湿った土壌では、XLPEケーブルは何年も見た目は完全に健全に見えるかもしれませんが、内部では劣化が進んでいる可能性があります。

ウォータートリーイングとは、このゆっくりとした現象のことです。湿気、イオン汚染、電気的ストレスが絶縁材内部で複合的に作用し、小さな樹状の構造物が形成されますが、ほとんどの場合、外部からは何も見えません。

動作が遅く、かつ目に見えないというのは厄介な組み合わせであり、だからこそ、最初の不具合が発生する前に、設計段階でこの問題について解決しておく価値があるのだ。

断熱材の中に何が育つのか

ウォーターツリーとは、ポリマー絶縁材内部に水や溶解した汚染物質が存在する状況下で、電気的ストレスによって形成される枝分かれ構造のことである。顕微鏡で観察すると、空洞ではなく、細く詰まった管状の構造として見える。

蝶ネクタイ状の樹木は、断熱材の壁内部の小さな隙間や異物から始まり、そこから両方向に広がっていきます。一方、通気孔のある樹木は、表面から始まり、そこから内側に向​​かって成長します。

どちらも、急激な電気的な樹状変化を起こすような挙動は示さない。水による樹状変化は数ヶ月から数年かけてゆっくりと進行し、その期間のほとんどにおいて絶縁体は通常の電圧を伝達する。

最終的な状態は、局所的な絶縁耐力の低下である。その低下が十分に大きくなると、弱くなった箇所から電気的なツリーが発生し始め、そこから故障が急速に進行する。

ウォータートリーイングには、水分、汚染物質、電気的ストレスという3つの要素が同時に必要であり、これらのいずれかを取り除くと、そのプロセスは遅くなる。

成長を促進する条件

手続きを開始するには、4つの条件が揃う必要がある。

列を1つでも取り除けば、水が木に降り注ぐ可能性ははるかに低くなる。

水路樹と電気路樹は同じものではなく、その違いは重要である。なぜなら、両者は運用時に全く異なる挙動を示すからである。

事例：水浸しの地面にある給水管

状況：ある現場では、年間を通して湿った状態が続く地盤に、直接埋設された中電圧給電線が敷設された。地下水位は、トレンチの底面付近に位置していた。

調査結果：ケーブルは防水テープとポリマー製の外被で覆われた層状構造であった。5年後、2つの接続部でテープ内に水分が溜まり、1つの相で漏水が上昇していたが、直線部分は正常に見えた。

決定事項：金属製の防湿層を備えた交換用部材が発注され、地下水位より上の区画は密閉構造で再構築され、水位を下げることができる箇所ではルートの再排水が行われた。

結果：再建されたベイは乾燥した状態を保ち、地下水位の問題はメンテナンスファイルから、その敷地における次のプロジェクトの問い合わせフォームへと移された。

通気孔のある樹木は外側の断熱材表面から始まり、内側に向かって成長していくため、湿った地面では金属製の遮蔽板が状況を変えることになる。

湿気が侵入する場所

水が断熱材に到達する経路は限られており、それぞれに対策が存在する。

• 導体の撚り線に沿って、撚り線導体はケーブル内部で水をかなり遠くまで移動させることができる。
• 損傷した、または多孔質の外被を通して、水が断熱材の表面に到達する。
• 継ぎ目や終端部では、断熱材が現場で切断され、再構築されている。
• ドラムの開口部、特にリールが雨季の間屋外に放置されていた場合。

それらの経路はすべて、偶然の産物ではなく、設計上の決定または現場における慣行の結果である。

湿った土壌におけるXLPE絶縁体の劣化は、絶縁体自体だけでなく、被覆材や防水性にも大きく左右される問題である。

速度を遅くする選択肢

湿地での5つの選択と実践方法が、結果を変える。

金属製の防湿層を追加する

接着された金属層または金属シースは、液体の水を断熱材の表面から遠ざけ、通気孔に関する問題を製造上の問題へと変える。

鎖をブロックする

導管内の縦方向の排水障害により、水が入口から遠く離れた接続部まで移動するのを阻止する。

敷地内を清潔に保つ

断熱壁内部の汚染が蝶ネクタイ状のひび割れの原因となるため、製品の説明よりも取り扱いと清潔さがはるかに重要になります。

フィールドをコントロールする

選別された区域内および節理内部での現場整地は、成長を促進する局所的な応力を軽減する。

可能な限りルートを乾いた状態に保ってください。

排水、敷設、埋め戻しは、ケーブルにどれだけの水が溜まるかに影響を与える土木上の決定事項です。

ケーブルに湿気が侵入する経路としては、導体素線、接続部、およびシースが損傷している箇所や密閉が不十分な箇所などが挙げられます。

なぜ早期に現れることは稀なのか

標準的な受入試験では、大きな欠陥を検出するものであり、緩やかな化学変化を検出するものではありません。ウォータートリーイングは試運転時の検査に合格し、その後何年も繰り返し検査に合格し続けることができます。

放電測定は単純な電圧測定よりも感度が高く、上昇傾向はしばしば何らかの変化が起きている最初の兆候となる。単一の測定値では、一連の測定値に比べてはるかに情報量が少ない。

