影响电缆交联聚乙烯绝缘热延伸性能因素分析

× Ｐ 电缆绝 缘 老 倦 现 象进 行 了剖 析 ， 并提 出 ＬＥ
了 相关 的建议。
水树 ； 窀树 ； 建议
｜ ÷
交 联 聚 甏烯 电 缆 绝 缘 老 化 ； 电 缆 故 障 ；
１绝缘 老化概 况
Ｘ Ｐ 电 缆线 路 除 外 力破 坏造 成 故 障 ， ＬＥ 般 在 运 行 较 长 时 间 后 出现 绝 缘 损 坏 故 障 的原 因往往是绝缘老化导致击 穿。在对全 国主 要 城 市 １６ ＸＬ Ｅ电缆 运 行 维 护单 位 ２家 Ｐ １ Ｖ 以 上 的 电缆 （ ０ｋ 总长 度 ９ ０ ０ ｋ ） １ ０ ｉ 运 ｎ 行 状 态进 行 调查 统 计和 故 障原 因分 析 发现 ， １ — ２ ｋ 电缆 的 平 均 运行 故障 率 ２ ０ 年 ０ ２０ Ｖ ０１ 为 ５ 次 ／（ 公里 ・ ） ．２ 百 年 。
型：
（） １ 由于 机 械 应 力 的破 坏 使 ＸＬ Ｅ Ｐ 绝缘 产 生 应 变 造成 气 隙 和裂 纹 ， 引 发 电树 枝放
电 。Ｊ Ｊ 力一 方 面 是 因 为 电缆 生 产 、 设 ｆ械 ・ Ｌ 敷 运 行 中 不 町避 免地 弯 曲 、托 伸 等 外 力产 串 废 力 ，另 方 面 是 由干 电缆 在 运 行 中 电动 力 埘 绝缘 产生 的应 力 。 （ ）气 隙放 电造 成 电树 枝 的 发展 。现 ２ 代 的 生 产 工 艺 管 可 以 消除 交联 电缆 生 产 线巾某些宏观的气隙 ， 但仍有 １ ０ Ｉ或 ～ｌ Ｔ Ｉ 少 量 的 ２ ～３ ｍ 的 气隙 形 成 的 微观 多扎 ０ ０ 结 构 。 多孔结 构 中 的放 电形 式 牛 要以 电晕 放 ｒ 为 ｌ 通 道 中 的放 电所 产 生 的气 体 压 乜 丰。 力 增加 ，导敛 了埘 枝 的扩 展和 形 状 的 变 化 。 （） ３ 场致发射效应导致树枝性放 电。 在 高 电 场 作 用 下 ，电 极 发射 的 电 子 山于 隧 道 效 应 注 入 绝缘 介 质 ， 电 子 在 注 入过 程 中获 得 足 够 的 动 能 ，使 电 子 不 断地 与 介 质碰 撞 引 起 介 质破 坏 ，导 致 树 枝放 电 。 （ ）缺 陷 。缺 陷 主 要 是导 体 屏蔽 卜的 ４ 节 疤 和 绝 缘 屏 蔽 中 的毛 刺 以 及绝 缘 内的 杂 质 和 空穴 。 些 缺 陷 使 绝缘 内 的 电场 集 小 ， 这 局部 场 强 提 高 。 引起 场 致 发射 ， 致树 枝 性 导

浅谈交联电缆绝缘老化强度变化率超标原因及改善[导读]交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%（即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值）。

交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。

一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。

但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。

当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定，在生产的同一批交联线芯有合格有不合格（不合格的都是超标的现象大于+25%）,但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。

为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。

一、引言交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%(即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值)。

交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。

一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。

但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。

当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定，在生产的同一批交联线芯有合格有不合格(不合格的都是超标的现象大于+25%),但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。

为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。

二、原因分析交联绝缘线芯老化强度不合格的原因分析是一个复杂的过程，国内各电缆企业往往被交联绝缘线芯老化系数K1、K2值不能达标而困扰，而这一指标是对交联绝缘线芯绝缘品质评价的主要指标之一。

但究其主要原因有以下三点：1、高温高速下绝缘中产生的热应力对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;2、冷却水温对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;3、交联过程中产生的副产物对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响。

三、解决的措施1、硫化工艺改进：试验选在我公司NOKIA(十段)智能硫化交联生产线上，我们通过调整工艺达到减小交联绝缘在生产过程中的内部应力来改善老化强度不合格的问题。

