交聯(lián)電纜

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

電線電纜絕緣材料的交聯(lián)機(jī)理是采用物理或化學(xué)方法，使高分子絕緣材料由線性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，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(jī)械性能和耐環(huán)境的能力。美國(guó)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(yīng)用。近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)也越來(lái)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(jī)理上主要分成兩大類，即物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

1、化學(xué)交聯(lián)：化學(xué)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(guò)氧化物交聯(lián)，一般采用有機(jī)過(guò)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(chǎn)生活性點(diǎn)，并產(chǎn)生C-C交聯(lián)鍵，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

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(guó)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(zhì)不好，已經(jīng)完全被淘汰了；七十年代開始，國(guó)外普遍應(yīng)用干法交聯(lián)工藝，使用高壓硫化管道，快速加熱的方法進(jìn)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(jié)構(gòu)反應(yīng)生成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

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。

（1）γ-射線交聯(lián)由于劑量率低，照射過(guò)程中無(wú)法穿透線纜的芯線，所以，只是在熱縮材料的交聯(lián)中有應(yīng)用，而電線電纜生產(chǎn)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(duì)電線電纜的絕緣層進(jìn)行照射，引發(fā)高分子材料產(chǎn)生自由基，形成C-C交聯(lián)鍵，生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

識(shí)別交聯(lián)電纜的假擊穿方法：

在利用串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行中壓電纜成品出廠局部放電和高壓試驗(yàn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)因各種原因造成試驗(yàn)過(guò)程中突然出現(xiàn)假擊穿現(xiàn)象，如何正確識(shí)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(duì)于提高電纜出廠試驗(yàn)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(yàn)是在屏蔽室內(nèi)逐盤進(jìn)行的，這時(shí)可以考慮重新更換絕緣線芯進(jìn)行復(fù)試，如果更換線芯后，電壓試驗(yàn)正常通過(guò)，應(yīng)該可以確定是電纜真的發(fā)生了擊穿?；蛘撸匦律龎?，如果擊穿電壓呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，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(gè)數(shù)值上，應(yīng)考慮是否電纜的端頭發(fā)生了擊穿，此時(shí)，可以將局部放電屏蔽室大門的門連鎖開關(guān)，人為合上，將屏蔽室大門打開，進(jìn)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(jīng)過(guò)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(fù)試或空載復(fù)試，擊穿電壓始終保持同一個(gè)數(shù)值，應(yīng)該可以確認(rèn)時(shí)電纜出現(xiàn)了假擊穿現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，排除故障后再進(jìn)行試驗(yàn)。但對(duì)于一些交檢的大長(zhǎng)度單芯中壓交聯(lián)電纜，還應(yīng)核對(duì)其是否已超過(guò)了試驗(yàn)設(shè)備的允許負(fù)荷，此種情況，試驗(yàn)過(guò)程也會(huì)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(shuō)明，有時(shí)電纜絕緣內(nèi)部發(fā)生短路，串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)可能無(wú)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(yàn)即可確認(rèn)。

采用經(jīng)過(guò)改性的聚乙烯絕緣料通過(guò)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(guò)高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交聯(lián)過(guò)程。輻照交聯(lián)電纜料中不加入交聯(lián)劑，在交聯(lián)時(shí)是由高能電子加速器產(chǎn)生的高能電子束有效穿透絕緣層，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的，因?yàn)殡娮訋в泻芨叩哪芰浚揖鶆虻卮┻^(guò)絕緣層，所以形成的交聯(lián)鍵結(jié)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(xué)交聯(lián)電纜。但由于受加速器能量級(jí)的限制（一般不超過(guò)3.0Mev電子束有效穿透厚度為10mm以下，考慮幾何因數(shù)，生產(chǎn)電纜的電壓等級(jí)僅能達(dá)到10KV，優(yōu)勢(shì)在6KV以下 。

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(nèi)所發(fā)生的熱氧氧化、熱裂解、熱氧化裂解，縮聚等化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)及人工加速熱老化試驗(yàn)測(cè)得的（20-30年）輻照交聯(lián)電纜長(zhǎng)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(dǎo)，其熱老化壽命超過(guò)60年。

若按額定工作溫度90度推導(dǎo)，其熱老化壽命超過(guò)100年。

架空絕緣電纜

架空絕緣電纜在露天空中敷設(shè)，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(jīng) 過(guò)輻照加工，其本身就具有很好的耐輻射能力，交聯(lián)生產(chǎn)過(guò)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(jìn)，在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)仍是受輻射交聯(lián)狀態(tài)，所以在較長(zhǎng)的前期使用過(guò)程中受到輻射其性能會(huì)有所提高。

