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低压交联聚乙烯绝缘电力电缆

发布日期:2018-09-27 09:16 来源:http://www.fangledianlan.com 点击:

电力电缆日常使用中,偶有电缆用户反馈安装在露天的低压0.6/1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆线芯在使用1-2年后,其裸露在外面的电缆终端绝缘层出现的开裂或部分绝缘脱落,电缆芯线绝缘层发生变色及脆性开裂,出现绝缘开裂现象。


在电缆敷设现场,发生电缆绝缘层开裂的是一般为YJV或YJV22型0.6/1kV低压交联聚乙烯绝缘电力电缆,其所采用的绝缘料是交联聚乙烯。聚乙烯经过蒸汽交联后,其分子结构转变为网状立体结构,使热塑性的聚乙烯变为热固性的交联聚乙烯,大幅度提高了材料的耐热性和机械性能,并保持了优良的电气性能。但由于上述工种电缆的绝缘材料不属于耐候交联聚乙烯,其抗阳光老化性能较差。若此电缆长期曝露在日光下,会加速绝缘层的老化,终导致绝缘发生开裂或者部分绝缘脱落。




1、绝缘开裂原因分析


电缆运行1-2年后,绝缘芯线表面呈竹节开裂形状,用手掰时绝缘材料碎成小块,同时颜色芯线变成半透明。这是因为在光、热、氧、应力诸多因素的共同作用下,芯线绝缘发生了脆性开裂。


(1)光老化作用


由于电缆绝缘直接曝露在强阳光下,在收到热辐射作用的同时也收到光的长时间照射,造成绝缘材料光老化降解。由于红色是不耐受阳光的颜色:电缆中的红色芯线变色严重。光对加速交联聚乙烯的开裂起了很大的作用。强阳光会对塑料和橡胶等高分子材料产生老化破坏的作用。对于大多数塑料来说,易造成破坏的敏感波长(塑料对其吸收大)在290-400ilm之间,及紫外光的波长范围内。在较强的紫外光长期照射下,聚乙烯会引入较多的含氧基因,聚合物链大量断裂,分子量降低,分子量的分布加宽。因此,光氧化降解是光老化的主要反应。同时,含羰基分解产物和发色团的形成又加重了其颜色的变化,这可从红色芯线颜色变化快中得到验证。




通常在生产电缆时,其外套材料需要添加光稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧化剂等。而绝缘材料一般没有这方面的考虑。如果电缆安装在户外时,电缆终端接头处绝缘层未经保护处理,裸露在外的芯线受到日光长时间的照射,引起分子链的断裂降解造成老化,大大缩短了其使用寿命,给电缆的长期安全运行留下了隐患。因此,光老化作用是绝缘层产生开裂的主要原因。




(2)热老化作用


电缆绝缘如果长期曝露在空气中,除了受阳光照射外,还受到太阳的热辐射。长时间后会引起绝缘材料温度上升,加速交联聚乙烯的断裂老化进程。在与氧化隔绝的条件下受热,包括聚乙烯或交联聚乙烯在内的聚烯烃类材料特性是稳定的。而在氧气环境下,即使温度较低,聚烯烃类材料也能发生氧化反应。


和光氧化反应一样,交联聚乙烯的氧化反应的历程非常复杂,包括聚合物的氧化、断裂降解等过程。其终 极产物包括羰基化合物、过氧化物、烷氧基化合物等。对于绝缘材料,光、氧、热三者的作用是相辅相成的是一种协同作用的方式。在没有氧的条件下,光化学反应非常缓慢;同样,热也起协同作用,热使得发色团的官能基增加,同时也促进了光化学反应中的氧在材料中的扩散。因此,在光、氧、热三者的共同作用下,高分子材料的断裂老化会大大加速。


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