２．５ 预防性试验 为了保证电缆安全可靠运行，有关的 国际标准对电缆的各种试验做了明确的规 定。主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直 流耐压和泄漏电流。直流耐压试验对发现 多数电缆绝缘缺陷十分有效，但对 ＸＬＰＥ 则 未必。近年来国内外的试验和运行经验证 明：直流耐压试验不能有效地发现 ＸＬＰＥ 电 缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐 患。 研究表明，直流耐压试验时对绝缘的 影响主要表现在： （１）ＸＬＰＥ 绝缘在交流电压下的电场分 布不同于施加直流电压时的电场分布。在 交流电压下，ＸＬＰＥ 绝缘层内的电场分布是 由介电常数决定的，即电场强度是按照介 电常数的反比例分配的。在直流电压下，绝 缘层中的电场强度是按照绝缘电阻率的正 比例分配的，且绝缘电阻率分布是不均匀 的（在 ＸＬＰＥ 塑料生产过程中，因工艺原因 不可避免地在主料中有杂质存在） ，所以 ＸＬＰＥ 绝缘层中的电场分布不同于理想绝缘 结构而与材料的不均匀性有关。由于在绝 缘层中，交、直流电压下电场分布的不同， 导致了击穿特征的不一致。 （２）电缆的局部绝缘气隙部位由于游 离产生的电荷在此形成电荷积累，降低局 部电场强度，使这些缺陷难以发现。 （３）试验电压往往偏高，绝缘承受的 电场强度较高，这种高电压对绝缘是一种 损伤，使原本良好的绝缘产生缺陷，而且， 定期性的预防性试验使电缆多次受到高压 作用，对绝缘的影响形成积累效应。 （４）ＸＬＰＥ 电缆绝缘层易产生电树枝和 水树枝，在直流电压下易造成电树枝放电， 加速绝缘老化。 ２．６ 机械损伤
３．５ 选择专业的电缆敷设队伍，加强 电缆施工管理，防止缆敷过程中电缆受损。
３．６ 建议 ＸＬＰＥ 电缆采取交流耐压试 验，取代现行的直流耐压试验。
３．７提高电缆接头制作工艺
４ 结语
本文讨论了 ＸＬＰＥ 电缆在运行中发生 故障的主要原因之一即绝缘老化引起的系 统故障。通过分析做好 ＸＬＰＥ 电缆的防老化 措施可以有效的减缓绝缘的老化速度，从 而延长电缆的使用寿命、减少系统的故障 率，为电力系统的稳定运行提供了保证。

参考文献 ［１］ 吴倩，刘毅刚，李熙谋．高压交联聚 乙烯电缆绝缘老化检测技术调研［Ｊ］．电 力设备．２００５，０６（７）：４０－４５． ［２］ 吴倩，刘毅刚．高压交联聚乙烯电缆 绝缘老化及述评［Ｊ］．广东电力．２００３，１６ （４）：１－６．
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算出的时间间隔△ｔ 就是相应桥臂上的脉 １ｊ
由于局部放电侵蚀绝缘，以致发生老 化形态，而使绝缘性降低，导致绝缘击穿。
２．３ 电树枝 主要是由于绝缘内部放电产生的细微 开裂，形成细小的通道，其通道内空，管壁 上有放电产生的碳粒痕迹。通道分支少而 清晰，呈树枝状。 电树枝按产生的机理分为以下几种类 型： （１）由于机械应力的破坏使 ＸＬＰＥ 绝缘 产生应变造成气隙和裂纹，引发电树枝放 电。机械应力一方面是因为电缆生产、敷设 运行中不可避免地弯曲、拉伸等外力产生 应力，另一方面是由于电缆在运行中电动 力对绝缘产生的应力。 （２）气隙放电造成电树枝的发展。现 代的生产工艺尽管可以消除交联电缆生产 线中某些宏观的气隙，但仍有 １～１０ μ ｍ 或 少量的 ２０～３０ μ ｍ 的气隙形成的微观多孔 结构。多孔结构中的放电形式主要以电晕 放电为主。通道中的放电所产生的气体压 力增加，导致了树枝的扩展和形状的变化。 （３）场致发射效应导致树枝性放电。在 高电场作用下，电极发射的电子由于隧道 效应注入绝缘介质，电子在注入过程中获 得足够的动能，使电子不断地与介质碰撞 引起介质破坏，导致树枝放电。 （４）缺陷。缺陷主要是导体屏蔽上的 节疤和绝缘屏蔽中的毛刺以及绝缘内的杂 质和空穴。这些缺陷使绝缘内的电场集中， 局部场强提高。引起场致发射，导致树枝性
冲信号０或１状态在时间轴上的宽度。其中：
，α ＝２； ＜ ０，α ＝１；ｖ －ｕ ＞ ０， ｊｏ ｊ
β ＝２；ｖｊｏ－ｕｊ ＜ ０，β ＝１。启动各桥臂△

电线电缆交联聚乙烯绝缘热延伸试验不确定度评定研究摘要:热延伸试验时电线电缆日常检验中的常规检验项目，主要模拟的是在日常工作下绝缘的机械物理性能，通过载荷下最大伸长率和冷却后最大永久伸长率来判定电线电缆的符合性。

通过大量的试验，研究交联聚乙烯绝缘热延伸试验不确定度的来源并建立数学模型，对不确定度进行评定，给出了扩展不确定度。

关键词：电线电缆；热延伸；测量不确定度Abstract：The routine inspection items in the daily inspection of wires and cables in the hot extension test mainly simulate the mechanical and physical properties of insulation under daily work, and determine the compliance of wires and cables by the maximum elongation under load and the maximum permanent elongation after cooling.Through a large number of tests, the source of uncertainty in the thermal elongation test of XLPE insulation is studied, and the mathematical model is established to evaluate the uncertainty, and the expanded uncertainty is given.Key words: wire and cable; hot set; measurement uncertainty1.引言热延伸试验时电线电缆日常检验中的常规检验项目，主要模拟的是在日常工作下绝缘的机械物理性能，通过载荷下最大伸长率和冷却后最大永久伸长率来判定电线电缆的符合性。

