淺析半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造工藝

李鑫鑫

摘要：由于電纜在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生的強(qiáng)大的電流作用及溫差作用，導(dǎo)致電纜工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生電流擊穿現(xiàn)象，因此需要將半導(dǎo)電緩沖阻水帶運(yùn)用于電纜之中。半導(dǎo)電緩沖阻水帶使用了特殊工藝，不僅能發(fā)揮阻水作用，而且能夠起到緩沖作用，極大地減小了電纜維修保養(yǎng)的費(fèi)用，延長(zhǎng)了電纜使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。本文將對(duì)半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造工藝進(jìn)行深入探究。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)電緩沖；阻水帶；制造工藝

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步和城市化進(jìn)程的不斷加快，傳統(tǒng)的架空電線已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，因此埋于地下的電纜應(yīng)運(yùn)而生。由于地下電纜所處環(huán)境的特殊性，導(dǎo)致電纜極有可能遭受水的侵蝕，因此電纜在制造時(shí)需要增加阻水帶，以起到對(duì)電纜的保護(hù)作用。半導(dǎo)電緩沖阻水帶是由半導(dǎo)電聚酯纖維非制造布、半導(dǎo)電蓬松棉、半導(dǎo)電粘合劑、高速膨脹吸水樹脂等材料制作而成的，它常常用于電力電纜的保護(hù)套內(nèi)，起到均勻電場(chǎng)、阻水、緩沖、屏蔽等作用，是電力電纜的一道有效的保護(hù)屏障，對(duì)于延長(zhǎng)電纜使用壽命具有重要意義。

一、半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造規(guī)范

半導(dǎo)電緩沖阻水帶是一種由聚酯纖維非制造布與高吸水材料復(fù)合而成的阻水系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的阻水性能、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性。我國(guó)對(duì)于半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造規(guī)范做出了相關(guān)規(guī)定，制造工藝較為良好的阻水帶其外部目測(cè)纖維分布較為均勻，表面沒有任何的破損及痕跡、裂口等，卷繞相對(duì)緊密，在輕度彎曲阻水帶時(shí)阻水帶不會(huì)出現(xiàn)分層拖粉的現(xiàn)象。質(zhì)量較為良好的阻水帶的接頭不多于兩個(gè)，接頭的厚度在原標(biāo)準(zhǔn)1.5倍范圍之內(nèi)，抗張強(qiáng)度在原標(biāo)準(zhǔn)的80%之內(nèi)。具體說來(lái)，半導(dǎo)電緩沖阻水帶的厚度指標(biāo)為0.9-2.1mm，單重指標(biāo)為200-280g/平方米，膨脹高度為14mm以上，膨脹速率為7mm/1stmin以上，抗張強(qiáng)度為40N/cm以上，縱向伸長(zhǎng)率為12%以上，表面電阻為1500歐姆以下，體積電阻為1000000歐姆以下，瞬間耐溫為230攝氏度，長(zhǎng)期耐溫為90攝氏度，含水率為9%以下。

除此之外其包裝及標(biāo)志也要符合制造規(guī)范，首先阻水帶的包裝應(yīng)當(dāng)是成盤供應(yīng)，從外包裝來(lái)看其外圍尺寸為380mm，內(nèi)孔為55mm。單個(gè)阻水帶由塑料袋封裝，最后將所有的阻水帶一起裝入紙箱之中，阻水帶外包裝應(yīng)當(dāng)注明生產(chǎn)廠名字、規(guī)格、面積、重量、制造日期、產(chǎn)品合格標(biāo)志、防潮標(biāo)志等要素。生產(chǎn)出來(lái)的阻水帶應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)存在干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，并且原理火源，避免陽(yáng)光直射，儲(chǔ)存日期為半年。

二、半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造工藝

（一）半導(dǎo)電緩沖阻水帶的生產(chǎn)方法

高壓電纜在運(yùn)行的過程之中會(huì)由于工頻場(chǎng)纜芯強(qiáng)大的電流作用，而產(chǎn)生絕緣層內(nèi)雜質(zhì)、氣孔及屏蔽層滲水現(xiàn)象，使得電纜在工作過程中發(fā)生絕緣層內(nèi)部擊穿電纜的現(xiàn)象。纜芯在工作過程中將會(huì)產(chǎn)生溫度差異，金屬護(hù)套在溫度變化中產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，為了適應(yīng)金屬護(hù)套的熱脹冷縮現(xiàn)象，需要在其內(nèi)部留有空隙，空隙的留出就為水的滲漏提供了可能，從而導(dǎo)致?lián)舸┦鹿实陌l(fā)生，因此需要利用彈性較大的阻水材料，在發(fā)揮阻水作用的同時(shí)能夠隨溫度變化而變化。

半導(dǎo)電緩沖阻水帶是由兩層半導(dǎo)電基層和粘合與兩層半導(dǎo)電基材之中的一層半導(dǎo)電阻水材料組成的，半導(dǎo)電基層的制造由兩部分組成，一部分是將半導(dǎo)電化合物均勻分布在較為平整、且滿足耐溫性強(qiáng)、強(qiáng)度高的基布上，另一部分是由均勻分布在在具有蓬松性質(zhì)的基布上的半導(dǎo)電化合物構(gòu)成的。其中使用的半導(dǎo)電阻水材料使用的是粉狀高分子吸水材料和導(dǎo)電碳黑，阻水材料利用軋染或涂覆的方式被附著于基布之上。在這里使用的半導(dǎo)電阻水基材既具有緩沖作用，又發(fā)揮著阻水作用。

