FZ-WDZC-FSY-YJV62-26/35KV-1×120-40℃~105℃电缆的老化性能需结合其材料特性、结构设计和测试标准综合分析,以下为关键要点:
一、材料特性与老化机制
交联聚乙烯(XLPE)绝缘层
XLPE通过化学或物理交联技术,将线性聚乙烯分子转化为三维网状结构,显著提升耐热性、机械强度和耐环境应力开裂能力。其长期工作温度可达90℃,短期耐温上限为105℃,在高温下仍能保持结构稳定性。
老化过程中,XLPE可能发生氧化降解或热裂解,导致分子链断裂、交联密度变化,进而影响机械性能(如抗拉强度下降、伸长率降低)和电气性能(如绝缘电阻降低)。
非磁性钢带铠装层
钢带铠装提供机械保护,但金属材料在潮湿或腐蚀性环境中可能发生锈蚀,需通过镀层(如镀锡)或护套材料(如聚氯乙烯)隔离以延缓老化。
低烟无卤阻燃护套
护套材料需满足阻燃、低烟、无毒要求,但在长期热老化或紫外线照射下可能发生降解,导致表面开裂或机械性能下降。
二、老化性能测试标准与要求
热老化试验
依据IEC 60811或GB/T 2951标准,电缆需在高温烘箱中加速老化(如135℃×168h),测试老化前后抗拉强度、断裂伸长率的变化率。要求老化后伸长率保留率≥50%,抗拉强度保留率≥70%。
热寿命评定
通过Arrhenius方程推算电缆寿命,建立温度与寿命的线性关系曲线。例如,90℃下设计寿命25年的电缆,其105℃下的加速老化数据需符合寿命曲线预测。
耐环境应力开裂(ESC)
针对XLPE绝缘层,需测试其在化学介质或机械应力下的开裂敏感性,确保在复杂环境中长期可靠性。
三、实际运行中的老化影响因素
温度
长期工作温度90℃接近XLPE的极限,需避免局部过热(如接头处)。短期过载(如短路)可能导致温度升至250℃,需限制持续时间(≤5s)以防止绝缘熔融。
机械应力
铠装层可承受一定拉力和压力,但弯曲半径需≥20倍电缆外径(单芯)或15倍(三芯),过小弯曲半径可能导致内部结构损伤。
环境因素
紫外线、潮湿、化学腐蚀可能加速护套老化,需选择耐候性材料或增加防护层。
四、老化性能提升措施
材料优化
采用抗老化添加剂(如抗氧化剂、紫外线吸收剂)或改性XLPE(如硅烷交联)提升耐热性和耐候性。
结构设计
增加铠装层厚度或采用多层护套结构,提高机械保护能力。优化导体屏蔽和绝缘屏蔽设计,减少电场集中导致的局部老化。
安装与维护
严格遵守弯曲半径要求,避免机械损伤。定期检测绝缘电阻和护套完整性,及时更换老化电缆。
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