫层 9-间隙 10-波纹铝护套 11-塑料防护层阴影-纵向渗水可能发生处 2.2 径向阻水型的电缆结构 一般电缆所用的护套材料是聚氯乙烯，而聚氯乙烯分子是极性的，极性的水分子极易透过聚氯乙烯层侵入到电缆中，目前要实现电缆的纵向阻水在技术上的不存在问题，只要在护套内加一层水密性材料构成的阻水曾即可。目前普遍采用的方法是在聚氯乙烯外护套内挤包一层中高密度聚氯乙烯内护套或纵包一层铝塑复合带作为纵向阻水隔离套。
纵向阻水电缆结构如图所示： (1)聚乙烯（内护套）防水隔离套 聚乙烯在交变电场下易吸水并不说明聚乙烯材料的水密性不好。聚乙烯材料的水密性比聚氯乙烯高数百倍，挤包聚乙烯阻水层再配合一层吸潮垫层（如阻水包带）可以满足敷设在一般潮湿环境中的电缆的纵向阻水防潮要求。采用聚乙烯材料在阻水隔离套在工艺上实现起来比较简单，在不添加任何生产设备的情况下就可以实现。因为聚乙烯层只是作为阻水层而不考虑其机械强度等因素，出于成本和工艺方面的考虑在工艺设计时其厚度在1.0~1.5mm即可达到很好的效果。
(2)铝塑复合带聚乙烯粘结防水隔离套。 如果把电缆敷设在水中或特别潮湿的环境中，聚乙烯防水隔离套的径向阻水能力就显得不足了，对于径向阻水性能要求较高的电缆，其阻水隔离套应选用水密封性更好的材料，现在采用较多的是在电缆缆芯外包一层铝聚乙烯复合带。理论上讲，铝-聚乙烯复合带的水密封性比单一的聚乙烯高几百甚至上千倍，只要复合带的接逢处完全粘结密封水分几乎是无法透过，纵包铝-聚乙烯复合带聚乙烯粘结的关键工艺有两方面：一是纵包工艺，纵包时要做到紧且圆整，消除纵包搭缝处的“荷叶边”（即复合带边缘的纵向弯曲）；二是粘结工艺，应保证复合带与聚乙烯内护套及其复合带搭缝处粘结完善。生产铝-聚乙烯复合带纵包结构的径向阻水电缆需要一台专用的纵包设备，同时为了保证工艺需要考虑纵包长模，纵包止转定位装置（防止纵包过程中电缆的左右摆动及转动）。定位导轮及成型涡轮等的设计和正确使用。同时考虑到电缆在运行中热膨胀因素，在防水层与绝缘线芯间应加一层具有较好弹性且吸水的缓胀垫层（如有吸潮能力的无纺布或阴水包带）生产铝/聚乙烯复合带纵包结构的径向阻水电缆需要一定的奖金投入和设备改造。
2.3 纵向阻水的电缆结构 前文己讨论了电缆纵向阻水的重要性。要实现电缆的纵向阻水在理论上并不困难，就是要有效阻断水分在电缆内部的纵向信道（包括导体内部间隙，成缆线芯之间的间隙，各护层之间的间隙）目前大多数电缆生产家考虑是如何从电缆外部阻断纵向水流信道，对于单芯电缆较易实现，但对于多芯电缆和铠装结构的电缆实现起来仍有许多难点。
目前用于电缆中的阻水材料主要有填充膏，热熔胶及阻水带等，从材料的阻水材料特点可以将它们分为两类：一类是静态被动阻水，也就是利用填充材料（热熔胶阻水环，阻水填充膏等）本身的电缆线芯及护套的良好接触密封性达到阻止水分在电缆内部流动的目的；另一类是主动吸水并迅速膨胀，从而达到阻断水分在电缆内的流动信道。阻水填充膏和 热熔胶均属于静态被动性阻水材料。这种结构最初都是借鉴于光缆阻水结构，生产工艺复杂，效率低，并且使用填充膏会给施工带来很大的不便。阻水带（纱）遇水能够迅速膨胀且能达到一定的膨胀高度并能形成强度较高的凝胶，是一种理想的主动性阻水材料，采用阻水带，阻水绳，阻水纱作为阻水材料工艺简单施工方便并且生产效率高，所以这种结构受到用户和生产厂家的普遍欢迎，由于单芯电缆绝缘与护套之间接触面较平整，只要在外护套与线芯间绕包一层阻水带即可达到很好的纵向阻水效果。如有金属屏蔽，则需要在金属屏蔽层内侧绕包半导电阻水带。多芯电缆还需要在成缆线芯的间隙中用阻水绳，阻水纱进行有效填充，然后用阻水带进行绕扎，有铠装层的电缆，则还需要在铠装层内外两侧各绕包一层阻水带。
采用阻水绳，阻水纱进行填充的电缆虽然有很大优势，但同时也存在一些问题，一是价格问题，由于阻水绳价格高，采用其作为填充材料会使电缆成本大幅上升，二是阻水效果，对于单芯电缆和小截面的多芯电缆，上述结构并不存在什么问题，但对于大截面的多芯电缆，由于成缆线芯间隙较大，用阻水绳进行填充时，有时会因为阻水绳来不及吸水膨胀而使阻水失败。为了解决上述问题，确定一种工艺简单施工方便，性能可靠且成本相对较低的阻水结构，许多电缆厂家和材料厂家在填充材料方面做了大量试验，并且研制出了很多新型的阻水填充材料。
国外早期采用石油膏，由于其存在接头施工困难，导电性能下降等缺陷而逐步淘汰，取而代之的是采用超强吸水膨胀材料其作用是在绝缘线芯遇水时能迅速吸收水分后膨胀材料。其作用是在绝缘线芯遇水时能迅速吸收水份后膨胀形成和保持凝胶状，从而阻止水进一步侵入及造成纵向流动，引起绝缘破坏。
超强吸水膨胀材料是一种吸水特别强的物质，它的吸水量为自身的几十乃至几千倍。目前超强吸水材料发展极快种类繁多，就其原材料来源可分为：淀粉系，纤维系，合成聚物系。制品形态有粉末状，纤维状和薄膜状。在电缆工业中应用于径向阻水各种电缆中，也有超强吸水绳绞合在导电线芯中，以起到纵向阻水作用。
超强阻水材料填充导电线芯空隙一般采用两种方法。一种为采用绳子形态与导电线芯均匀分布后一起绞合，另一种采用粉末状态在每层导电电单线绞合后都均匀涂覆表面。
新型的阻水材料均具有以下特点：1、兼有被动性阻水材料和主动性阻水材料的优点，2、成本相对于阻水绳要低得多，3、不会为电缆施工带来不便，4、材料中不含增朔剂，硫化剂等，与绝缘护套及金属屏蔽层等兼容性好
采用上述阻水材料作填充材料并结合阻水包带生产的阻水电缆，在实际应用中效果良好，（结构如下图）