塔博士课堂丨交联聚乙烯绝缘料在电线电缆中的地位
发布时间:2020-06-12

交联聚乙烯电缆用绝缘料(简称XLPE)是以电缆专用低密度聚乙烯(LDPE)为基础树脂,加入过氧化物体系,抗氧化物体系等,经特殊的工艺制成的电缆绝缘料。


03
交联聚乙烯电缆的优势


表l  聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯电性能比较


项目

普通PE

普通PVC

交联聚乙烯

体积电阻率(Ω·m)

1014

1012

1015

介电强度(kV/mm)

25

20

35

介电损耗角正切

<0.0005

0.05-0.15

<0.0005

介电常数

2.26-2.4

5.0

2.3

电性能

交联聚乙烯的电气性能优于聚氯乙烯。聚氯乙烯的介质损耗较大,因而不适用于高频和高压的场合,用于低压电力电缆的聚氯乙烯因温升载流量低,传输容量小、过载能力差等原因,在一些大城市的电力部门正逐步被交联聚乙烯电缆所取代。

机械性能

交联聚乙烯是聚乙烯受到高能射线或交联剂的作用,在一定条件下从线性分子结构转变成体形三维结构,同时由热塑性塑料转变成不溶不熔的热固性塑料。



表2 聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯机械性能比较


项目

普通PE

普通PVC

交联聚乙烯

密度(g/cm3

0.92

1.4

0.92

长期工作温度(℃)

75

70

90

瞬间短路温度(℃)

150

135

150

断裂伸长率(%)

≥400

≥150

≥400

抗拉强度(MPa)

14

15

20

耐候性

一般

耐老化性

一般

一般

优良

耐油性

一般

一般

低温脆化性

一般

一般

1) 交联聚乙烯与热塑性聚乙烯比较,提高了耐热变形性,改善了高温下的力学性能,改进了耐环境应力龟裂与耐热老化性能,增强了耐化学稳定性和耐溶剂性。绝缘电阻高,介质损耗角正切小,基本上不随温度的改变而改变,保持了原来的电气性能。所以使用了交联聚乙烯可使电缆的长期工作温度从70℃提高到90℃。

2) 交联聚乙烯较热塑性聚乙烯有一个明显的优点就是加入了大量的填充料而不显著降低其伸长率。因此,在1kV及以下电缆所用的交联聚乙烯中常常加入大量的粉料以降低其生产成本或获得某些特殊性能。

3) 交联聚乙烯与聚氯乙烯比较,XLPE抗热变性比PVC好,抗过载能力强。XLPE短路运行温度最高可达250℃。而PVC耐热性差,其80℃持续4h其变性可达50%。当电缆过载运行时易造成绝缘老化及软化变性而引起击穿,PVC老化引起电缆火灾事故占电火灾事故总数的50%。


02
环保方面


聚氯乙烯电线电缆在发生断路或火灾时,会释放出大量含卤化氢气体的浓烟,使人找不到逃生的路线,以致使人窒息而死亡。同时,卤化氢气体还会对周围环境设施造成损害,这就是我们所说的“二次灾害”。随着“绿色环保”概念的推出,低烟无卤阻燃电缆绝缘和护套材料已成为今后电线电缆行业发展的目标。