防水涂料在电缆中间接头防水处理中的应用

赵恒亮

（国网浙江义乌市供电有限公司，浙江 义乌 322000）

0 引言

电缆中间接头有热收缩接头、预制式接头、冷缩式接头等多种型式。热收缩接头是套在电缆导体连接部位外面的绝缘和护套管材，采用热缩材料；冷缩式接头基于扩张支撑原理，取出支撑物就能自动收缩复位，不需加热；预制式接头一般采用硅橡胶或乙丙橡胶材料，主要通过应力锥来疏散电场，由于橡胶具有弹性，因此接头安装方便，界面性能得到极大提高[1-2]。

电缆中间接头用于连接电缆，本应有与电缆一样的机械性、电性能及化学性能，但是由于接头施工工艺复杂、施工环境难以控制、运行环境恶劣等因素，使得电缆接头成为电缆线路中最薄弱的环节，电缆接头故障时有发生。常见的接头故障有外力破坏和机械损伤、接头安装工艺及接头质量问题、腐蚀与进水[3-6]等。如制作冷缩式接头时，三相冷缩绝缘套管同在中心位置，若有不平整，包绕防水带中会有皱折，造成包缠不紧密而导致接头进水受潮；热收缩式接头因热缩材料老化或收缩时界面压力不强，同时因水的渗透性、扩散性极强，接头附件内的水会扩散、渗透，导致接头进水。据有关报道，腐蚀与进水占电缆接头失效故障的8%，在沿海地区腐蚀与进水现象更为严重，因此研究电缆中间接头防水措施具有重要的工程实际意义。为此，本文介绍将3M ScotchcastTM525BG防腐防水涂料应用于电缆接头防水的有关试验，研究525BG防腐防水涂料的技术性能，为提高该防腐防水涂料的应用可靠性提供科学依据。

1 试验设计

根据电缆中间接头运行环境和运行时的外表面温度，以及中间接头、电缆绝缘层之间的界面随着负荷的变化而发生热胀冷缩（也称呼吸效应）的情况，设计了盐雾试验、附着力试验、60℃水煮等多项试验。

1.1 主要实验材料和设备

氯化钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司产品；ScotchcastTM525BG∶3M公司产品；Scotchkote 020∶3M公司产品；P240干磨砂纸∶3M公司产品；PVC∶上海华谱公司；烘箱∶heraeus公司产品；循环腐蚀盐雾老化箱∶Q-lab公司产品；万能试验机∶英斯特朗公司产品。

1.2 盐雾试验

1.2.1 试样制作

以冷轧钢板（100mm×100mm×6mm）为基材，表面经钢珠喷砂除锈至ISO 8501 Sa 2.5级，粗糙度75μm。用干燥空气吹扫表面后，将3M ScotchcastTM525BG A与3M ScotchcastTM525BG B以3∶1比例混和均匀，用刷子刷涂于经表面处理后的基材上，涂膜厚度500μm，室温固化24 h。

1.2.2 试验方法

参考标准ASTM B117-2009进行盐雾试验，时间5000 h。

1.2.3 试验结果及分析

试验结果如表1及图1所示。由表1可知：经过5000 h的盐雾试验后，525BG涂料与基材有良好的结合力；尽管盐雾试验前在涂层表面划有露出基底的划痕，经过5000 h的盐雾腐蚀后，划痕附近的涂层与基底结合良好，不容易剥落，划痕宽度未见明显扩大，表明525BG耐盐雾腐蚀能力较好。

表1 盐雾试验结果

图1 盐雾试验结果

1.3 剪切附着力测试

1.3.1 试样制作

将PVC试样裁剪成长条形，长5cm、宽2cm，表面用3M Scotchkote 020清洗剂进行处理，再用3M P240砂纸进行打磨，直到表面无光，呈毛纹状。再用Scotchkote 020清洁表面杂物，将3M ScotchcastTM525BG A与3M ScotchcastTM525BG B按3∶1比例混和均匀，涂在PVC条形试样上，试样与试样之间搭接面积为2cm×2cm=4cm2，涂膜厚度0.3mm，室温固化24 h。

