电缆聚乙烯绝缘或护套表面缺陷的成因及解决

浅析如何解决钢带铠装外的聚乙烯外护套开裂问题江苏亨通电力电缆有限公司施学青聚乙烯是现代塑料中使用量最大的原材料之一。

由于它具有良好的机械强度、韧性及其优异的耐热性、绝缘和化学稳定性，目前已被广泛地应用于电线电缆、市话电缆的绝缘和护套上。

聚乙烯另一个优点就是具有较好的防水性能，因此在设计阻水电缆的结构时，常用聚乙烯材料作为电缆的护层。

有些客户根据电缆敷设的环境，要求电缆必须有较好的防水性能，不仅要求用聚乙烯材料作为电缆的内垫层，而且要求外护套材料也采用聚乙烯。

但是聚乙烯材料还有一个更为重要的缺点就是耐环境应力开裂差。

由于其材料本身的结构原因，使得它对外应力非常敏感，特殊情况下在很小的应力下短期发生开裂，影响材料的使用寿命。

我公司曾两次接到该类合同(YJY23 8.7/10kV 3*400)，在挤制聚乙烯外护套上收线盘后均在外层钢带的钢带边缘位置出现护套开裂现象，而与对方协商采用聚氯乙烯作为电缆的外护套。

那么钢带铠装外的聚乙烯外护套开裂是如何形成的，我个人认为有以下几点：一、挤出温度及冷却速度挤出温度对聚乙烯护套的性能有很大影响，温度太高不容易定型，太低会造成塑化不均，直接影响产品的力学性能及表面光洁度，所以挤出温度的设定显得尤为重要。

聚乙烯在高温拉伸下很易结晶，使材料脆化，在生产过程中，在很短的时间内聚乙烯从二百多度一下子进入几十度的冷水中，（冬天可能只有几度）外层先冷却后体积固定，内层后冷却收缩会产生微孔。

一些聚乙烯链段来不及调整就被冻结，使得护套的玻璃化温度很高，使护套在较大外力作用下开裂的几率上升。

因此采用低温挤出、水槽逐段冷却可以减小材料由于冷却温度而产生的脆性。

二、铠装表面平整度及护套厚度由于铠装外径大，电缆重，在生产外护套时只能采用挤管式或半挤管式进行挤出。

加上铠装层是由双层钢带间隙绕包而成，而像YJY23 8.7/10kV 3*400所用的钢带厚度为0.8mm，表面平整度差，经拉伸后包覆在铠装表面的护套的厚度不一致，拉伸过程可见左图：护套在拉伸过程中，从①经过②、③、④、⑤（一个循环）的护套厚度会发生很大变化，其中②、④两个点（即外层钢带的边缘部分）的护套厚度最薄，内部应力最为集中，是未来发生开裂的主要位置。

电缆聚乙烯绝缘或护套表面缺陷的成因及解决聚乙烯是性能优异的电缆绝缘和护套材料，具有优良的电气性能、低温性能、良好的化学稳定性和较小的密度等诸多优点，但同时也存在一些不足。

如：多数聚乙烯品种塑化温度高，如果加工工艺条件不当，就会产生表面缺陷，还易造成电缆在储存和使用中出现绝缘或护套开裂等。

就通常情况而言，当聚乙烯厚度较薄或加工温度较低时，因为冷却迅速、充分和均匀，一般出现问题少。

但在挤出厚度较大(如：电力电缆的护套厚度大多在2．0 mm以上，JKLY．1 0型电缆的绝缘厚度为3．4 mm)、挤出温度较高(如：线性低密度聚乙烯为l80—220℃，高密度聚乙烯为190～260℃)，若冷却工艺处理不当就容易出现问题。

聚乙烯加工工艺控制主要从塑化挤出和冷却两方面来控制。

聚乙烯成型加工温度宽，但在低温挤出时易形成熔体破裂，造成表面粗糙，光亮度差，还会产生残留的内应力，导致绝缘或护套后期的开裂。

因此聚乙烯挤出温度要适当高些，以保证充分塑化，塑化越好，其耐环境应力开裂性能就越优良。

但挤出温度的提高会对电缆表面质量带来了一些负面影响，易形成表面缺陷，影响电缆表面质量，严重时造成废品。

2 常见的表面质量问题线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯绝缘、护套生产中常见的表面缺陷主要有以下几种：(1)电缆表面出现凹坑(见图1)，有时连成一片形成凹凸不平的“核桃皮”状。

