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                        关于电缆交联的方式,什么是化学交联?

                        日期:2020/10/18 10:39:50  作者:天津金山线缆  来源:销售处

                         天津金山电缆销售处:关于电缆交联的方式有哪几种,什么是化学交联?电缆的交联方式有三种,分别是惰性气体交联―干法化学交联、硅烷化学交联―温水交联、辐照交联―物理交联。前两种都称为化学交联。

                        电缆的交联方式之化学交联的优势是成本低,不需要投入大量的资金购买设备,只需要采购相应的交联剂,即可生产交联电线电缆产品。第三种物理交联方式即辐照交联,需要用到高能电子束设备。

                        交联电缆

                        交联的方式分为两大类,即化学交联和物理交联。而化学交联又分为干法交联和温水交联 二种。干法交联的方法是在温度达300-400℃的高压气体中,经过一定的时间使聚乙烯分子链交联。在此状况下,氢氧化物已分解为金属氧化物和水,因此电缆表面将出现裂纹及水泡,所以干法交联的方法是不可用于低烟无卤材料的。

                        温水交联的方法是将电线电缆置于90℃的温水中浸泡5至7小时,在此状况下,氢氧化物将吸收大量的水份,导致绝缘电阻下降,直接影响到电缆的综合性能。

                        物理交联又称辐照交联,是利用电子加速成器产生的高能量电子束流,轰击绝缘层及护套,将高分子链打断,被打断的每一个断点称为自由基。自由基不稳定,相互之间要重新组合, 重新组合后由原来的链状分子结构变为三维网状的分子结构而形成交联,此交联方式既无高温又无水,既能使聚烯烃交联,又不影响阻燃性能和电气性能,所以低烟无卤聚烯烃材料只能采用辐照的方式交联,别无选择。

                         

                        目前市场交易的交联料有以下三种:化学交联(硅烷交联);温水交联;辐照交联;化学交联和温水交联一般用于中压缆(电力缆),它是以PE为基料,加上交联引发剂+抗氧剂+润滑剂等加工助剂混合而成;温水交联是将电线做好后放入存有温水的水池中泡煮从而进行交联,这类工艺操作比较麻烦,现在很少在使用。大部分做中压缆的厂家都会选硅烷交联料。硅烷交联料目前有两种:一步法和两步法。一步法是将各种材料直接混合一起不经过挤出造粒,直接打包交予客户,客户使用时造粒和挤出同步进行,线缆制成后自然交联。两步法是:造粒厂将电缆料制成A料和B料两种,A料和B料里面分别加有引发剂,客户在使用时将A料和B料混拌在一起进行挤出,制成的线缆自然交联。这类料制成的线缆一般线径比较大,其外被用PVC或低烟无卤,大家碰到这类客户留意这点;而我司目前批量销售的是辐照交联料,这种料是用EVA+PE+引发剂+抗氧剂+助剂混合而成,客户制成线缆后要进行电子加速器进行照射进行交联,这类料制成的线缆线径比较细,如:电子线;汽车线,机车缆,光伏缆,布电线等等;一般绝缘和护套都会使用到,执行的标准:JB/T10436-2004机械部和UL。价格也比硅烷交联料要高许多。以上的三种交联料属于热固型,主要目的起到耐温能力和耐刮磨性。以上大家顺便知悉。

                         

                        辐照交联低烟无卤耐热电线电缆的综合性能

                        电气性能

                        绝缘电阻常数(90℃):17.6MΩ.km。

                        阻燃性能(无卤、低烟特性)

                        a. 氧指数为38。

                        b. 电缆燃烧时气体逸出试验:绝缘PH 值为6.74;绝缘电导率为1.18。

                        c. 电缆燃烧时烟浓度试验(透光率):97%。

                        机械物理性能(耐高温特性)

                        a. 135℃、168h 空气箱老化试验:老化后抗张强度保留率为106%;老化后断裂伸长率保留率为90%。 b. 延伸试验(200℃.15min ):负载下伸长率为≤175%;冷却后永久变形率为≤15%。

