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交聯(lián)電纜通常是指電纜的絕緣層采用交聯(lián)材料。最常用的材料為交聯(lián)聚乙烯(XLPE) 。

過程是將線性分子結構的聚乙烯(PE)材料通過特定的加工方式,使其形成立體型網(wǎng)狀分線結構的交聯(lián)聚乙烯。使得長期允許工作溫度由70℃提高到90℃(或更高),短路允許溫度由140℃提高到250℃(或更高),在保持其原有優(yōu)良電氣性能的前提下,大大地提高了實際使用性能。

識別交聯(lián)電纜的假擊穿方法:

在利用串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)進行中壓電纜成品出廠局部放電和高壓試驗過程中,有時會因各種原因造成試驗過程中突然出現(xiàn)假擊穿現(xiàn)象,如何正確識別是電纜本身發(fā)生了真擊穿,還是其他原因造成電纜發(fā)生了假擊穿現(xiàn)象,對于提高電纜出廠試驗效率意義重大。

中壓交聯(lián)電力電纜的出廠局部放電和高壓試驗是在屏蔽室內逐盤進行的,這時可以考慮重新更換絕緣線芯進行復試,如果更換線芯后,電壓試驗正常通過,應該可以確定是電纜真的發(fā)生了擊穿�；蛘�,重新升壓,如果擊穿電壓呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,也可以確定電纜發(fā)生了真擊穿現(xiàn)象,如果電纜每一次的擊穿電壓都在同一個數(shù)值上,應考慮是否電纜的端頭發(fā)生了擊穿,此時,可以將局部放電屏蔽室大門的門連鎖開關,人為合上,將屏蔽室大門打開,進行升壓,觀察擊穿現(xiàn)象,很快就能確定端頭擊穿位置。如果經過排查,電纜端頭未出現(xiàn)擊穿,更換多根絕緣線芯和電纜,甚至將曾今已做合格的電纜復試或空載復試,擊穿電壓始終保持同一個數(shù)值,應該可以確認時電纜出現(xiàn)了假擊穿現(xiàn)象,應對設備進行檢查,排除故障后再進行試驗。但對于一些交檢的大長度單芯中壓交聯(lián)電纜,還應核對其是否已超過了試驗設備的允許負荷,此種情況,試驗過程也會出現(xiàn)失諧跳閘現(xiàn)象,不要冒然判定電纜發(fā)生了擊穿。

有一種特殊情況也需在此說明,有時電纜絕緣內部發(fā)生短路,串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)可能無法諧振升壓,這也屬于一種特殊的電纜擊穿現(xiàn)象。遇到這種現(xiàn)象,只要更換絕緣良好的絕緣線芯試驗即可確認。

電纜行業(yè)生產交聯(lián)電纜的工藝方式分為三類:第一類 過氧化物化學交聯(lián),包括飽合蒸氣交聯(lián)、

惰性氣體交聯(lián)、熔鹽交聯(lián)、硅油交聯(lián),國內均采用第二種即干法化學交聯(lián);第二類 硅烷化學交聯(lián);第三類 輻照交聯(lián)。

惰性氣體

采用加入過氧化合物交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料,通過三層共擠完成導體屏蔽層――絕緣層―― 絕緣屏蔽層的擠出后,連續(xù)均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯(lián)管完成交聯(lián)過程。傳熱媒體為氮氣(惰性氣體),交聯(lián)聚乙烯電氣性能優(yōu)良、生產范圍可達500KV級。

硅烷化學

采用加入硅烷交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料,通過1+2的擠出方式完成導體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后,將已冷卻裝盤的絕緣線芯浸入85-95℃熱水中進行水解交聯(lián),由于濕法交聯(lián)會影響絕緣層中的含水量。一般最高電壓等級僅達10KV。