(2)电缆两侧对称位置沿轴向各形成一道类似刀刻的直线痕迹(见图2)。

(3)电缆表面出现散布的小坑，这些小坑形状有别于图l所示的凹坑，图l所示的凹坑是中部凹下去的，而这种坑是周边低于挤出层表面，中间却微微凸起，就像火山口中放了一个大馒头的形状(见图3)。

(4)电缆表面呈“鼓包”，严重时有一连几个，就象冰糖葫芦(见图4)，这种情况在l0 kV架空绝缘电缆上较多见。

--------------3 产生原因分析对上述几种表面质量问题产生的原因分析：(1)在实践中发现，上述第2节1的情况是聚乙烯从机头挤出后，在进入冷却水前有水滴溅落在线的表面。

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。

10 kV交联聚乙烯电力电缆常见故障原因分析及防范措施摘要：由于电缆线路具有运行维护简单，不受外界影响、占用空间及面积小、安全可靠，相比较架空线路有着极大的优越性。

因此，10 kV 交联聚乙烯电力电缆线路在城市配电网建设中得到了广泛应用。

但是，随着电缆线路的增加，电缆故障也逐年递增。

因此，为了提高电力电缆的供电可靠性和安全性，有必要进行电缆故障原因分析，并提出相应的预防措施。

关键词：10 kV交联聚乙烯电力电缆；原因分析；防范措施引言10kV交联聚乙烯电缆具有较强的载流能力和较高的热稳定性，在城市的电力线路应用中占主体，这对电缆接头连接的质量要求更高。

由于电缆线路连接位置是供电线路中的薄弱环节，容易发生故障，在长期运行中，各种电缆接头都会受到很大的热应力和短路电流的冲击。

因此，对电缆接头的机械性能和电气性能要求越来越高。

1.10kV电缆故障形成机理随着电力系统的更新和技术的发展，传统的架空线路在城市的发展过程中逐渐被电力电缆所取代。

然而，在实际应用过程中，电缆故障情况逐年递增，线路运行安全可靠性受到威胁。

从电力电缆的运行和维护实践经验来看，电缆头故障是电缆故障的主要原因。

其次，由于城市规划建设的需要，地下开挖导致电缆本体被破坏是另一个因素。

最常见的电缆头故障为电缆中间头故障，故障击穿放电点通常发生在外半导电层断口的位置，即电应力较为集中的位置。

在施工作业过程中，施工人员技能水平不足，环切外半导电层断口时伤及下层主绝缘，或应力管与半导电搭接不到位，导致电场分布不均匀形成电场畸变，使电缆留下安全隐患。

然而，在实际运行过程中，一旦这些部分反复遭受电压冲击并达到相应的水平，隐患点电场集中情况越来越严重，产生局部放电现象并逐步扩大，导致了电缆安全事故的发生。

2.10kV交联聚乙烯电缆故障原因分析由于受施工工艺、施工环境、运行环境、产品质量等因素的影响，10kV交联聚乙烯电缆头的故障原因也不同。

电缆头的连接管压接量不足或线耳安装紧固不到位，金属连接部位的接触电阻过大，温升较大。

电缆用高密度聚乙烯护套开裂问题的讨论文章介绍了高密度聚乙烯的性能及耐环境应力开裂性能，并对作为电缆护套料在使用过程中容易产生开裂的原因，开裂机理和危害展开分析，并提出合理的解决方案。

希望通过文章的分析，能够对相关工作提供参考。

标签：高密度聚乙烯；环境应力开裂；护套开裂；开裂机理前言高密度聚乙烯凭借着优良的机械强度、韧性及优异的耐热性、耐低温性能（最低使用温度-71℃～-100℃）、绝缘和化学稳定性，而且还具有良好的防水性能，已经被广泛用于电缆绝缘和护套。