                        辐照交联电缆

                        备注:保留率-如果物体原来的抗张强度为10公斤/cm2,老化后的抗张强度为10.6公斤/cm2 ,此物体老化后的抗张强度保留率为106%。

                        低烟无卤阻燃聚烯烃电缆 : 低烟无卤阻燃聚烯烃电缆在火焰燃烧情况下产生极少烟雾,释放的气体不含卤元素,无毒(低毒)。当火灾发生时,可大大减少对仪器、设备对人体的危害,因而被广泛用于高层建筑、医院、大型图书、体育馆、防灾指明挥调度楼、车站和民用机场、旅客候车室、重点文物保护场以及地铁、地下商场或人工密集的公共场所。

                         

                        辐照交联低烟无卤电线电缆简易识别方法

                        辐照交联低烟无系列电线电缆自一九九八年试制成功并于二零零四年被授予《发明专利证书》(专利号ZL 02 1 16893.8)后以其独特的综合电气物理性能得到广大电工、电器从业人员的广泛认同并在北京人民大会堂、北京奥运主体工程等一系列国家大型标志性建筑中得到应用,表现出良好市场前景。

                        然而令人担忧的是近来发现一些仿制甚至假冒该产品的现象,严重威胁重点建设项目的工程质量和工程形象。本人也多次接到有关人员的咨询,询问如何在从业过程是简易识别辐照交联低烟无卤系列电线电缆。现就有关各方咨询意见和本发明人在研发过程的的一些经验作一些总结,供业内人士参考:

                        1、产品名称区别:该产品全称为:电缆----辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯绝缘低烟无卤阻燃聚乙烯护套电力电缆;电线---辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯绝缘电线电缆。仿制品一般情况下名称都会有一点区别,如辐照交联聚乙烯绝缘低烟无卤护套阻燃电力电缆等等。

                        2、剥开电缆线芯,用二十瓦电烙铁烫一下绝缘层应该没有明显凹陷,如果有较大凹陷刚说明绝缘层使用的材料或者工艺存在缺陷;或者用打火机燃烧,正常情况应该是较难点燃,长时间燃烧后电缆的绝缘层仍然比较完整,没有浓烟和刺激性气味,直径有所增加。如很容易点燃,则可以认定电缆的绝缘层没有使用低烟无卤材料(很可能是聚乙烯或者交联聚乙烯);如有较大烟雾则说明绝缘层使用的是含卤材料;如果长时间燃烧后绝缘表面脱落严重,直径没有明显增加,说明没有进行合适的辐照交联工艺处理。

                        3、热水浸泡:把线芯或者电缆放在90℃的热水中浸泡,正常情况下绝缘电阻不会急速下降并保持在0.1兆欧公里以上。如绝缘电阻急速下降甚至于低于0.009兆欧公里, 则说明没有经过合适的辐照交联工艺处理。(聚乙烯或者交联聚乙烯绝缘不适用此方法辩别,可以用上述第二条的方法进行辩别)。

                        4、密度比较:低烟无卤材料密度比水大。可以剥下少许绝缘层放入水中,浮在水面上方的一定不是低烟无卤材料。 为此,世界先进国家纷纷推出无卤低烟阻燃材料替代产同的PVC ,并制定了相关的标准,欧美,日本已经在民用电线中全面推广。我们国家也制定了相应的标准,如国家制定了GB/T19666-2005 《阻燃和耐火电线电缆通则》,国家公安部制定了GA306.1-2001 《阻燃及耐火电缆:塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》,机械工业部制定了JB/T 10491-2004 《额定电压450、750V 及以下交联聚合物绝缘电线和电缆》,上海市制定了工程建设规范DGJ08-93-2002 J10166-2002) 《民用建筑电线电缆防火设计规程》等系列标准,低烟无卤阻燃电线已经在机场、地铁、大型建筑、政府工程中大量采购。

                         

