交聯電纜是交聯聚乙烯絕緣電纜的簡稱。交聯電纜適用于工頻交流電壓500kV及以下的輸配電線路中。目前高壓電纜絕大部分都采用了交聯聚乙烯絕緣。
交聯電纜通常是指電纜的絕緣層采用交聯材料。最常用的材料為交聯聚乙烯(XLPE)。交聯工藝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,使其形成體型網狀分線結構的交聯聚乙烯。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),在保持其原有優良電氣性能的前提下,大大地提高了實際使用性能。
交聯電纜中聚乙烯交聯技術是提高材料性能的一種重要技術,經過交聯改性聚乙烯可使電纜性能得到大幅度的改善,不僅顯著提高了聚乙烯電纜的力學性能、耐環境應力開裂性能、耐化學藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電性能等綜合性能。而且非常明顯地提高了耐溫等級,使電纜的長期工作溫度從70℃提高到90℃,從而大大拓展了交聯聚乙烯電纜的應用范圍。
交聯電纜的優點:
1.耐熱性能
網狀立體結構的XLPE具有十分優異的耐熱性能。在200℃以下不會分解及碳化,長期工作溫度可達90℃,電纜熱壽命可達40年。
2.絕緣性能
XLPE保持了PE原有的良好絕緣特性,且絕緣電阻進一步增大。其介質損耗角正切值很小,且受溫度影響不大。
3.機械特性
由于在大分子間建立了新的化學鍵,XLPE的硬度、剛度、耐磨性和抗沖擊性均有提高,從而彌補了PE易受環境應力而龜裂的缺點。
4.耐化學特性
XLPE具有較強的耐酸堿和耐油性,其燃燒產物主要為水和二氧化碳,對環境的危害較小,滿足現代消防安全的要求。
交聯工藝方式:
目前電纜行業生產交聯電纜的工藝方式分為三類。第一類:過氧化物化學交聯,包括飽和蒸氣交聯、惰性氣體交聯、熔鹽交聯、硅油交聯等;第二類:硅烷化學交聯;第三類:輻照交聯?!?br />
1.惰性氣體交聯――干法化學交聯
采用加入過氧化合物交聯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,連續均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯管完成交聯過程。傳熱媒體為氮氣(惰性氣體),交聯聚乙烯電氣性能優良,生產范圍可達500kV。
2.硅烷化學交聯――溫水交聯
采用加入硅烷交聯劑的聚乙烯絕緣材料,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,將已冷卻裝盤的絕緣線芯浸入85-95℃熱水中進行水解交聯,由于濕法交聯會影響絕緣層中的含水量。一般最高電壓等級僅達10kV。
3.輻照交聯――物理交聯
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過程。輻照交聯電纜料中不加入交聯劑,在交聯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,所以形成的交聯鍵結合能量高,穩定性好,表現出的物理性能為耐熱性能優于化學交聯電纜。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,生產電纜的電壓等級僅能達到10kV,優勢在6kV以下。
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