萃取法測試交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)度若干問題的商榷趙暉1,臧德峰1,李平德1（1.特變電工山東魯能泰山電纜有限公司,山東新泰271200Email:sdzhaohui5919@）摘要：交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜是國內(nèi)外廣泛使用的一種聚合物電纜，具有優(yōu)良的介電性質(zhì)。XLPE電纜絕緣的性能主要取決于XLPE的交聯(lián)度等。本文針對萃取法測試 XLPE交聯(lián)度存在的問題，進行了商榷，并利用XLPE電纜絕緣層熱延伸試驗方法，分別對15kV、35kV、66kV、110kV、220kVXLPE電纜絕緣層的交聯(lián)度和熱延伸進行了測試。通過以上兩種試驗數(shù)據(jù)對比分析，驗證XLPE交聯(lián)度測試存在的問題，并討論了兩種測試方法之間的內(nèi)在聯(lián)系，認為 XLPE電纜絕緣在擠出、交聯(lián)和冷卻三階段的溫度分布，對其交聯(lián)度的影響較大。因此，我們在實際生產(chǎn)中，需要嚴格控制交聯(lián)生產(chǎn)線的工藝參數(shù)（溫度、車速等） ，進一步改善XLPE電纜絕緣的交聯(lián)性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：XLPE電纜交聯(lián)度萃取法1引言XLPE電纜最早是由美國GE公司在1957年開發(fā)的。我國的XLPE電纜的研究和生產(chǎn)起步較晚，而發(fā)展卻非常迅速。我們公司自1987年以來先后引進了芬蘭NOKIA公司110kV懸鏈式交聯(lián)生產(chǎn)線和500kV立式交聯(lián)生產(chǎn)線。并在國內(nèi)率先引進美國哈佛來超高壓串聯(lián)諧振局放試驗設(shè)備，建成750kV超高壓試驗屏蔽大廳，為高壓電纜的生產(chǎn)和超高壓交聯(lián)電纜的研制開發(fā)，提供了可靠保障。已研制生產(chǎn)的 220kV交聯(lián)電纜國內(nèi)首家通過預(yù)鑒定試驗，并于2000年通過國家級產(chǎn)品鑒定；現(xiàn)已大量投放市場，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。500kV超高壓交聯(lián)電纜，于2001年0月樣品已通過例行試驗，準備到權(quán)威檢測中心進行全性能測試。生產(chǎn)過程對交聯(lián)度的影響在XLPE電纜的生產(chǎn)過程中，絕緣線芯是一面擠出一面交聯(lián)的，絕緣層內(nèi)外溫度的不均勻（對于絕緣厚度較大的高壓電纜尤為明顯），使內(nèi)層交聯(lián)度較低，結(jié)晶度較高；外層交聯(lián)度較高，但結(jié)晶度較低。同時，在交聯(lián)后的冷卻過程中，溫度和冷卻速度影響了結(jié)晶的形態(tài)。因此，交聯(lián)電纜生產(chǎn)線工藝參數(shù)（溫度、車速等）的確定非常重要。在XLPE電纜絕緣擠制過程中，由于內(nèi)外層溫度的分布不均勻，將對電纜絕緣的不同部分的交聯(lián)度產(chǎn)生影響。通常認為絕緣層的外層在交聯(lián)管中的溫度高于內(nèi)層絕緣的溫度。因此認為絕緣層的外層交聯(lián)度也要高于內(nèi)層的交聯(lián)度。由此，我們對不同電壓等級的 XLPE電纜內(nèi)外絕緣層分別取樣，進行了交聯(lián)度測試。3交聯(lián)度測試及存在的問題3.1測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計依據(jù)HG184.1-90標準中的試驗方法，我們分別對15kV、35kV、66kV、110kV、220kV交聯(lián)電纜樣品的絕緣內(nèi)外層，進行了交聯(lián)度的測試。測試結(jié)果如表1所示。