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(guò)程是將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE）材料通過(guò)特定的加工方式，使其形成立體型網(wǎng)狀分線結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。使得長(zhǎng)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(shí)際使用性能。

電纜行業(yè)生產(chǎn)交聯(lián)電纜的工藝方式分為三類：第一類　過(guò)氧化物化學(xué)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(guó)內(nèi)均采用第二種即干法化學(xué)交聯(lián)；第二類　硅烷化學(xué)交聯(lián)；第三類　輻照交聯(lián)。

交聯(lián)電纜惰性氣體

采用加入過(guò)氧化合物交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料，通過(guò)三層共擠完成導(dǎo)體屏蔽層――絕緣層―― 絕緣屏蔽層的擠出后，連續(xù)均勻地通過(guò)充滿高溫、高壓氮?dú)獾拿芊饨宦?lián)管完成交聯(lián)過(guò)程。傳熱媒體為氮?dú)猓ǘ栊詺怏w），交聯(lián)聚乙烯電氣性能優(yōu)良、生產(chǎn)范圍可達(dá)500KV級(jí)。

交聯(lián)電纜硅烷化學(xué)

采用加入硅烷交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料，通過(guò)1 2的擠出方式完成導(dǎo)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(jìn)行水解交聯(lián)，由于濕法交聯(lián)會(huì)影響絕緣層中的含水量。一般最高電壓等級(jí)僅達(dá)10KV。

交聯(lián)電纜最新工藝

一種化學(xué)交聯(lián)、輻照交聯(lián)功能母粒子的應(yīng)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(xué)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(xué)交聯(lián)電纜用交聯(lián)功能母粒子，型號(hào)：DH-125Y，

DH-125Y化學(xué)交聯(lián)功能母粒子外觀為無(wú)色LLDPE塑膠粒子。電線電纜廠只需采購(gòu)市場(chǎng)上通用的LLDPE聚乙烯普通塑膠粒子，如LLDPE 7042等等。在25公斤L(fēng)LDPE7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125Y功能母粒子，用手工翻動(dòng)均勻后，直接投入放電纜電線的擠出機(jī)，擠出電纜，即制成了交聯(lián)電線電纜。本功能母粒子可生產(chǎn)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(hào)：DH-125DF

DH-125DF電子束輻照交聯(lián)功能母粒子外觀為無(wú)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(dòng)均勻后，直接投入放電纜電線的擠出機(jī)，擠出電纜，經(jīng)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(chǎn)環(huán)境長(zhǎng)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(hào)：DH-125ZF，

DH-125ZF紫外光輻照交聯(lián)功能母粒子外觀為無(wú)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(dòng)均勻后，直接投入放電纜電線的擠出機(jī)，擠出電纜，經(jīng)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(chǎn)長(zhǎng)期工作環(huán)境溫度在125℃的交聯(lián)電線電纜。

優(yōu)點(diǎn)；

1、省錢：

降低成本，電纜生產(chǎn)廠直接使用，比市場(chǎng)采購(gòu)進(jìn)來(lái)的化學(xué)、輻照交聯(lián)聚乙烯電纜專用料粒子價(jià)格便宜1500~3000元/噸。

2、省時(shí)；

電纜生產(chǎn)廠采購(gòu)化學(xué)、輻照交聯(lián)聚乙烯電纜專用料粒子需要詢價(jià)、訂購(gòu)，生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)囊恢茏笥业臅r(shí)間周期。用DH-125功能母粒子時(shí)，在決定生產(chǎn)計(jì)劃后，5分鐘準(zhǔn)備就可直接進(jìn)行電纜生產(chǎn)。

3、通用性，

電纜生產(chǎn)廠可自已調(diào)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。

常用絕緣電纜性能對(duì)比：

在電纜生產(chǎn)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(chǎn)工藝，化學(xué)交聯(lián)和輻照交聯(lián)。除下表性能以外，在生產(chǎn)和敷設(shè)過(guò)程中，所常用的交聯(lián)電纜的絕緣層都表現(xiàn)為硬度和強(qiáng)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(duì)而言剝離強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)品本來(lái)交聯(lián)度就相對(duì)較低，而且交聯(lián)工藝非連續(xù)、不能自動(dòng)控制，受人為因素影響很大，容易發(fā)生欠交聯(lián)。