電線電纜絕緣及護(hù)套材料的技術(shù)分析及對(duì)策

趙艷群

上海微譜化工技術(shù)服務(wù)有限公司青島分公司 山東青島 266000

1 電線電纜絕緣影響因素

目前電力系統(tǒng)的建設(shè)上需要關(guān)注相關(guān)的質(zhì)量安全問(wèn)題，而對(duì)于電線電纜來(lái)說(shuō)在實(shí)際的使用上會(huì)存在有關(guān)的因素影響了實(shí)際絕緣效果。

當(dāng)前在電線電纜的實(shí)際使用上為了保證其可能出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題，就要針對(duì)各種因素進(jìn)行全面合理的安排，影響電線電纜發(fā)生絕緣故障的因素主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①機(jī)械能問(wèn)題，電線電纜絕緣材料的使用上為較為輕薄的材料，所以在當(dāng)前的實(shí)際使用上要考慮具體的機(jī)械能問(wèn)題，如果受到機(jī)械能的具體破壞，導(dǎo)致外部絕緣層出現(xiàn)損壞，最后使得絕緣體出現(xiàn)抗張強(qiáng)度和變化率的改變，影響了整體的使用效果。②在當(dāng)前的相關(guān)設(shè)計(jì)上，需要完成相關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，對(duì)于電線電源來(lái)說(shuō)，絕緣厚度、護(hù)套厚度和絕緣的偏心度都是需要考慮的，如果各種實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)尺寸的不合格，降低的整體的絕緣性能，最后引發(fā)了故障問(wèn)題發(fā)生[1]。

2 外護(hù)套材料主要性能的分析

2.1 電性能

在20℃時(shí)，PE（防蟻PE）、半硬質(zhì)PVC材料、軟PVC對(duì)應(yīng)的體積電阻率分別為≥1×1014Ω/m、≥5×1014Ω/m、≥1×1012Ω/m；以上3種防護(hù)材料對(duì)應(yīng)的介電強(qiáng)度依次為≥25kV/mm、≥20kV/mm、≥20kV/mm。

由此可見，PE護(hù)套材料的電性能優(yōu)良，其介電強(qiáng)度≥25kV/mm，體積電阻率≥1014Ω/m，這提示該種材料隨著環(huán)境溫度的改變而體積電阻率不會(huì)出現(xiàn)明顯變動(dòng)。而對(duì)于PVC類材料，溫度的上升，其體積電阻率有持續(xù)降低的趨勢(shì)，將其作為高壓電纜的絕緣材料，20℃對(duì)應(yīng)的絕緣電阻大概是40℃時(shí)的16倍[2]。

2.2 光老化

PE材料光老化發(fā)生的概率相對(duì)較大，PE自身無(wú)吸收光線的基團(tuán)，其出現(xiàn)光氧降解的成因是由于聚合物合成與加工環(huán)節(jié)中體內(nèi)殘余少量過(guò)渡金屬與誘發(fā)劑殘基，或聚合物鏈被含有微量過(guò)氧化氫基團(tuán)等。

以上生色基團(tuán)會(huì)對(duì)紫外光形成強(qiáng)吸收作用，促進(jìn)聚合物光氧降解反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，造成PE護(hù)套在有紫外線照射的環(huán)境條件下出現(xiàn)裂痕。黑色PE類護(hù)套材料內(nèi)有炭黑，著色是其基礎(chǔ)作用，其對(duì)紫外線還能具有良好的吸收功效。彩色的PE護(hù)套材料中無(wú)炭黑，因此在生產(chǎn)制造過(guò)程中應(yīng)混合適量UV穩(wěn)定劑，其對(duì)護(hù)套光老化過(guò)程能形成較明顯的抑制作用。但最近幾年中有實(shí)踐指出，即便是彩色PE防護(hù)套中加入U(xiǎn)V穩(wěn)定劑，在陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間的暴曬作用下，該類PE護(hù)套也很難符合電纜的壽命要求，這提示UV穩(wěn)定劑具有一定時(shí)效性。