存在問題通過對15kV、35kV、66kV、110kV、220kVXLPE電纜絕緣內(nèi)外層兩組試樣交聯(lián)度的測試，我們可知，內(nèi)層的交聯(lián)度要略大于外層的交聯(lián)度，這與我們通常的認識相反。根據(jù)存在問題，我們利用 XLPE電纜絕緣熱延伸試驗方法測試結(jié)果進行對比分析。4熱延伸試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表1交聯(lián)度測試結(jié)果電纜電壓等級kV交聯(lián)度（凝膠含量）%絕緣內(nèi)層絕緣外層1584.783.63586.485.76685.484.911085.084.122084.684.3依據(jù)GB12706-91、GB11017-89和GB/Z18890-2002產(chǎn)品標準和GB/T2951.18-94“絕緣熱延伸試驗方法”，對XLPE電纜的絕緣熱延伸性能進行了測試。測試結(jié)果如表2所示。表2熱延伸試驗測試結(jié)果電纜電壓等級kV絕緣內(nèi)層絕緣外層延伸率%永久變形%延伸率%永久變形%1#2#平均1#2#平均159080850706065035505050050505006690808508070750110909090090808502201009597.5090808505試驗數(shù)據(jù)對比分析5.1數(shù)據(jù)對比從XLPE電纜絕緣內(nèi)外層各取兩組試樣，所測得的熱延伸試驗數(shù)據(jù)來看，內(nèi)層的延伸率要大于外層的延伸率；即在受到拉伸后外層的絕緣可以更好地恢復(fù)到原來的長度。這說明電纜絕緣層外層的交聯(lián)度要大于內(nèi)層的交聯(lián)度，這和用萃取法測試XLPE電纜交聯(lián)度的結(jié)果是相反的。5.2問題分析XLPE電纜在絕緣擠制過程中，電纜絕緣外層的溫度遠大于內(nèi)層的溫度，且外層受熱時間較長，交聯(lián)劑DCP很快分解完了，使交聯(lián)反應(yīng)趨于完全。而絕緣內(nèi)層受熱時間較短，DCP分解并不完全，且交聯(lián)也不趨于完全，此時絕緣內(nèi)層的交聯(lián)度要小于外層的交聯(lián)度。在采取萃取法測試XLPE交聯(lián)度時，需要對試品進行加熱。在加熱過程中，絕緣外層中的DCP由于在交聯(lián)管中已幾乎完全分解，所以已很難再發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。而絕緣內(nèi)層由于在交聯(lián)管中的溫度較低，且處在高溫的時間又較短，還有殘留的DCP存在，這樣在加熱時，未交聯(lián)的聚乙烯可以再發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使內(nèi)層絕緣的交聯(lián)度升高，這就是導(dǎo)致萃取法測試 XLPE電纜交聯(lián)度時，絕緣內(nèi)層的交聯(lián)度要略高于外層交聯(lián)度的原因所在。6結(jié)論通過對萃取法測試XLPE電纜交聯(lián)度存在問題的商榷，由XLPE電纜絕緣熱延伸和交聯(lián)度的試驗數(shù)據(jù)對比，我們得出結(jié)論：熱延伸試驗正確反應(yīng)了XLPE電纜絕緣內(nèi)外層的交聯(lián)度的情況。IEC502和我國現(xiàn)行電纜標準中規(guī)定，XLPE電纜絕緣的熱延伸性能，作為重要指標進行測試。交聯(lián)度只作為XLPE絕緣材料性能的測定由以上分析可知，在XLPE電纜的實際生產(chǎn)中，絕緣層的擠制工藝，我們要通過適當?shù)靥岣呓宦?lián)管的溫度或降低生產(chǎn)線的速度，使電纜的絕緣內(nèi)層進一步充分的進行交聯(lián)，且絕緣層交聯(lián)度盡可能趨于均勻，以達到提高產(chǎn)品質(zhì)量之目的，為市場提供質(zhì)最優(yōu)、價格低的產(chǎn)品