交聯(lián)電纜工藝性能簡介
交聯(lián)電纜工藝性能簡介
一、概念
交聯(lián)電纜通常是指電纜的J緣層采用交聯(lián)材料。常用的材料為交聯(lián)聚乙烯（XLPE）。交聯(lián)工藝過程是將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE）材料通過特定的加工方式，使其形成體型網(wǎng)狀分線結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。使得長期允許工作混充由700C提高到900C（或更高），短路允許溫度由1400C提高到2500C（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。
二、交聯(lián)工藝方式
目前電纜行業(yè)生產(chǎn)交聯(lián)電纜的工藝方式分為三類：D一類 過氧化物化學(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)，國內(nèi)均采用D二種即干法化學(xué)交聯(lián)；D二類 硅烷化學(xué)交聯(lián)；D三類 輻照交聯(lián)。
1、 惰性氣體交聯(lián)???――干法化學(xué)交聯(lián)
采用加入過氧化合物交聯(lián)劑的聚乙烯J緣材料，通過三層共擠完成導(dǎo)體屏蔽層――J緣層――
J緣屏蔽層的擠出后，連續(xù)均勻地通過充滿高溫、高壓氮?dú)獾拿芊饨宦?lián)管完成交聯(lián)過程。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)500KVJ。
2、 硅烷化學(xué)交聯(lián)――溫水交聯(lián)
采用加入硅烷交聯(lián)劑的聚乙烯J緣材料，通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――J緣層――J緣屏蔽層的擠出后，將已冷卻裝盤的J緣線芯浸入85-950C熱水中進(jìn)行水解交聯(lián)，由于濕法交聯(lián)會(huì)影響J緣層中的含水量。一般高電壓等J僅達(dá)10KV。
3、 輻照交聯(lián)――物理交聯(lián)
采用經(jīng)過改性的聚乙烯J緣料，通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――J緣層――J緣屏蔽層
的擠出后，將冷卻后的J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(shí)是由高能電子加速器產(chǎn)生的高能電子束有效穿透J緣層，通過能量轉(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┻^J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J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(chǎn)電纜的電壓等J僅能達(dá)到10KV，優(yōu)勢(shì)在6KV以下。
三、輻照交聯(lián)電纜特性
電纜J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J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J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)電纜長期允許工作溫度為：
1、 電力電纜 YJV 0.6/1KV 1160C
若按額定工作溫度1050C推導(dǎo)，其熱老化壽命超過60年。
若按額定工作溫度900C推導(dǎo)，其熱老化壽命超過100年。
2、 架空J(rèn)緣電纜 JKLYJ 10KV 1220C
架空J(rèn)緣電纜在露天空中敷設(shè)，J緣材料的耐環(huán)境及耐輻射性更顯重要。輻照交聯(lián)J緣材料要經(jīng)
過輻照加工，其本身就具有很好的耐輻射能力，交聯(lián)生產(chǎn)過程中所施加的輻照劑量距其破壞劑量留有很大放心裕度。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)，所以在較長的前期使用過程中受到輻射其性能會(huì)有所提高。
四、常用塑料J緣電纜性能對(duì)比：
目前在電纜生產(chǎn)中，常用的J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)過程中，目前所常用的交聯(lián)電纜的J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J緣剝離難度增大。由于輻交聯(lián)電纜的交聯(lián)性能好、交聯(lián)度高，相對(duì)而言剝離強(qiáng)度也大。如果交聯(lián)電纜J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)。
以1*70為例說明常用塑料J緣電纜特性對(duì)比表
項(xiàng) 目 普通PVC（聚氯乙烯） 化學(xué)交聯(lián)聚乙烯 輻照交聯(lián)聚乙烯
200C體積電阻率 1*1013 1*1017 1*1017
耐溫等J（0C） 70 90 90-150
短時(shí)過載溫度（0C） 160 250 270
載流量（倍） 1.0 1.3 1.6
老化條件0C 7天 1000C 7天 1350C 7天 1580C 7天
負(fù)載下伸長率（≤%） 175 100
負(fù)載下耐刮磨試驗(yàn)（次） 20000 20000 100000
耐磨損性 為PVC的5倍 為PVC的10倍、尼龍的5倍
耐油耐化學(xué)腐蝕性 浸于汽油7天無變化 浸于汽油30天無變化
介電常數(shù) 5.0 2.3 2.3
氧指數(shù) 28 20 37
成束燃燒炭化部分高度 ＜2.5 ＜1 ＜0.3
耐光老化性KJ ＜230 ＜300 ＜400
搞張強(qiáng)度N/cm2 700C時(shí) 12.5 900C時(shí) 12.5 900C時(shí) 23.1
斷裂伸長率 700C時(shí) 125% 900C時(shí) 200% 900C時(shí) 240%
耐臭氧性臭氧濃度
0.03%下斷裂時(shí)間（小時(shí)） 1000 1000 1200