3 電線電纜絕緣材料及護(hù)套材料的重要性

在電線電纜企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，由于電線電纜絕緣材料以及護(hù)套材料在整個(gè)材料的總成本不到20%，因此很多電線電纜企業(yè)往往都忽視了絕緣材料以及護(hù)套材料的重要性，那么質(zhì)量也極其容易被忽視，從而便導(dǎo)致了在供應(yīng)商的選擇上，材料型號(hào)的選擇以及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方面存在著很大的漏洞。實(shí)際上，絕緣材料以及護(hù)套材料質(zhì)量決定了電線電纜的絕緣性能，耐環(huán)境條件性能以及抗老化性能。

因此，在電信電纜的產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，70%的檢驗(yàn)應(yīng)在電線電纜絕緣材料以及護(hù)套材料的質(zhì)量檢驗(yàn)相關(guān)。而絕緣材料以及護(hù)套材料的質(zhì)量不易控制。電線電纜絕緣材料以及護(hù)套材料的檢驗(yàn)需要用專門的設(shè)備來(lái)進(jìn)行，而樣品的制備過(guò)程也相當(dāng)復(fù)雜，而且部分的性能測(cè)試檢驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)十天左右。因此，絕緣材料以及護(hù)套材料的質(zhì)量問(wèn)題不易控制。而實(shí)際上若是能夠做好成品的檢驗(yàn)以及供應(yīng)商的管理工作后，絕緣材料以及護(hù)套材料的質(zhì)量問(wèn)題是可以得到有效的控制的。所以有效的提高絕緣材料以及護(hù)套材料的質(zhì)量問(wèn)題是提高電線電纜質(zhì)量的重要基礎(chǔ)[3]。

4 電線電纜絕緣與護(hù)套材料的技術(shù)分析及對(duì)策分析

運(yùn)用材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料實(shí)施管理，是保證材料質(zhì)量，提升產(chǎn)品生產(chǎn)合格率的有效途徑。在進(jìn)行絕緣、護(hù)套生產(chǎn)時(shí)，所運(yùn)用的無(wú)鹵低煙聚烯烴以及聚氯乙烯等材料，都擁有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較為權(quán)威，在進(jìn)行材料采購(gòu)時(shí)，只要滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求即可購(gòu)買。在材料生產(chǎn)中，PVC 是較為常見的原材料。從 PVC絕緣來(lái)看，所有標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的材料型號(hào)并不相同，存在著一定的差異，象在 GB/T5023—2008標(biāo)準(zhǔn)中，材料型號(hào)分別為PVC/D、PVC/C 以及 PVC/E 等。現(xiàn)階段，企業(yè)在進(jìn)行 PVC絕緣采購(gòu)時(shí)，通常會(huì)將 GB/T8815—2008作為主要采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，絕緣材料主要分為 J-70、J-90、JGD-70等幾類。

在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用時(shí)需要注意，雖然該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)為工作溫度等內(nèi)容提供了參考性內(nèi)容，但標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)方式、材料型號(hào)以及試驗(yàn)項(xiàng)目等方面，都存在著一定出入。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行材料篩選與驗(yàn)收時(shí)，需要按照材料標(biāo)準(zhǔn)與供應(yīng)商簽訂采購(gòu)合同，并要以此為基礎(chǔ)，按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品展開科學(xué)選擇，做好工藝性能分析，以為產(chǎn)品生產(chǎn)挑選出最為符合的生產(chǎn)原材料。

5 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)需要做好產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、材料問(wèn)題差異分析，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)理清自身生產(chǎn)、發(fā)展思路，做好產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，確保工藝驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及材料選型等工作開展質(zhì)量都達(dá)到最佳。要以保證產(chǎn)品質(zhì)量為基礎(chǔ)，科學(xué)展開產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格設(shè)計(jì)的同時(shí)，做好材料篩選以及加工工藝應(yīng)用等一系列工作，

實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)能耗以及投入成本的有效控制，保證電線電纜絕緣和護(hù)套材料的質(zhì)量。