文章编号:１００４－２８９Ｘ(２０２４)０２－０１１５－０２影响电缆用交联聚乙烯绝缘使用因素樊庆东ꎬ耿屹汝ꎬ许占文(营口市产品质量检验检测研究有限公司ꎬ辽宁㊀营口㊀１１５０００)摘㊀要:通过试验数据分析ꎬ讨论了对交联聚乙烯绝缘电缆(以下简称ＸＬＰＥ电缆)使用中的影响因数ꎬ通过对影响因数分析ꎬ在使用中可采取必要的保护措施ꎬ确保使用价值最大化ꎮ关键词:交联聚乙烯绝缘电缆ꎻ绝缘层断裂ꎻ影响因数中图分类号:ＴＭ２４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:ＢＴｈｅＦａｃｔｏｒｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｄＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＩｎｓｕｌａｔｉｏｎｏｎＵｓｅｄＣａｂｌｅｓＦＡＮＱｉｎｇ￣ｄｏｎｇꎬＧＥＮＧＹｉ￣ｒｕꎬＸＵＺｈａｎ￣ｗｅｎ(ＹｉｎｇｋｏｕＣｉｔｙＰｒｏｄｕｃｔＱｕａｌｉｔｙＣｈｅｃｋａｎｄＴｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ.Ｌｔｄ.ꎬＹｉｎｇｋｏｕ１１５０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒꎬｂｙｔｅｓｔｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓꎬｄｉｓｃｕｓｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｔｏｃｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｄｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅｕｓｅ(ＨｅｒｅｉｎａｆｔｅｒｒｅｆｅｒｒｅｄｔｏａｓＸＬＰＥａｂｌｅ).Ｂｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒａｎａｌｙｓｉｓꎬｎｅｃｅｓｓａｒｙｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｔａｋｅｎｉｎｕｓｅｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｕｓｅｖａｌｕｅｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｄｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅꎻｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｌａｙｅｒｂｒｅａｋꎻｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒ１㊀引言交联聚乙烯是以电缆专用的低密度聚乙烯为基础树脂ꎬ加入过氧化物体系㊁抗氧化物体系等ꎮ经特殊的工艺制成的电缆绝缘料ꎬ其各方面性能在改型后有了很大程度的提高ꎬ如力学性能㊁抗应力开裂性能等ꎮ它的生产工艺主要有:过氧化物交联法㊁辐照交联法㊁硅烷交联法㊁紫外光交联法和盐交联法ꎮ目前ꎬ我国大多数电线电缆绝缘料的生产企业采用辐照交联法和硅烷交联法ꎮＸＬＰＥ电缆凭借结构轻便㊁施工简单㊁维护运行容易等优点应用于各个领域ꎮ同时ꎬ在使用时发现ꎬ安装的电力电缆在运行几年后ꎬ接线端部的线芯绝缘层会出现脆化龟裂现象ꎮ２㊀样品的选择及试验分析㊀㊀本次试验的电缆为低压交联聚乙烯绝缘电力电缆ꎬ型号为ＹＪＶ０.６/１ｋＶ４ˑ１０ｍｍ２ꎮ现场观察ꎬ电缆端头接线部分线芯裸露在护套外部约１０ｃｍꎮ绝缘层表面开裂ꎬ脆化无弹性ꎮ其中ꎬ以红线芯最为明显ꎬ颜色哑光半透明ꎬ可用手将绝缘材料掰成小块ꎬ破口处呈白色参差ꎮ为查明绝缘断裂是材料质量不达标还是使用方法不规范所致ꎬ本文取该型号电缆的三个不同使用部位作为研究样本ꎬ如下:㊀㊀位置１护套内包裹的电缆绝缘层ꎻ㊀㊀位置２在室外安装电缆绝缘层(自然光照射)ꎻ㊀㊀位置３装置内部安装的电缆绝缘层(装置内部光源照射)ꎮ㊀㊀在常规试验中ꎬ抗张强度和断裂伸长率是主要参数ꎬ反映绝缘本身的性能是否达到标准ꎮＧＢ/Ｔ１２７０６.１－２０２０规定ꎬＸＬＰＥ绝缘抗张强度应不小于１２ ５Ｎ/ｍｍ２ꎬ断裂伸长率应不小于２００％ꎮ按照ＧＢ/Ｔ２９５１.