1.3.2 试验方法

按照标准ASTM D1002进行拉拔试验。由万能试验机施加拉拔荷载，加载端的移动速度为200mm/min。

1.3.3 试验结果及分析

试验结果如表2所示。由表2可知：3M ScotchcastTM525BG与PVC之间存在较大的附着力，平均附着力为2.0 MPa，表明525BG与PVC之间不仅仅是物理的接触，还存在一定程度的化学结合，该项结果对于将525BG用于电缆接头的防水处理起到至关重要的作用。

表2 剪切附着力测试结果

1.4 水煮试验

1.4.1 试样制作

截取长度为15cm的电缆，外护层材质为PVC，表面用3M Scotchkote 020清洗剂进行处理，再用3M P240砂纸进行打磨，直到表面无光，呈毛纹状，再用Scotchkote 020清洁表面杂物，将3M ScotchcastTM525BG A与3M ScotchcastTM525BG B按3∶1比例混和均匀，涂抹电缆10cm，保留5cm电缆外护层裸露，涂膜厚度0.5mm，室温固化24 h。

1.4.2 试验方法

参考GB 12706标准，将电缆置于60℃自来水中进行水煮直至失效。

1.4.3 试验结果及分析

试验结果如表3所示。由表3可知：经过3个月的水煮试验后，525BG与电缆PVC之间仍存在较强的附着力，未发生涂料层脱落现象，水分未进入525BG与PVC的界面。

表3 水煮实验结果

2 工程应用

2012年6月，对千岛湖某个积水较严重的电缆中间接头井（在雨季此井中的电缆接头几乎全部浸泡在水中）的电缆涂抹了525BG，涂抹1个中间接头所需时间约20 min，525BG用量约为0.5 L。1年后，涂抹525BG防护涂料的电缆中间接头没有发生明显变化，525BG涂层没有变色或脱落，与PVC外护层仍保持良好的附着力。对该项应用的后续效果还将继续观察。

3 结论与展望

根据防腐防水涂料本身的特性以及以上试验数据的分析，可得出以下结论：

（1）3M ScotchcastTM525BG对PVC材料有较好的附着力，约2.0 MPa，有助于阻隔水分进入中间接头。

（2）经过3个月的水煮试验，525BG与电缆外护层PVC仍有一定的附着力，水分仍未进入525BG与PVC界面，表明在一定温度下，525BG对中间接头有较好的防水作用。

（3）5000 h的盐雾试验表明：525BG在恶劣的环境下仍能保持良好的防护作用，可为中间接头提供一定的防腐防水保护。

电缆中间接头的安全运行在电网中起着非常重要的作用，如何应对环境的变化，使用高性能防护手段成为当前迫切需要解决的问题。3M ScotchcastTM525BG防腐防水涂料以其卓越的性能和成功的运行经验，成为同类防护手段中的佼佼者。目前已经运用于全国部分区域电网，积累了大量的运行经验。

[1]柯德刚.硅橡胶冷缩式电力电缆附件的应用[J].有机硅材料，2002，16（6）∶11-13.

[2]陈宝盛.交联电缆发展状况和硅烷交联的生产工艺[J].电线电缆，1997（2）∶17-22.

[3]蒋勇，柯明生.35kV电缆中间接头故障处理[J].电力安全技术，2008，10（8）∶51-52.

[4]姜朴.10kV交联电缆热缩接头常见故障及对策[J].冶金动力，1999（1）∶30-32.

[5]王少华，叶自强，梅冰笑.电缆故障原因及检测方法研宄[J].电工电气，2011，11（5）∶58-62.

[6]安怀忠，弥勇，俞华.一起35kV电缆故障原因分析及防范措施[J].山西电力，2011，02（165）∶23-25.