                        交联电缆工艺性能

                        2017-12-03

                        一、概念

                        交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料。最常用的材料为交联聚乙烯(XLPE )。交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯(PE )材料通过特定的加工方式,使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。使得长期允许工作混充由70℃ 提高到90℃ (或更高),短路允许温度由140℃ 提高到250℃ (或更高),在保持其原有优良电气性能的前提下,大大地提高了实际使用性能。

                         

                        二、交联工艺方式

                        目前电缆行业生产交联电缆的工艺方式分为三类:第一类 过氧化物化学交联,包括饱合蒸气交联、

                        惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联,国内均采用第二种即干法化学交联;第二类 硅烷化学交联;第三类 辐照交联。

                        1、惰性气体交联――干法化学交联

                        采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料,通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层――

                        绝缘屏蔽层的挤出后,连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。传热媒体为氮气(惰性气体),交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV 级。

                        2、硅烷化学交联――温水交联

                        采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料,通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后,将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-95℃ 热水中进行水解交联,由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。一般最高电压等级仅达10KV 。

                        3、辐照交联――物理交联

                        采用经过改性的聚乙烯绝缘料,通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层

                        的挤出后,将冷却后的绝缘线芯,均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。辐照交联电缆料中不加入交联剂,在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层,通过能量转换产生交联反应的,因为电子带有很高的能量,而且均匀地穿过绝缘层,所以形成的交联键结合能量高,稳定性好。表现出的物理性能为,耐热性能优于化学交联电缆。但由于受加速器能量级的限制(一般不超过3.0Mev 电子束有效穿透厚度为10mm 以下,考虑几何因数,生产电缆的电压等级仅能达到10KV ,优势在6KV 以下。

                         

                        三、辐照交联电缆特性,什么是化学交联。

                        电缆绝缘材料的老化寿命主要取决于其热老化寿命,它是在热作下绝缘材料内所发生的热氧氧化、热裂解、热氧化裂解,缩聚等化学反应的速度所决定的,因此绝缘材料的热老化寿命直接影响着电缆的使用寿命,按照化学反应动力学推导及人工加速热老化试验测得的(20-30年)辐照交联电缆长期允许工作温度为:

                        1、电力电缆 YJV 0.6/1KV 116℃

                        若按额定工作温度105℃ 推导,其热老化寿命超过60年。

                        若按额定工作温度90℃ 推导,其热老化寿命超过100年。

                        2、架空绝缘电缆 JKLYJ 10KV 122℃

                        架空绝缘电缆在露天空中敷设,绝缘材料的耐环境及耐辐射性更显重要。辐照交联绝缘材料要经

                        过辐照加工,其本身就具有很好的耐辐射能力,交联生产过程中所施加的辐照剂量距其破坏

                        剂量留有很大安全裕度。聚乙烯辐射破坏剂量为1000KGY ,而加工剂量约为200KGY ,加之特殊配方改进,在相当宽的范围内仍是受辐射交联状态,所以在较长的前期使用过程中受到辐射其性能会有所提高。

                        四、什么是化学交联,常用塑料绝缘电缆性能对比:

                        目前在电缆生产中,最常用的绝缘塑料有聚乙烯和聚氯乙烯,其中聚乙烯材料具有更好的电气性能及较好的交联性,因此而发展了多种工业交联生产工艺,化学交联和辐照交联。除下表性能以外,在生产和敷设过程中,目前所常用的交联电缆的绝缘层都表现为硬度和强度较大(常温下),特别是比聚氯乙烯绝缘剥离难度增大。由于辐照交联电缆的交联性能最好、交联度最高,相对而言剥离强度也最大。如果交联电缆绝缘层的剥离比较容易(类似于聚氯乙烯),那必然是交联度不够或没有交联。通常情况下,温水交联工艺生产的交联电缆,出现交联度不够的情况较多,原因是该类产品本来交联度就相对较低,而且交联工艺非连续、不能自动控制,受人为因素影响很大,容易发生欠交联。

                        以上是由金山为您整理的关于化学交联的相关知识。

                         


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