１１－２００８试验方法ꎬ试验环境温度２２ħꎬ试验设备:ＪＧ－５００电子拉力试验机(带大变引伸计)ꎬ选取足够长度ＸＬＰＥ绝缘层作为研究对象ꎮ不同位置绝缘层测试数据如表１所示ꎮ㊀㊀通过以上数据看ꎬ取样位置１的试样绝缘抗张强度在１４ ２~１５ １Ｎ/ｍｍ２范围内ꎬ断裂伸长率在３２０％~３３５％区间ꎬ均满足标准要求ꎮ取样位置２和位置３处的试样ꎬ绝缘机械性能明显下降ꎮ位置２的绝缘抗张强度和断裂伸长率数值降低最为明显ꎬ其中ꎬ红色线芯绝缘性能下降幅度最大ꎬ抗张强度降低了４５％ꎬ断裂伸长率降低了８０％ꎮ位置３抗张强度和断裂伸长率降低幅度达到３０％和６０％以上ꎮ可见ꎬ由于使用位置和安装方式的不同ꎬ电缆在长时间使用后ꎬ各部位的绝缘性能存在较大差异ꎮ带护套的绝缘材料性能相对稳定ꎬ可以继续使用ꎻ无外护套部分绝缘材料因受外界环境影响ꎬ外观开裂ꎬ性能下降ꎬ远低于国家标准规定值ꎮ在所有颜色的绝缘线芯中ꎬ机械性能最差的是红色线芯ꎬ这也进一步说明了其表面龟裂现象较为严重的问题ꎮ表１㊀不同位置的ＸＬＰＥ绝缘层试验数据线芯颜色抗张强度Ｎ/ｍｍ２位置１位置２位置３断裂伸长率％位置１位置２位置３黄１４.４８.２１０.８３３５９０１３０红１５.１８.２１０.８３３０１００１４０绿１４.２７.８９.９３２０７５１００蓝１４.５８.０１０.１３２５９０１１０３㊀影响因素分析㊀㊀当安装电缆或固定终端时ꎬ若电缆接头处的绝缘层未经保护处理ꎬ暴露在外的部分会在光照㊁氧化㊁温度三者的共同作用下ꎬ造成高分子材料断裂㊁老化[１]ꎮ㊀㊀光照对性能的影响ꎬ加速了交联聚乙烯的开裂ꎮ对高分子材料而言ꎬ最易造成破坏是紫外光ꎬ波长介于２９０~４００ｎｍ之间ꎮ以聚乙烯为例ꎬ在强烈的紫外光长期照射下ꎬ会引入更多的含氧基团ꎬ聚合物链发生大量断裂ꎬ分子量分布变宽ꎬ从而发生光氧化降解ꎮ在本文研究的红㊁黄㊁绿㊁蓝四种颜色线芯中ꎬ红色可见光波最长ꎬ大量吸收紫外线ꎬ形成含羰基分解产物和发色团较多ꎬ使其颜色变化进一步加剧ꎮ㊀㊀氧气对性能的影响ꎬ促进了交联聚乙烯老化进程ꎮ长期暴露在空气中的绝缘ꎬ除了光线老化之外ꎬ氧气也会受到影响ꎮ氧化高分子氧化㊁断裂降解等过程ꎬ最终产物包括羰基化合物㊁过氧化物㊁烷氧基化合物等ꎮ研究表明ꎬ在无氧条件下受热ꎬ聚烯烃材料如交联聚乙烯的稳定的ꎮ而且在有氧环境下ꎬ聚烯烃类材料即使温度较低也能发生氧化反应ꎮ特别是当光辐射累积一定时间后ꎬ会造成物料温度升高ꎬ加速与氧气的反应速度ꎬ推动断裂老化过程ꎮ㊀㊀温度对性能的影响ꎬ加剧了交联聚乙烯质变ꎮ导体和绝缘在载荷运行时产生热量ꎬ达到一定的工作温度就会发生热伸缩和热应力的变化ꎬ而且热伸缩过程复杂ꎬ热膨胀和热塑性收缩在受热时发生ꎮ热胀冷缩是可逆过程ꎬ而热收缩是不可逆的[２]ꎮ特别是在频繁的电力通断切换条件下ꎬ会造成电缆温度起伏不定ꎬ从而引起塑性变形增大ꎬ进而影响绝缘的性能ꎮ㊀㊀光照㊁氧化㊁温度三者对绝缘材料的作用是相互补充的[３]ꎬ是一种相互配合的方式ꎮ光照老化效应促进了含羰基分解产物和发色团的生成ꎬ使发色团官能基在氧化和温度的协同作用下进一步增加ꎬ同时也促进了材料在光化学反应中的扩散ꎮ４㊀在实际应用中的措施建议㊀㊀通常在制作电缆时ꎬ外护套材料需要添加光稳定剂㊁ＵＶ吸收剂㊁抗氧剂等ꎮ而绝缘材料一般不会有这方面的讲究ꎮ因此ꎬ电力电缆在施工时ꎬ需要对接线端部进行加工处理ꎬ一般会对裸露的绝缘层外围进行缠绕保护ꎬ或者加设热缩套管㊁绝缘胶带等ꎬ这些都在很大程度上阻止了绝缘层因外部环境的影响而发生老化㊁开裂的现象ꎮ有关设计㊁使用规范也对安装电缆时的终端保护措施作了规定要求ꎮＧＢ５０１６８－２０１８第７ ２条提出对制作电缆终端与接头的要求ꎮ为此ꎬ延长电力电缆的使用寿命ꎬ不仅要重视直埋㊁管道㊁竖井敷设等各主要环节的安全防范ꎬ更要在细微处特别是室外终端的防护措施上ꎬ处理好接线终端绝缘层的防护措施ꎬ确保电力电缆的长期稳定可靠运行ꎮ参考文献[１]㊀韩雪梅.交联聚乙烯绝缘料在电线电缆中的地位[Ｊ].化学与黏合ꎬ２００８ꎬ３０(３):５３－５６.[２]㊀王柏东ꎬ程仁良ꎬ戴忠华ꎬ等.电缆开裂原因分析[Ｊ].核电工程与技术ꎬ２００５(３):２９－３６.[３]㊀吉启荣ꎬ吴建良ꎬ李喜.电力电缆运行过程中的热机械性能变化[Ｊ].电力建设ꎬ２００８ꎬ２９(２):６５－６９.收稿日期:２０２４－０３－１２作者简介:樊庆东(１９７４－)ꎬ男ꎬ本科ꎬ国家开放大学机械设计制造及其自动化专业ꎻ耿屹汝(１９７１－)ꎬ男ꎬ本科ꎬ中央广播电视大学/计算机科学与技术ꎻ许占文(１９８０－)ꎬ男ꎬ本科ꎬ沈阳农业大学农业电气化与自动化ꎮ。

