交聯電纜工藝性能簡介

交聯電纜工藝性能簡介 
一、概念 
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），在保持其原有優良電氣性能的前提下，大大地提高了實際使用性能。 
二、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，包括飽合蒸氣交聯、 
惰性氣體交聯、熔鹽交聯、硅油交聯，國內均采用第二種即干法化學交聯；第二類　硅烷化學交聯；第三類　輻照交聯。 
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級。 
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85-950C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。 
三、輻照交聯電纜特性 
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，其熱老化壽命超過60年。 
若按額定工作溫度900C推導，其熱老化壽命超過100年。 
2、 架空絕緣電纜　JKLYJ　10KV　1220C 
架空絕緣電纜在露天空中敷設，絕緣材料的耐環境及耐輻射性更顯重要。輻照交聯絕緣材料要經 
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，在相當寬的范圍內仍是受輻射交聯狀態，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。 
四、常用塑料絕緣電纜性能對比： 
目前在電纜生產中，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性，因此而發展了多種工業交聯生產工藝，化學交聯和輻照交聯。除下表性能以外，在生產和敷設過程中，目前所常用的交聯電纜的絕緣層都表現為硬度和強度較大（常溫下），特別是比聚氯乙烯絕緣剝離難度增大。由于輻交聯電纜的交聯性能最好、交聯度最高，相對而言剝離強度也最大。如果交聯電纜絕緣層的剝離比較容易（類似于聚氯乙烯），那必然是交聯度不夠或沒有交聯。通常情況下，溫水交聯工藝生產的交聯電纜，出現交聯度不夠的情況較多，原因是該類產品本來交聯度就相對較低，而且交聯工藝非連續、不能自動控制，受人為因素影響很大，容易發生欠交聯。 
以1*70為例說明常用塑料絕緣電纜特性對比表 

項　　目 普通PVC（聚氯乙烯） 化學交聯聚乙烯 輻照交聯聚乙烯 
200C體積電阻率 1*1013 1*1017 1*1017 
耐溫等級（0C） 70 90 90-150 
短時過載溫度（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 
負載下伸長率（≤%） 175 100 
負載下耐刮磨試驗（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 5.0 2.3 2.3 
氧指數 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 
搞張強度N/cm2 700C時　12.5 900C時　12.5 900C時　23.1 
斷裂伸長率 700C時　125% 900C時　200% 900C時　240% 
耐臭氧性臭氧濃度 
0.03%下斷裂時間（小時） 1000 1000 1200