基本介紹
- 中文名：交聯電纜
- 外文名：XLPE
- 額定電壓：1-500KV
- 標準：GB/T12706-2008
- 使用溫度：90℃
- 代號：YJ
概念,識別方法,工藝方式,惰性氣體,矽烷化學,最新工藝,輻照交聯,過程詳述,性能對比,相關特性,
概念
交聯電纜通常是指電纜的絕緣層採用交聯材料。最常用的材料為交聯聚乙烯（XLPE）。
過程是將線性分子結構的聚乙烯（PE）材料通過特定的加工方式，使其形成立體型網狀分線結構的交聯聚乙烯。使得長期允許工作溫度由70℃提高到90℃（或更高），短路允許溫度由140℃提高到250℃（或更高），在保持其原有優良電氣性能的前提下，大大地提高了實際使用性能。
識別方法
識別交聯電纜的假擊穿方法：
在利用串聯諧振試驗系統進行中壓電纜成品出廠局部放電和高壓試驗過程中，有時會因各種原因造成試驗過程中突然出現假擊穿現象，如何正確識別是電纜本身發生了真擊穿，還是其他原因造成電纜發生了假擊穿現象，對於提高電纜出廠試驗效率意義重大。
中壓交聯電力電纜的出廠局部放電和高壓試驗是在禁止室內逐盤進行的，這時可以考慮重新更換絕緣線芯進行複試，如果更換線芯後，電壓試驗正常通過，應該可以確定是電纜真的發生了擊穿。或者，重新升壓，如果擊穿電壓呈現逐漸降低的趨勢，也可以確定電纜發生了真擊穿現象，如果電纜每一次的擊穿電壓都在同一個數值上，應考慮是否電纜的端頭髮生了擊穿，此時，可以將局部放電禁止室大門的門連鎖開關，人為合上，將禁止室大門打開，進行升壓，觀察擊穿現象，很快就能確定端頭擊穿位置。如果經過排查，電纜端頭未出現擊穿，更換多根絕緣線芯和電纜，甚至將曾今已做合格的電纜複試或空載複試，擊穿電壓始終保持同一個數值，應該可以確認時電纜出現了假擊穿現象，應對設備進行檢查，排除故障後再進行試驗。但對於一些交檢的大長度單芯中壓交聯電纜，還應核對其是否已超過了試驗設備的允許負荷，此種情況，試驗過程也會出現失諧跳閘現象，不要冒然判定電纜發生了擊穿。
有一種特殊情況也需在此說明，有時電纜絕緣內部發生短路，串聯諧振試驗系統可能無法諧振升壓，這也屬於一種特殊的電纜擊穿現象。遇到這種現象，只要更換絕緣良好的絕緣線芯試驗即可確認。
工藝方式
目前電纜行業生產交聯電纜的工藝方式分為三類：第一類 過氧化物化學交聯，包括飽合蒸氣交聯、
惰性氣體交聯、熔鹽交聯、矽油交聯，國內均採用第二種即乾法化學交聯；第二類 矽烷化學交聯；第三類 輻照交聯。
惰性氣體
採用加入過氧化合物交聯劑的聚乙烯絕緣材料，通過三層共擠完成導體禁止層――絕緣層―― 絕緣禁止層的擠出後，連續均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯管完成交聯過程。傳熱媒體為氮氣（惰性氣體），交聯聚乙烯電氣性能優良、生產範圍可達500KV級。
矽烷化學
採用加入矽烷交聯劑的聚乙烯絕緣材料，通過1+2的擠出方式完成導體禁止層――絕緣層――絕緣禁止層的擠出後，將已冷卻裝盤的絕緣線芯浸入85-95℃熱水中進行水解交聯，由於濕法交聯會影響絕緣層中的含水量。一般最高電壓等級僅達10KV。
最新工藝
一種化學交聯、輻照交聯功能母粒子的套用方法
目前，採用聚乙烯電纜用交聯功能母粒子，可在普通聚乙烯電纜料粒子中加入少量本功能母粒子，擠出的電纜即可成為交聯電纜。
電纜交聯功能母粒子分為三種：化學交聯功能、電子束輻照交聯功能、紫外光輻照交聯功能。
1、化學交聯電纜用交聯功能母粒子，型號：DH-125Y，
DH-125Y化學交聯功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。電線電纜廠只需採購市場上通用的LLDPE聚乙烯普通塑膠粒子，如LLDPE 7042等等。在25公斤LLDPE7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125Y功能母粒子，用手工翻動均勻後，直接投入放電纜電線的擠出機，擠出電纜，即製成了交聯電線電纜。本功能母粒子可生產35KV及以下的交聯電線電纜。
2、電子束輻照交聯電纜用交聯功能母粒子，型號：DH-125DF
DH-125DF電子束輻照交聯功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125DF功能母粒子，用手翻動均勻後，直接投入放電纜電線的擠出機，擠出電纜，經電子束輻照即製成了交聯電線電纜。本功能母粒子可生產環境長期工作溫度在125℃的交聯電線電纜。