关于交联聚乙烯绝缘电缆常见的问题及其原因分析一、交联的三种方式1、交联电缆性能交联就是将聚乙烯的线型分子结构通过化学交联或高能射线的辐照交联，转变成立体网状分子结构。

从而大大地提高了它的耐热性和耐环境应力开裂，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化。

交联聚乙烯绝缘电缆其长期允许工作温度可达90βc o2、交联方法交联绝缘的品种虽多，但主要分为物理交联和化学交联两大类。

物理交联也称为辐照交联一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。

中高压电缆一般采用过氧化物交联即用化学交方法是将线性分子通过化学交联反应起来，转化为立体网状结构。

化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷交联接枝交联两种。

2.1 辐照交联辐照是采用高能粒子射线照射线性分子聚合物，在其链上打开若干游离基团，简称为接点。

接点活性很大，可把两个或几个线性分子交叉联接起来。

它的优点为：生产速度快，占用空间小；可加工材料种类多，几乎所有聚合物，产品品种多；产品用更好的耐热、耐磨和较高电气性能；可阻燃；电耗低。

但存在一些问题：设备一次投资大；对大截面电缆的辐照不均匀，经反复照射后电缆弯曲次数太多；设备开工率低。

2.2 过氧化物交联交联聚乙烯料是以低密度聚乙烯、过氧化物交联剂，抗氧剂等组成的混合物料。

加热时，过氧化物分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚乙烯分子中的氢原子，使聚乙烯主链的某些碳原子为活性游离基并相互结合，即产生C-C交联键，形成了网状的大分子结构。

它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产，特别是35kV及以上的中高压电缆。

2.3 硅烷交联硅烷交联又称温水交联也是化学交联的一种，它有两步法、一步法和共聚法等多种方法。

硅烷接枝和挤出分在两道工序进行的称为二步法，硅烷接枝交联工艺，它是接枝和挤出分成两个工序进行，第一步由绝缘料厂将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝和挤出造粒，该料称为A料，同时还提供催化剂和着色剂的母料，称B料。

影响电缆交联聚乙烯绝缘热延伸性能因素分析电缆交联聚乙烯（XLPE）是一种常用的电力电缆绝缘材料，具有优异的电气性能和机械性能。

其热延伸性能是指在高温条件下，绝缘材料能够保持稳定的尺寸和形状，不发生热收缩和变形。

影响电缆交联聚乙烯绝缘热延伸性能的因素有以下几个方面：
1.聚乙烯材料的性质：聚乙烯的结晶度和分子量等是影响热延伸性能的重要因素。

高分子量和高结晶度的聚乙烯具有更好的热稳定性和热延伸性能，能够在高温下保持尺寸的稳定。

2.加工工艺参数：包括交联方法、交联温度和交联时间等。

不同的交联方法对于绝缘材料的热延伸性能有不同的影响。

例如，热交联和化学交联都可以提高绝缘材料的热稳定性和热延伸性能。

交联温度和交联时间也会对热延伸性能产生影响，过高的交联温度和过长的交联时间可能导致绝缘材料发生热收缩和变形。

3.添加剂的选择和含量：添加剂可以改善聚乙烯材料的性能，如抗氧化性能、抗紫外线性能等。

添加适量的抗氧化剂和紫外线吸收剂可以提高聚乙烯材料的热稳定性和热延伸性能。

4.环境因素：包括使用温度、湿度和氧气等。

高温环境会加速聚乙烯的老化和热收缩，导致热延伸性能下降。

湿度和氧气的存在也会加速聚乙烯的老化过程，降低热延伸性能。

综上所述，电缆交联聚乙烯绝缘热延伸性能受到多个因素的影响，包括聚乙烯材料的性质、加工工艺参数、添加剂的选择和含量以及环境因素等。

在实际应用中，需要综合考虑这些因素，并进行合理的材料选择和加工控制，以确保电缆绝缘在高温条件下具有良好的热延伸性能。

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压 １ｋ （ ｍ：１ ２ｋ 到 ３ Ｖ（ ｍ＝４ ． ｋ 挤 包 Ｖ Ｕ ． Ｖ） ５ｋ Ｕ Ｏ ５ ｖ）
联 聚乙 烯 料 ， 号 为 Ｈ Ｄ －２ １ Ｔ 牌 Ｆ Ｂ４ ０ Ｎ 。在 导 体 挤 包 绝 缘后 ， 即截 取 一 段 足 够 长 度 的 试 样 （ 记 为 ） 立 标 后， 其余 绝缘 线芯继 续 流入 下道工 序 生产 ， 直至成 品 电缆 的产 生 。从 绝 缘 挤 制 结 束 到成 品 电缆 产 出 ， 间 隔 刚好 ｌ 。成 品 一 出来 ， Ｏ天 便从 中截 取一 段 电缆 试
现 介绍 如下 。
２ 试 验 的 内容 及 步 骤
试 验结 合 生 产 任 务 进 行 ， 用 了 Ｙ Ｖ ２８ ７１ 采 Ｊ ２ ．／０ ｋ Ｖ ３×１５电缆 试样 。生 产工 艺 条 件 与 正 常生 产 相 ８

浅析影响交联聚乙烯电缆主绝缘的因素摘要：本文分析了交联聚乙烯电缆的绝缘结构特性，简析其绝缘检测手段和具体实验方法，有一定参考价值。

关键词：交联聚乙烯电缆；主绝缘；影响因素一、XLPE 电力电缆绝缘结构特性电力电缆经常用作发电厂、变电所以及工矿企业的动力引入（或引出）线，当线路在过江、过近海、过铁路处，也常采用电力电缆。