最新工藝

一種化學交聯(lián)、輻照交聯(lián)功能母粒子的應用方法

采用聚乙烯電纜用交聯(lián)功能母粒子,可在普通聚乙烯電纜料粒子中加入少量本功能母粒子,擠出的電纜即可成為交聯(lián)電纜。

電纜交聯(lián)功能母粒子分為三種:化學交聯(lián)功能、電子束輻照交聯(lián)功能、紫外光輻照交聯(lián)功能。

1、化學交聯(lián)電纜用交聯(lián)功能母粒子,型號:DH-125Y,

DH-125Y化學交聯(lián)功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。電線電纜廠只需采購市場上通用的lldpe聚乙烯普通塑膠粒子,如LLDPE 7042等等。在25公斤LLDPE7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125Y功能母粒子,用手工翻動均勻后,直接投入放電纜電線的擠出機,擠出電纜,即制成了交聯(lián)電線電纜。本功能母粒子可生產35KV及以下的交聯(lián)電線電纜。

2、電子束輻照交聯(lián)電纜用交聯(lián)功能母粒子,型號:DH-125DF

DH-125DF電子束輻照交聯(lián)功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125DF功能母粒子,用手翻動均勻后,直接投入放電纜電線的擠出機,擠出電纜,經電子束輻照即制成了交聯(lián)電線電纜。本功能母粒子可生產環(huán)境長期工作溫度在125℃的交聯(lián)電線電纜。

3、紫外光輻照交聯(lián)電纜用交聯(lián)功能母粒子,型號:DH-125ZF,

DH-125ZF紫外光輻照交聯(lián)功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125ZF功能母粒子,用手翻動均勻后,直接投入放電纜電線的擠出機,擠出電纜,經紫外光輻照即制成了交聯(lián)電線電纜。本功能母粒子可生產長期工作環(huán)境溫度在125℃的交聯(lián)電線電纜。

優(yōu)點;

1、省錢:

降低成本,電纜生產廠直接使用,比市場采購進來的化學、輻照交聯(lián)聚乙烯電纜專用料粒子價格便宜1500~3000元/噸。

2、省時;

電纜生產廠采購化學、輻照交聯(lián)聚乙烯電纜專用料粒子需要詢價、訂購,生產、運輸?shù)囊恢茏笥业臅r間周期。用DH-125功能母粒子時,在決定生產計劃后,5分鐘準備就可直接進行電纜生產。

3、通用性,

電纜生產廠可自已調節(jié)品種,軟硬度:DH-125功能母粒子,不但能加入普通聚乙烯PE粒子中,也可加入到不具備交聯(lián)性的普通電纜料粒子中,使原本不具備交聯(lián)性能的普通塑膠電纜粒子,變?yōu)榻宦?lián)塑膠粒子。

采用經過改性的聚乙烯絕緣料通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后,將冷卻后的絕緣線芯,均勻通過高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交聯(lián)過程。輻照交聯(lián)電纜料中不加入交聯(lián)劑,在交聯(lián)時是由高能電子加速器產生的高能電子束有效穿透絕緣層,通過能量轉換產生交聯(lián)反應的,因為電子帶有很高的能量,而且均勻地穿過絕緣層,所以形成的交聯(lián)鍵結合能量高,穩(wěn)定性好。表現(xiàn)出的物理性能為,耐熱性能優(yōu)于化學交聯(lián)電纜。但由于受加速器能量級的限制(一般不超過3.0Mev電子束有效穿透厚度為10mm以下,考慮幾何因數(shù),生產電纜的電壓等級僅能達到10KV,優(yōu)勢在6KV以下 。

交聯(lián)絕緣電線電纜具有優(yōu)異的電氣性能,良好的運行安全性能和熱過載機械特性,以及安裝運行維修簡便等優(yōu)點。

電線電纜絕緣材料的交聯(lián)機理是采用物理或化學方法,使高分子絕緣材料由線性分子結構轉變成三維網(wǎng)狀結構,由熱塑性材料變成熱固性絕緣材料,從而提高了絕緣材料的耐老化性能,機械性能和耐環(huán)境的能力。美國從五十年代發(fā)明交聯(lián)絕緣電線電纜,六十年代逐步得到應用。近十年來,國內也越來越多地廣泛使用交聯(lián)絕緣,它代替了油紙絕緣,并正在逐步取代PVC塑料絕緣。