だからこそ、ここで役立つのは、一定期間にわたって記録されたデータ、つまり同じ測定方法、同じ条件下での測定結果を、以前の結果と比較することなのです。

各チェック項目で確認できることと確認できないこと

委託事業計画には4つのチェック項目があり、それぞれが全く異なる点を指摘している。

解剖によってのみ何が起こったのかが明らかになり、他の3人はいつ解剖するかを決定する。

現場からの警告

経験から、いくつかの共通する原因が示唆されている。

• 地下水位が高いことが分かっている場所で、排水設備のないルートが選ばれている。
• 雨季の間、ドラム缶の両端が開いたまま現場に放置されていた。
• 周囲の地盤面より低い位置に連結されたベイ（水路）は、雨水を集めるようになっている。
• 輸送経路上の土壌化学における挙動を検証せずに、価格だけで選択された外装材。

これら4つはどれも避けるのに費用はかからないが、発見するのには費用がかかる。

注文前に確認すべきこと

３つの質問によって、意思決定を早期に、つまりコストのかからない段階で進めることができる。

このルートの地下水位はどれくらいですか？

地面が湿っているか乾いているかという説明よりも、深さや季節による変化幅の方がはるかに有用です。

どのような土壌化学が適用されるのでしょうか？

地中の塩分や汚染物質は、このプロセスを促進するだけでなく、地表の被覆にも影響を与える。

どの障壁が指定されているのか？

その答えによって、水が断熱材の表面に到達できるかどうかが決まります。そして、それが最も重要な点なのです。

地下水位に合わせた設計

水の浸入現象を、断熱材の特性として捉えたくなる気持ちは理解できます。しかし実際には、被覆材、防水処理、接合部の設計、そして配管経路によって、断熱材に到達する水の量が決まります。

これは購入者にとって朗報です。なぜなら、希望的観測ではなく、図面や仕様書に基づいて問題に対処できることを意味するからです。

地面が湿っている場所では、障壁と侵入経路について話し合うことが有益であり、ドラム缶を巻き始める前にそうした話し合いをしておく方がはるかに費用対効果が高い。

雨天時の輸送ルートに関する見積依頼書の入力項目

これらの詳細によって、建物を建設予定地の地盤に適合させることができる。

• 地下水位の深さとその季節的な変動範囲
• 土壌の化学組成（既知の塩分濃度や汚染物質を含む）
• 経路が直接埋設されているか、ダクトを通っているか、またはジョイントベイを通っているかに関わらず
• ルートに想定されるシースとバリアの配置
• 導体およびケーブルコアに指定された防水処理
• 接合部と終端部の配置、およびベイの排水方法
• 想定される負荷プロファイルと導体のサイズ
• 現場での保管条件とドラム缶の端をどのように保護するか

IEC 60502 、 IEC 60228 、 IEC 60332などの技術規格は、ケーブルの構造と試験用語を統一するのに役立ちます。ただし、最終的なシステム決定は、承認されたプロジェクト仕様書、適用される現地規則、および資格を有する設計機関によって決定されます。

金川ケーブルサポート：湿地ケーブルの絶縁劣化評価用

JINCHUAN Cableは、ルート上の地盤に合わせて選択できるシース、バリア、防水などのオプションを備えた電力ケーブルを製造し、各オプションに必要な施工詳細を提供します。

ケーブルの仕様範囲と製造プロファイルを確認し、経路条件を送信して、それに基づいてバリア配置を指定できるようにします。

配管経路が確定する前に、断熱材から水をどのように遠ざけるかを決めておくべきです。なぜなら、後からでは解決策を見つけるのに費用がかさむからです。

よくある質問

ケーブル絶縁体におけるウォータートリーイングとは何ですか？

これは、湿気、イオン汚染、電気的ストレスが複合的に作用し、絶縁材内部に微細な樹状構造が形成される、緩やかな劣化プロセスである。

水による樹木破壊と電気による樹木破壊は同じものですか？

いいえ。水による樹木は数ヶ月から数年かけてゆっくりと成長しますが、電気による樹木は中空で鋭利であり、一度発生するとすぐに故障につながります。

電圧テストで検出できますか？

それだけではダメだ。電圧テストは絶縁破壊の有無を調べるものだが、初期のミズキは絶縁破壊を引き起こすレベルよりもはるかに低い位置にある。

どの構造物が最も耐性があるか？

絶縁表面から液体の水を遠ざけるためのもので、一般的には導体とコア内部の防水構造と組み合わせた金属製のバリアを意味します。

水は導体に沿って移動できるのか？

はい。遮蔽されていない撚り線導体では、水は侵入点からかなり遠くまで移動する可能性があるため、縦方向の遮蔽が規定されているのです。

共同ベイがそれほど重要な理由は何ですか？

そこは断熱材が現場で切り取られ、再構築される場所なので、侵入経路として最も可能性が高く、乾燥状態を保つのが最も難しい場所です。

地面が湿っていることは常に問題なのでしょうか？

それだけでは解決しません。水、汚染、そして持続的なストレスが複合的に作用する必要があり、設計上の選択によって、この3つのうち最初の要素を取り除くことは可能です。

失敗後、どのようにしてそれを確認するのですか？

破損した部分を解剖することで、単に破損したという事実だけでなく、構造や損傷の原因を明らかにすることができる。

動作温度はプロセスに影響しますか？

温度に長時間さらされると反応が加速するため、負荷プロファイルと導体サイズは水分量の問題と並んで考慮されるべき要素となる。

金川ケーブルはどのようにして湿潤ルートに対応できるのでしょうか？

金川ケーブルは、ルート条件に適したシース、バリア、防水材などのオプションを提供し、建設内容を確認することができます。