电力电缆与架空线路相比，优点是受气候的影响小，安全可靠，隐蔽耐用，但成本较高。

通常电力电缆是由导电线芯、绝缘、护套、屏蔽层、铠装等几部分组成。

电力电缆的导电线芯常用铜或铝；电缆的绝缘和护套常用有机绝缘材料，如粘性油纸、橡胶、塑料、交联聚乙烯等，对于更高电压等级的电缆，可以采用充油或充气绝缘；电缆的屏蔽层常用半导电材料，在电缆中起到均匀电场的作用；电缆的铠装是为了保护电缆的绝缘免受外力的损伤，常用钢带、钢丝、铅套、铝套等作电力电缆的铠装。

电力电缆按导电线芯的数量和形状可分为：单芯结构、三相圆芯电缆、三相扇形电缆、四芯扇形电缆等。

在电力系统中常将电力电缆按绝缘材料分为：油纸绝缘电缆、橡塑绝缘电缆、充油电缆、充气电缆等。

其中油纸绝缘电缆已经逐步退出运行，橡塑绝缘电缆使用量逐年增加，特别是交联聚乙烯电缆近年来已经成为中高压输电系统中的主要品种。

交联聚乙烯电力电缆由于其电气性能和耐热性能都很好，传输容量较大，结构轻便，易于弯曲，附件接头简单，安装敷设方便，不受高度落差的限制，特别是没有漏油和引起火灾的危险，因此受到用户广泛欢迎。

交联聚乙烯电缆和油浸纸统包电缆在结构上的区别除了相间主绝缘是交联聚乙烯塑料以及线芯形状是圆形之外，还有两层半导体屏蔽层。

在芯线的外表面挤第一层半导体屏蔽层，它可以克服导体电晕及电离放电，使芯线与绝缘层之间有良好的过渡；在相间绝缘外表面挤第二层半导体胶，同时挤包了一层0.1mm 厚的薄铜带，它们组成了良好的相间屏蔽层，它保护着电缆，使之几乎不能发生相间故障。

目前国内已经开始生产220kV 电压等级交联聚乙烯电缆，国外已有500kV 电压等级的交联聚乙烯电缆投入试用线路。

交联聚乙烯的绝缘电阻率引言交联聚乙烯（Cr os s-l in ke dP ol ye th yle n e，简称XL PE）是一种具有优异绝缘性能的聚合物材料，在电力领域得到广泛应用。