交聯(lián)絕緣的品種很多,從交聯(lián)的機理上主要分成兩大類,即物理交聯(lián)和化學交聯(lián)。

1、化學交聯(lián):化學交聯(lián)又分高溫交聯(lián)和低溫交聯(lián)兩種方法。

①高溫交聯(lián)又稱過氧化物交聯(lián),一般采用有機過氧化物作為交聯(lián)劑,在熱的作用下,分解生成活性的游離基,這些游離基使聚合物碳鏈上產生活性點,并產生C-C交聯(lián)鍵,形成三維網(wǎng)狀結構。

高溫交聯(lián)包括蒸汽交聯(lián)和干法交聯(lián)兩種工藝形式,國外交聯(lián)電纜在六十年代大多采用蒸汽交聯(lián)工藝,由于蒸汽交聯(lián)使絕緣中的水分含量增加,絕緣品質不好,已經完全被淘汰了;七十年代開始,國外普遍應用干法交聯(lián)工藝,使用高壓硫化管道,快速加熱的方法進行交聯(lián)。

②低溫交聯(lián)又稱溫水交聯(lián)或硅烷交聯(lián),電纜在70-90℃的溫水中交聯(lián),絕緣中的交聯(lián)劑——硅烷在吸水后,線性結構反應生成網(wǎng)狀的交聯(lián)結構。

2、物理交聯(lián):又稱輻照交聯(lián),分為γ-射線交聯(lián)和電子束交聯(lián)兩種方法。

①γ-射線交聯(lián)由于劑量率低,照射過程中無法穿透線纜的芯線,所以,只是在熱縮材料的交聯(lián)中有應用,而電線電纜生產中一般不采用γ-射線交聯(lián)。

②電子束交聯(lián),利用電子加速器配合束下輻照裝置,采用高能量電子束(一般能量在1.0-3.0MeV之間)對電線電纜的絕緣層進行照射,引發(fā)高分子材料產生自由基,形成C-C交聯(lián)鍵,生成三維網(wǎng)狀結構。

常用絕緣電纜性能對比:

在電纜生產中,最常用的絕緣塑料有聚乙烯和聚氯乙烯,其中聚乙烯材料具有更好的電氣性能及較好的交聯(lián)性,因此而發(fā)展了多種工業(yè)交聯(lián)生產工藝,化學交聯(lián)和輻照交聯(lián)。除下表性能以外,在生產和敷設過程中,所常用的交聯(lián)電纜的絕緣層都表現(xiàn)為硬度和強度較大(常溫下),特別是比聚氯乙烯絕緣剝離難度增大。由于輻交聯(lián)電纜的交聯(lián)性能最好、交聯(lián)度最高,相對而言剝離強度也最大。如果交聯(lián)電纜絕緣層的剝離比較容易(類似于聚氯乙烯),那必然是交聯(lián)度不夠或沒有交聯(lián)。通常情況下,溫水交聯(lián)工藝生產的交聯(lián)電纜,出現(xiàn)交聯(lián)度不夠的情況較多,原因是該類產品本來交聯(lián)度就相對較低,而且交聯(lián)工藝非連續(xù)、不能自動控制,受人為因素影響很大,容易發(fā)生欠交聯(lián)。

輻照交聯(lián)電纜特性:

電纜絕緣材料的老化壽命主要取決于其熱老化壽命,它是在熱作下絕緣材料內所發(fā)生的熱氧氧化、熱裂解、熱氧化裂解,縮聚等化學反應的速度所決定的,因此絕緣材料的熱老化壽命直接影響著電纜的使用壽命,按照化學反應動力學推導及人工加速熱老化試驗測得的(20-30年)輻照交聯(lián)電纜長期允許工作溫度為:

電力電纜 YJV 0.6/1KV

若按額定工作溫度105度推導,其熱老化壽命超過60年。

若按額定工作溫度90度推導,其熱老化壽命超過100年。

架空絕緣電纜

架空絕緣電纜在露天空中敷設,絕緣材料的耐環(huán)境及耐輻射性更顯重要。輻照交聯(lián)絕緣材料要經 過輻照加工,其本身就具有很好的耐輻射能力,交聯(lián)生產過程中所施加的輻照劑量距其破壞劑量留有很大安全余度。聚乙烯輻射破壞劑量為1000KGY,而加工劑量約為200KGY,加之特殊配方改進,在相當寬的范圍內仍是受輻射交聯(lián)狀態(tài),所以在較長的前期使用過程中受到輻射其性能會有所提高。