Ролята на антиоксидантите за повишаване на живота на изолираните кабели с омрежен полиетилен (XLPE)
Кръстосано омрежен полиетилен (XLPE)е първичен изолационен материал, използван в кабели със средни и високо напрежение. През целия си оперативен живот тези кабели срещат различни предизвикателства, включително различни климатични условия, температурни колебания, механично напрежение и химически взаимодействия. Тези фактори влияят колективно на издръжливостта и дълголетието на кабелите.
Значение на антиоксидантите в XLPE системи
За да се осигури разширен експлоатационен живот за XLPE-изолирани кабели, избирането на подходящ антиоксидант за полиетиленовата система е от решаващо значение. Антиоксидантите играят основна роля за защита на полиетилен от окислително разграждане. Чрез бързо реагиране със свободни радикали, генерирани в материала, антиоксидантите образуват по -стабилни съединения, като хидропероксиди. Това е особено жизненоважно, тъй като повечето процеси на кръстосано свързване за XLPE са на базата на пероксид.
Процесът на деградация на полимерите
С течение на времето повечето полимери постепенно стават чупливи поради продължаващото разграждане. Краят на живота на полимерите обикновено се определя като точката, в която удължаването им при счупване намалява до 50% от първоначалната стойност. Отвъд този праг, дори незначителното огъване на кабела може да доведе до напукване и повреда. Международните стандарти често приемат този критерий за полиолефини, включително омрежени полиолефини, за да оценят материалите.
Модел на Arrhenius за прогнозиране на живота на кабела
Връзката между температурата и живота на кабела обикновено се описва с помощта на уравнението на Арсений. Този математически модел изразява скоростта на химическа реакция като:
K = d e (-ea/rt)
Къде:
К: Специфична скорост на реакция
D: Константа
EA: Енергия за активиране
R: Boltzmann Gas Constant (8.617 x 10-5 EV/K)
T: Абсолютна температура в Келвин (273+ температура в ° C)
Пренаредено алгебрично, уравнението може да бъде изразено като линейна форма: y = mx+b
От това уравнение енергията на активиране (EA) може да бъде получена с помощта на графични данни, което позволява прецизни прогнози за живота на кабела при различни условия.
Ускорени тестове за стареене
За да се определи живота на XLPE-изолирани кабели, тестовите образци трябва да бъдат подложени на ускорени експерименти за стареене при минимум три (за предпочитане четири) различни температури. Тези температури трябва да обхващат достатъчен диапазон, за да установят линейна връзка между времето до отказ и температура. По-специално, най-ниската температура на експозиция трябва да доведе до средно време до край от поне 5000 часа, за да се гарантира валидността на данните за теста.
Чрез използването на този строг подход и подбор на високоефективни антиоксиданти, оперативната надеждност и дълголетието на XLPE-изолирани кабели могат да бъдат значително подобрени.
Време за публикация: 23-2025 януари