了解交联聚乙烯的绝缘电阻率是评价其绝缘性能的重要指标，本文将深入探讨交联聚乙烯绝缘电阻率的形成原理、影响因素以及测试方法。

形成原理交联聚乙烯的绝缘电阻率是由其分子结构和交联效果决定的。

交联聚乙烯通过添加交联剂，如有机过氧化物，在一定的温度和压力下进行热交联过程，使聚乙烯分子链之间形成交联共价键，从而在结构上增强了材料的稳定性和绝缘性能。

交联后的聚乙烯分子链之间间距减小，分子链的运动受到限制，电子在材料中的迁移变得困难，从而提高了交联聚乙烯的绝缘电阻率。

影响因素1.交联度交联度是交联聚乙烯绝缘电阻率的主要影响因素之一。

交联度指的是聚乙烯分子链中交联共价键的数量和密度。

交联度越高，交联聚乙烯的分子结构越紧密，分子链之间的间隙越小，从而使绝缘电阻率增大。

2.温度温度是另一个影响交联聚乙烯绝缘电阻率的重要因素。

一般情况下，随着温度的升高，交联聚乙烯的绝缘电阻率会下降。

这是因为高温下材料的分子运动更加剧烈，分子链之间的间距增大，电子迁移更加自由，导致绝缘电阻率降低。

然而，在一定温度范围内，交联聚乙烯的绝缘电阻率可能出现局部峰值，这是由于在该温度区间内材料的分子结构发生变化，形成了更加有序的排列，电子迁移受到限制。

3.电场强度电场强度是影响交联聚乙烯绝缘电阻率的另一个重要因素。

当电场强度较小时，交联聚乙烯材料中的电子迁移比较容易受到分子结构的限制，绝缘电阻率较高。

随着电场强度的增加，电子迁移变得更加自由，分子结构对电子运动的影响减弱，导致绝缘电阻率降低。

测试方法1.直流电阻率测量直流电阻率是衡量交联聚乙烯绝缘电阻率的常用测试方法之一。

在实验中，将样品制备成所需形状的试样，然后利用电阻桥或电阻计等设备测量样品在恒定电压下的电流值，再根据电流和电压的关系计算出直流电阻率。

１交联聚 乙烯 电缆料的进货把控不严
交 联 聚 乙烯 绝缘布 电线 是采用 过氧 化物 交联 的方法 ，使聚 乙烯分子 由线 型分子 结构 变为三 维 网状结 构 ，由热 塑性材 料变 成热 固性材 料 ，工作 温度从 ７ ０ ℃提 高到 ９ ０ ℃，显著提高 电缆 的载 流能
力 。作为产 品质 量 的源 头 ，如果是 原材料 的质 量 存在 问题 ，那么 再好 的生产工 艺和 生产设 备也 制
交 联聚 乙烯绝 缘布 电线 绝缘热延伸试验 不 合格 原因分析
王 湄
（ 福建 省产 品质 量检 验研 究 院，福 建 福 州 ３ ５ ０ ０ ０ ２ ）
摘 要 ：小 规 格 的交 联 聚 乙烯 绝 缘 布 电 线 在 家 装 市 场 上 广 受 青 睐 ， 但 是 在 各 种 监 测 中发 现其 绝 缘 热 延 伸 的检 测 结 果 状 况 堪 忧 。文 中从 进 货 原 料 的质 量 和 工 艺 把 控 方 面 分 析 造 成 其 绝 缘 热 延 伸 不 合 格 的 原 因 ，也 提 出 改
象 。 而 国 家 标 准 中 规 定 ，交 联 聚 乙烯 绝 缘 热 延 伸 试 验 结 果 的 判 定 数 据 为 ： 载 荷 下 最 大 伸
长率≤ １ ７ ５ ％ ，冷 却后 永久 伸 长率 ≤ １ ５ ％ 。交联
收稿 日期：２ ０ １ ６ — １ ２ —１ ９
作者简介：王 湄 。女 ，福建省产品质量检验研究院 ，工程师
２ ． ２挤 压 式模 具
从图 １ 中可 以看 出，挤 压式 的模 具 中就 没 有 管状 的承径 部分 ，其模 芯缩在 模具 内。这种 模 具 在挤 塑时是 依靠压 力将熔 融 的塑料挤 入模套 来 实

价值工程影响电缆绝缘热延伸性能的因素分析及改进方法Analysis of Factors Affecting Thermal Extension of Cable Insulation and Improvement Methods 彭书礼PENG Shu-li;曹点点CAO Dian-dian;赵士银ZHAO Shi-yin;李建新LI Jian-xin;苏本升SU Ben-sheng;王中建WANG Zhong-jian（江苏南瑞银龙电缆有限公司，徐州221700）（Jiangsu Nari Ying Long Cable Co.，Ltd.，Xuzhou221700，China）摘要:绝缘热延伸性能是架空绝缘电缆和电力电缆的重要试验指标，随着电网技术的发展，配电网对绝缘的热延伸性能要求也越来越高。

国家标准要求值为不大于175%，而各省网要求值为不大于125%，因此，加大了电缆企业的生产难度，并有出现电缆绝缘热延伸性能不达标的情况。

针对此现象，通过对电缆绝缘的原材料、导体温度、挤塑模具、挤出温度、收线速度、冷却温度、温水交联、试验环节等影响因素进行分析，不断改进生产工艺，对绝缘热延伸影响因素进行多次验证总结，使得电缆在该生产工艺的控制下，低压电缆绝缘热延伸性能完全达到配电网的要求。

Abstract:Insulation thermal elongation performance is an important test indicator for overhead insulated cables and power cables. With the development of power grid technology,the requirements for insulation thermal elongation performance in distribution networks are also increasing.The national standard requires a value of no more than175%,while the provincial network requires a value of no more than 125%.Therefore,it increases the production difficulty of cable enterprises and there are cases where the thermal extension performance of cable insulation does not meet the standard.In response to this phenomenon,by analyzing the influencing factors of cable insulation such as raw materials,conductor temperature,extrusion mold,extrusion temperature,take-up speed,cooling temperature,warm water cross-linking, and testing process,the production process is continuously improved.The influencing factors of insulation thermal extension are verified and summarized multiple times,so that under the control of this production process,the insulation thermal extension performance of low-voltage cables fully meets the requirements of the distribution network.关键词:低压电缆；绝缘；热延伸；生产工艺Key words:low-voltage cable；insulation；thermal extension；production process中图分类号:TM247+.1文献标识码:A文章编号:1006-4311（2023）14-060-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.14.0190引言交联聚乙烯绝缘电缆相较于聚氯乙烯电缆具有优越的电性能和机械性能，在电力系统中被广泛使用。

交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理摘要：本文包含交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理的基本知识。

通过概念解释和要点讲解，了解影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能变化的因素，掌握交联聚乙烯连理电缆绝缘老化机理。

关键词：因素；老化机理及形态电缆绝缘材料的绝缘性能随时间的增加发生不可逆下降的现象称为绝缘老化。

其表现形势主要有击穿强度降低，介质损耗增加，机械性能或其他性能下降等。

一、影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能的因素1.制造工艺和绝缘原材料（1）制造厂家所用绝缘材料或制造过程中侵入水分及其他杂质，都将引起结缘性能降低。

（2）制造工艺落后（如湿法交联）导致交联绝缘层中遗留下水分，起泡或致屏蔽层不能均匀紧贴在主绝缘上，产生微笑的缝隙，都将降低交联电缆的绝缘性能。

2．运行条件（1）运行电压不正常，电压越高，击穿电压越低。

电压作用时间足够长时，则易引起击热穿或电老化，使电缆绝缘击穿电压急剧下降。

（2）超负荷运行，电缆过热，当温度高达至一定值时，绝缘的击穿电压将大幅度下降。

（3）电压性质对电缆绝缘也有影响：冲击击穿电压较工频击穿电压高；直流电压下，介质损耗小，击穿电压较工频击穿电压高；高频下局部放电严重，发热严重，其击穿电压最低。

（4）交联绝缘是固体绝缘，其累计效应也不容忽视。

多次施加同样幅值的电压，每次产生一定程度的绝缘损伤，而不像油浸类绝缘有一定的自愈能力，因此其损伤可逐步积累，最后导致交联绝缘彻底击穿。

（5）任何外力破坏，机械应力损伤，都将使电缆的整体结构受到破坏而导致水分及其他有害杂质侵入，可迅速降低交联绝缘的击穿强度。

二、交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理及形态在电场的长时间作用下逐渐使绝缘介质的物理、化学性能发生不可逆的劣化，最终导致击穿，即称老化。