但是聚乙烯有其自身缺陷，即耐环境应力开裂性能比较差。

有时在电缆加工过程或在使用敷设过程中，控制不当，都会导致电缆护套的开裂，影响电缆的使用寿命。

一般而言，当高密度聚乙烯护套用在光缆，通信电缆等小规格外径电缆时，由于厚度较薄，加工过程中。

但生产钢带铠装电缆外径比较大，护套厚度在2.5mm 以上。

如果在加工过程中，冷却不够或方法控制不当，就会在钢带间隙处产生裂纹和裂痕。

公司给内蒙古呼伦贝尔地区生产的一批YJY23 26/35kV 3×50电缆，在敷设过程中发现护套开裂，给客户和企业造成很大损失。

高密度聚乙烯护套开裂是困扰其作为电缆护套料的难题。

文章基于这个问题，根据实例对高密度聚乙烯护套开裂问题产生的原因、环境条件、开裂机理及危害进行分析，并提出合理的解决方案。

1 护套开裂问题的现象及危害文章对我厂生产的YJY23 26/35kV 3×50电缆出现的外护套开裂问题进行分析。

在成品电缆外护套，采用高密度聚乙烯作为护套料，在内蒙古呼伦贝尔地区（1月份当时环境温度-30℃）施工敷设中，电缆护套出现多处裂痕（如图1）。

后从电缆开裂护套的边缘取样检测，全部技术指标合格。

如图1在护套开裂处可以明显的看到里面的钢带。

对于这样的问题坚决不能放过，要找出问题的原因。

裂痕的危害：对护套裂痕直接造成电缆质量不合格，护套开裂会造成电缆进水，钢带腐蚀。

从而影响电缆的正常使用。

PAGE 061经验交流Experience Exchange电缆绝缘故障及解决方法■ 席娇娜 吴振远 吴士杰 冯成（江苏亨通线缆科技有限公司 江苏 吴江 215200）二十一世纪，随着我国电力行业的迅速发展，国民对电力市场的需求日益增加，但是在这个过程中逐渐暴露出的电缆故障问题也越来越多。

电缆绝缘故障是电缆故障中一个重要的问题，常见的造成绝缘故障的原因包括绝缘老化和生产导致的故障，所以讨论电力电缆的绝缘故障问题，能够有效减少电力事故，对电力电缆行业发展进步会产生很大的正面效果，本文主要讨论制造厂家生产和投入社会使用过程中电缆的绝缘故障及其解决方法。

In the 21st century, with the rapid development of China's electric power industry, the national demand for electric power market is increasing day by day. However, more and more cable faults are exposed in this process. Cable insulation fault is an important problem in the cable fault, common causes of insulation fault include insulation aging and production fault, so to discuss the insulation fault of power cable can effectively reduce power accidents, will have a great positive effect on the development of the power cable industry, This paper mainly discusses the insulation fault of cable in the process of manufacturer's production and social use and its solution.电缆绝缘 故障 老化 生产cable insulation; Fault; Aging; productionDoi:10.3969/j.issn.1673-5137.2021.03.008摘 要Abstract关键词Key Words１．　引言电缆绝缘是评定电缆质量的一个重要参数，根据电力系统中不同工作器件的用电特性，电线电缆的生产制造必须符合一定的绝缘性能，保证生产中绝缘性能可靠的因素主要有：绝缘偏心、绝缘系统伸率小、粘附力过大或过小等。

电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析电线电缆是传输电力或信号的重要设备，而绝缘材料和护套材料则是保障电线电缆正常工作的关键部分。