具體說來(lái)，半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造由三部分構(gòu)成，上層為抗拉性和耐溫性較好的半導(dǎo)電基材，下層為較為蓬松的半導(dǎo)電基材，中間則為半導(dǎo)電阻水材料。在制造過程中，首先使用軋染或涂覆的方式將半導(dǎo)電膠均勻附著在基布上，基布材料選擇為聚酯無(wú)紡布和膨膠棉等等。再使用膠黏劑將半導(dǎo)電混合物固定于兩種半導(dǎo)電基層之中，半導(dǎo)電混合物的材料選擇為聚丙烯酰胺/聚丙烯酸鹽共聚構(gòu)成高吸水?dāng)?shù)值和導(dǎo)電碳黑等等。這一結(jié)構(gòu)的表面電阻為800歐姆，體積電阻為98000歐姆·厘米，膨脹速率為12mm/1stmin，膨脹高度為18mm。由兩層半導(dǎo)電基材和一層半導(dǎo)電阻水材料所構(gòu)成的半導(dǎo)電緩沖阻水帶既可以分切成帶狀，又可以在分切為帶狀后絞為繩狀。

（二）半導(dǎo)電緩沖阻水帶的特殊工藝

緩沖型半導(dǎo)電阻水帶屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，主要特點(diǎn)是將無(wú)紡布或真絲棉布的基布經(jīng)浸涂固化工序?qū)⒛z液浸透基布并去掉多余的膠液，再烘干后分切；所述膠液是將聚乙烯醇、水、炭黑按質(zhì)量配比，由于基布是一種耐高溫材料，并浸透膠液，用高吸水性樹脂來(lái)做緩沖帶，吸水性能好，膨脹速度快，膨脹高度大，環(huán)保聚酯薄膜能防止云母帶吸水，變潮，不僅增加了阻水帶的耐火性，而且達(dá)到了更好的緩沖作用，延長(zhǎng)了線纜的使用壽命。

緩沖型的半導(dǎo)電阻水帶常被用于高壓或超高壓電纜的金屬護(hù)套內(nèi)阻水層中，這一產(chǎn)品性能優(yōu)良，具有吸濕性強(qiáng)、膨脹率大、膨脹速率快等特點(diǎn)。這一產(chǎn)品電阻較小，具有半導(dǎo)電特性，能有效起到緩沖、弱化電場(chǎng)強(qiáng)度的作用，將這一產(chǎn)品運(yùn)用于電纜之中，能有效緩沖電纜絕緣與金屬層，防止絕緣損壞。其機(jī)械強(qiáng)度高，易于各種電纜繞包和縱包加工。這一產(chǎn)品的耐熱性好，瞬間耐溫高，可在電纜瞬間短路時(shí)保持性能穩(wěn)定。

為了保證阻水帶的有效使用，阻水帶需要貯存在干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，遠(yuǎn)離火源，免受陽(yáng)光直射。其貯存的有效日期從制造日期起為6個(gè)月，在貯存和運(yùn)輸過程要注意避免潮濕和機(jī)械損傷對(duì)阻水帶的傷害。

同傳統(tǒng)的半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制造相比，新型的阻水帶不僅能夠發(fā)揮阻水功能，而且具有電場(chǎng)緩沖和機(jī)械緩沖的作用，減少了電纜在運(yùn)行過程中的損壞，極大地提高了電力電纜運(yùn)行的安全性，延長(zhǎng)了其使用壽命。這就降低了電纜維修保養(yǎng)的費(fèi)用，成本得以降低，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著科技的不斷進(jìn)步，一種新的超強(qiáng)型納米半導(dǎo)電緩沖阻水帶進(jìn)入人們的視野，這種阻水帶利用SAF纖維通過刺棉生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出針刺棉無(wú)紡布，將這種針刺棉無(wú)紡布浸漬于油性納米導(dǎo)電液，最后經(jīng)過外力擠壓和真空烘干形成納米半導(dǎo)電緩沖阻水帶。其中還所使用的油性納米導(dǎo)電液的成分有納米中空碳管15-20%、油性丙烯酸膠體25-30%、乙脂40-55%等。納米半導(dǎo)電緩沖阻水帶運(yùn)用了常規(guī)針刺棉無(wú)紡布生產(chǎn)工藝、納米硅膠防粘新技術(shù)和真空烘干，節(jié)能、高效的新工藝將特殊超強(qiáng)吸水材料運(yùn)用于半導(dǎo)電緩沖阻水帶的制作中，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，所生產(chǎn)出的半導(dǎo)電緩沖阻水帶性能良好，是半導(dǎo)電緩沖阻水帶發(fā)展史上的一個(gè)重大進(jìn)步。

三、小結(jié)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，電力電纜被廣泛運(yùn)用于城市建設(shè)之中，但是電纜所處環(huán)境具有特殊性，可能會(huì)發(fā)生水滲漏的情況，因此需要建設(shè)電緩沖阻水帶對(duì)電纜進(jìn)行保護(hù)。質(zhì)量較為良好的電緩沖阻水帶具有自己的規(guī)范。電緩沖阻水帶的制造分為三部分，上層為抗拉性和耐溫性較好的聚酯無(wú)紡布和膨膠棉半導(dǎo)電基材，下層為較為蓬松的半導(dǎo)電基材，中間則為以軋染或涂覆的方式固定的聚丙烯酰胺/聚丙烯酸鹽共聚構(gòu)成高吸水?dāng)?shù)值和導(dǎo)電碳黑半導(dǎo)電阻水材料。半導(dǎo)電緩沖阻水帶具有吸濕性強(qiáng)、膨脹率大、膨脹速率快、電阻較小、耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠起到阻水作用，而且能夠起到緩沖、弱化電場(chǎng)強(qiáng)度的作用，對(duì)于延長(zhǎng)電纜使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

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