电老化的类型有电离性老化，电导性老化和电解性老化。

前两种主要在交变电场下产生，后一种主要在直流电场下产生。

有机介质表面绝缘性能破坏的表现，还有表面漏电起痕。

1.电离性老化在绝缘介质夹层或内部如果存在气隙或气泡，在交变电场下气隙或气泡的场强较临近绝缘介质内的场强大得多，而气体的起始电离场强又比固体介质低的多，所以在该气隙或气泡内很容易发生电离。

３交联聚乙烯材料的热延伸试验
有机 过 氧化物 化 学交 联 、 烷 温水 交 联及 电子 辐 射 硅 交联 是 目前 生产 交联 电缆 最常 用 的方式 。 生产 过程 中 在
上述 的三 级焊 缝质量 等 级要 求执 行 。焊 接 时 ， 得 使用 对 钢 构件 的质 量进 行检 查 。钢 构件 的变 形 、 陷超 出允 不 缺
关键 词 ：交联聚乙烯绝缘电力电缆； 绝缘； 热延伸； 影响因素
１引言
交 联 聚 乙烯 （ 称 Ｘ Ｐ ） 作 为 一种 聚烯 烃 材 料 ， 简 ＬＥ
２交联聚 乙烯材料的主要特性
从表 １中可知 ， 联聚 乙烯 （Ｌ Ｅ 不仅 保 持 了聚 乙 交 Ｘ Ｐ）
Ｐ） 极 １５ ９ ２年 由美 国科 学 家 查 尔 斯 （ｈ ｒ ｅｂ ） 工 作 中偶 烯 （Ｅ 交联 前 良好 的物 理机 械性 能、 好 的化 学稳 定性 Ｃ ａ Ｊ ｓｙ 在
（） 焊 时 ， 工 应遵 守焊 接 工 艺 ， 得 自由施 焊 及 ４施 焊 不
各个 工序 紧密 连接 ， 有 发 生任何 安 全 、 没 在焊道 外 的母材 上 引弧 。 焊缝表 面 不得 有裂 纹 、 瘤 、 焊 烧 吊装施 工期 间， 并且 具有 以下 几个 方面 的优 点 ： 穿、 弧坑 等缺 陷 ， 缝 出现裂 纹 时 ， 工不 得 擅 自处理 ， 质 量事 故 ， 焊 焊 应 查清 原 因， 出修补 工艺 后方 可处 理 。 定 焊接 完毕 ， 工 焊 应 清理焊 缝 表面 的熔渣 及两 侧 的 飞溅物 ， 查 焊缝 外观 检 质 量 ， 查合 格后应 在 工艺 规 定 的焊 缝 及部 位 打上 焊 工 检
广东建材 ２ １ 年第 ６ ００ 期
检测与监理

相一步 法硅烷 交联 工艺 。
硅烷交 联 可分 为两 个 过 程 ， 一 个 过 程 是 利 用 第 Ｄ Ｐ分解成游离基并作引发 剂把不饱 和硅烷分子和 聚 Ｃ
乙烯分子接枝， 产生活ｆ 生 硅烷基形成了俗称的 Ａ料 ； 第 二个过程是将 Ａ料与俗称为 Ｂ料 的催化剂在一定 的温
度下进行水解反应 ， 形成网状 Ｘ Ｐ ￣ Ｅ分子结构 。
０ 引 言
交联 聚 乙烯 （ Ｌ Ｅ） Ｘ Ｐ 因具 有优 良的物 理 机 械性 能、 电性 能及 方便 可靠 的加 工 性 能 已被 众 多 的 电缆 厂商所 青睐 。 众所周 知 ， 乙烯 （ Ｅ） 聚 Ｐ 具有 优 良的物 理 和化 学
为一步 法和二 步法 ， 目前 使 用 较 广 的是 二 步 法 和 固
ＣＨＥＮ ｅ ． ｏ。ＺＨＡＮＧ ｎ Ｗ ｎｂ Ｙｏ ｇ，ＬＩ Ｌ ｉ Ｎ ｅ ，ＺＨＡＮＧ ｎ Ｘｉ
（ｉ ｇｕＨ ｎ ｏｇＰ ｗ ｒ ａ ｌ Ｃ ． Ｌｄ ， ｊ ｎ １２４ ｈ ａ Ｊ ｎｓ ｅ ￣ ｎ ｏ ｅ ｂｅ ｏ ， ｔ． Ｗｕ ａｇ ５ ３ ，Ｃ ｉ ） ａ Ｃ ｉ ２ ｎ
性能， 且易于加工。但它熔Ｐ Ｅ的使用性能， 国内外
学 者研究 了不 同的改性方法 ， 交联是其 中的一 种 。 目前 ， 联 的方法 主要有 硅烷 交联 、 交 过氧 化物 交 联及 辐照交 联 。过氧 化物交 联 主要用 于 中高压 电缆 的生 产 ， 照交联 主要 用 于绝缘 较薄 的细线 生产 ， 辐 而
控制 以保证 最 终成 品的性 能 。
般 多 用 熔 体 指 数 （ ）为 ２ 的 低 密 度 聚 乙 烯 ＭＩ （ ）引 发剂用 量 的影 响 。常用 的引 发剂过 氧化 ２
（ Ｄ Ｅ） Ｌ Ｐ 树脂 。

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