Роль антиоксидантів у підвищенні тривалості життя зшитого поліетилену (XLPE) ізольованих кабелів
Зшитого поліетилену (XLPE)є первинним ізоляційним матеріалом, що використовується в середніх та високостільних кабелях. Протягом усього їх оперативного життя ці кабелі стикаються з різноманітними проблемами, включаючи різні кліматичні умови, коливання температури, механічне напруження та хімічні взаємодії. Ці фактори колективно впливають на довговічність та довговічність кабелів.
Важливість антиоксидантів у системах XLPE
Для забезпечення розширеного терміну служби для XLPE ізольованих кабелів, має вирішальне значення для вибору відповідного антиоксиданту для поліетиленової системи. Антиоксиданти відіграють ключову роль у захисті поліетилену проти окислювальної деградації. Швидко реагуючи з вільними радикалами, що утворюються в матеріалі, антиоксиданти утворюють більш стійкі сполуки, такі як гідропероксиди. Це особливо важливо, оскільки більшість зшивання процесів для XLPE на основі перекису.
Процес деградації полімерів
З часом більшість полімерів поступово стають крихкими через постійну деградацію. Кінець життя для полімерів, як правило, визначається як момент, коли їх подовження при розриві зменшується до 50% від початкового значення. Поза цим порігом навіть незначне згинання кабелю може призвести до розтріскування та відмови. Міжнародні стандарти часто приймають цей критерій для поліолефінів, включаючи зшиті поліолефіни, для оцінки продуктивності матеріалу.
Модель Arrhenius для прогнозування кабельного життя
Зв'язок між температурою та тривалістю життя кабелю зазвичай описується за допомогою рівняння Арренія. Ця математична модель виражає швидкість хімічної реакції як:
K = d e (-ea/rt)
Де:
К: Конкретна швидкість реакції
Д: Постійний
EA: Енергія активації
R: постійна газова константа Boltzmann (8.617 x 10-5 ev/k)
T: Абсолютна температура в Кельвіні (273+ темп в ° C)
Переставлений алгебраїчно, рівняння можна виражати як лінійна форма: y = mx+b
З цього рівняння енергія активації (EA) може бути отримана за допомогою графічних даних, що дозволяє точно прогнозувати термін експлуатації кабелю в різних умовах.
Прискорені тести на старіння
Для визначення терміну експлуатації XLPE-ізольованих кабелів тестові зразки повинні піддаватися прискореним експериментам старіння як мінімум три (переважно чотири) чіткі температури. Ці температури повинні охоплювати достатній діапазон для встановлення лінійної залежності між часом та температурою. Зокрема, найнижча температура опромінення повинна призвести до середнього часу в кінці часу щонайменше 5000 годин, щоб забезпечити обгрунтованість даних випробувань.
Використовуючи цей суворий підхід та вибираючи високоефективні антиоксиданти, експлуатаційну надійність та довговічність кабелів ізольованих XLPE можуть бути значно підвищені.
Час посади: 23-2025 січня