然而随着时间的推移，电线电缆中的绝缘材料和护套材料也会发生老化，导致其性能下降，甚至影响整个电线电缆的安全可靠运行。

对电线电缆中的绝缘材料和护套材料的老化进行分析十分重要。

本文将对电线电缆中常见的绝缘材料和护套材料的老化情况进行分析，并讨论其影响和预防措施。

一、绝缘材料的老化分析1. 电线电缆中常见的绝缘材料有聚乙烯（PE）、交联聚乙烯（XLPE）、交联聚氯乙烯（XLPE）、聚氯乙烯（PVC）等。

这些材料在长时间的工作中会受到环境温度、潮湿、紫外线、氧气和化学物质的影响，从而导致老化。

2. 绝缘材料的老化主要表现为机械性能和电气性能的下降。

机械性能包括拉伸强度、抗冲击性、弯曲性能等的减弱，而电气性能包括绝缘电阻、介电损耗等的增加。

这些老化现象会影响电线电缆的安全可靠工作。

3. 绝缘材料的老化是一个渐进过程，通常经过数十年的使用后才会显现出严重的老化症状。

在生产、安装和使用过程中，需要密切关注绝缘材料的老化情况，定期进行检测和评估，以确保电线电缆的安全运行。

2. 护套材料的老化会导致电线电缆的机械保护性能下降。

特别是在户外暴露的电线电缆中，经常受到紫外线和氧气的影响，从而加速了护套材料的老化。

这样的老化状况会影响电线电缆的使用寿命和安全性能。

三、绝缘材料和护套材料的老化影响及预防措施1. 老化绝缘材料和护套材料会影响电线电缆的安全运行，增加了电线电缆的故障风险。

为了预防老化给电线电缆带来的安全隐患，需要加强对绝缘材料和护套材料的质量控制，确保其符合相关的标准和规范。

2. 定期对电线电缆中的绝缘材料和护套材料进行检测和评估，对老化严重的电线电缆及时更换或修复，以延长电线电缆的使用寿命。

3. 在设计和安装电线电缆时，应考虑到绝缘材料和护套材料的老化特性，选择适合的材料和结构，提高电线电缆的抗老化能力。

电缆绝缘表面产生凹凸不平、鼓包的原因？解决方法？电缆绝缘表面产生凹凸不平、鼓包的原因？解决方法？聚乙烯（PE）是非极性材料，具有良好的电性能，但其分子结构呈线性，挤包成绝缘层后易开裂。

交联技术是PE改性的主要手段之一，交联后的PE可显著地提高其耐环境应力、使用温度及在高温下的力学性能。

作为PE交联方法之一的硅烷交联，使PE分子间形成C-Si-O-Si-C的交联网络，目前以其简单、经济和优越的性能而在低压电缆生产中被电缆制造商所推崇。

由于不同生产厂家的硅烷交联电缆料采用的挤出温度、挤出速度和交联速度等加工工艺不尽相同，对低压电缆绝缘线芯挤出表面质量的影响也较大。

本文就生产硅烷交联聚乙烯绝缘线芯过程中出现的表面凹凸不平、鼓包问题进行分析，并提出解决办法和控制对策。

1产生的原因1.1生胶现象交联绝缘线芯在生产过程中有时会出现生胶现象，也称为绝缘僵块或硬块。

产生这种现象的原因主要是：1）机颈或机头的温度不够，造成内部局部冷胶产生；2）因为机身温度或剪切力不够而引起的局部塑化不好；3）当过滤网的衬垫不到位，最终影响到交联绝缘料的挤出压力，也会产生生胶，使绝缘线芯表面出现凹凸的硬块。

1.2老胶现象交联绝缘线芯在出产过程中有时会出现老胶现象，也成为预交联，是因为交联料挤出时机头温度过高或交联料历久停留在流道内的死角所引起的，该老胶呈琥珀色，停留时间越长，其颜色越深，温度越高其颜色也越深。

一般产生老胶的原因有：1）挤出速度过快，螺杆转速越快，螺筒内交联料剪切作用力越强烈，这样使机身局部温度升高，导致老胶现象产生；2）交联绝缘料在机筒内停留时间过长，有一部分绝缘料产生过早交联，这样线芯在出模时就造成了表面凹凸不平。

3）过滤网衬垫位移造成分流板处的胶料压力分布不均匀，形成流道死角，这种情况下也会产生老胶，同时也有可能因过滤网失去部分过滤的作用，经过长时间出产后，也会使积累在螺杆头上的老胶在挤出时被带出，在绝缘层内混入老胶杂粒，造成绝缘线芯出现质量题目。