3、紫外光輻照交聯電纜用交聯功能母粒子，型號：DH-125ZF，
DH-125ZF紫外光輻照交聯功能母粒子外觀為無色LLDPE塑膠粒子。7042塑膠粒子中加入1公斤DH-125ZF功能母粒子，用手翻動均勻後，直接投入放電纜電線的擠出機，擠出電纜，經紫外光輻照即製成了交聯電線電纜。本功能母粒子可生產長期工作環境溫度在125℃的交聯電線電纜。
優點；
1、省錢：
降低成本，電纜生產廠直接使用，比市場採購進來的化學、輻照交聯聚乙烯電纜專用料粒子價格便宜1500~3000元/噸。
2、省時；
2、省時；
電纜生產廠採購化學、輻照交聯聚乙烯電纜專用料粒子需要詢價、訂購，生產、運輸的一周左右的時間周期。用DH-125功能母粒子時，在決定生產計畫後，5分鐘準備就可直接進行電纜生產。
3、通用性，
3、通用性，
電纜生產廠可自已調節品種，軟硬度：DH-125功能母粒子，不但能加入普通聚乙烯PE粒子中，也可加入到不具備交聯性的普通電纜料粒子中，使原本不具備交聯性能的普通塑膠電纜粒子，變為交聯塑膠粒子。
輻照交聯
採用經過改性的聚乙烯絕緣料通過1+2的擠出方式完成異體禁止層――絕緣層――絕緣禁止層的擠出後，將冷卻後的絕緣線芯，均勻通過高能電子加速器的輻照掃描視窗完成交聯過程。輻照交聯電纜料中不加入交聯劑，在交聯時是由高能電子加速器產生的高能電子束有效穿透絕緣層，通過能量轉換產生交聯反應的，因為電子帶有很高的能量，而且均勻地穿過絕緣層，所以形成的交聯鍵結合能量高，穩定性好。表現出的物理性能為，耐熱性能優於化學交聯電纜。但由於受加速器能量級的限制（一般不超過3.0Mev電子束有效穿透厚度為10mm以下，考慮幾何因數，生產電纜的電壓等級僅能達到10KV，優勢在6KV以下。
過程詳述
交聯絕緣的品種很多，從交聯的機理上主要分成兩大類，即物理交聯和化學交聯。
1、化學交聯：化學交聯又分高溫交聯和低溫交聯兩種方法。
高溫交聯包括蒸汽交聯和乾法交聯兩種工藝形式，國外交聯電纜在六十年代大多採用蒸汽交聯工藝，由於蒸汽交聯使絕緣中的水分含量增加，絕緣品質不好，目前已經完全被淘汰了；七十年代開始，國外普遍套用乾法交聯工藝，使用高壓硫化管道，快速加熱的方法進行交聯。
（1）γ-射線交聯由於劑量率低，照射過程中無法穿透線纜的芯線，所以，目前只是在熱縮材料的交聯中有套用，而電線電纜生產中一般不採用γ-射線交聯。
（2）電子束交聯，利用電子加速器配合束下輻照裝置，採用高能量電子束（一般能量在1.0-3.0MeV之間）對電線電纜的絕緣層進行照射，引發高分子材料產生自由基，形成C-C交聯鍵，生成三維網狀結構。
性能對比
常用絕緣電纜性能對比：
目前在電纜生產中，最常用的絕緣塑膠有聚乙烯和聚氯乙烯，其中聚乙烯材料具有更好的電氣性能及較好的交聯性，因此而發展了多種工業交聯生產工藝，化學交聯和輻照交聯。除下表性能以外，在生產和敷設過程中，目前所常用的交聯電纜的絕緣層都表現為硬度和強度較大（常溫下），特別是比聚氯乙烯絕緣剝離難度增大。由於輻交聯電纜的交聯性能最好、交聯度最高，相對而言剝離強度也最大。如果交聯電纜絕緣層的剝離比較容易（類似於聚氯乙烯），那必然是交聯度不夠或沒有交聯。通常情況下，溫水交聯工藝生產的交聯電纜，出現交聯度不夠的情況較多，原因是該類產品本來交聯度就相對較低，而且交聯工藝非連續、不能自動控制，受人為因素影響很大，容易發生欠交聯。
相關特性
輻照交聯電纜特性：
電纜絕緣材料的老化壽命主要取決於其熱老化壽命，它是在熱作下絕緣材料內所發生的熱氧氧化、熱裂解、熱氧化裂解，縮聚等化學反應的速度所決定的，因此絕緣材料的熱老化壽命直接影響著電纜的使用壽命，按照化學反應動力學推導及人工加速熱老化試驗測得的（20-30年）輻照交聯電纜長期允許工作溫度為：
電力電纜 YJV 0.6/1KV
若按額定工作溫度105度推導，其熱老化壽命超過60年。
若按額定工作溫度90度推導，其熱老化壽命超過100年。
架空絕緣電纜
架空絕緣電纜在露天空中敷設，絕緣材料的耐環境及耐輻射性更顯重要。輻照交聯絕緣材料要經 過輻照加工，其本身就具有很好的耐輻射能力，交聯生產過程中所施加的輻照劑量距其破壞劑量留有很大安全余度。聚乙烯輻射破壞劑量為1000KGY，而加工劑量約為200KGY，加之特殊配方改進，在相當寬的範圍內仍是受輻射交聯狀態，所以在較長的前期使用過程中受到輻射其性能會有所提高。
