简述了交联电缆热缩性对产品质量的影响

　　简述了交联电缆热缩性对产品质量的影响。

　　由于交联电缆的广泛应用，热缩性作为其产品质量的主要性能之一越来越受到人们的重视，从交联电缆收缩机理、生产工艺应力产生等方面分析探讨收缩性能，以更好地调节绝缘中应力分布，更好地控制产品质量。

　　交联电缆热缩性的基本概念。

　　我们所说的交联电缆热缩性，是表征成品电缆的交联聚乙烯绝缘在热状态下绝缘回缩率的一个量值。通常的检测条件设定在130℃，加热时间为1小时。观察热冷后电缆绝缘的回缩，并计算其收缩率。从原理上讲，主要反映交联聚乙烯绝缘电缆的热应力特性。交联聚乙烯绝缘的热应力是一种材料及加工工艺中的固有应力，是由巨分子(结晶)和挤压而形成的，并会留在绝缘材料内。缆索工作过程中，由于加热熔化使巨分子的自然定位被取消，如果在冷却时无法真正达到初始位置，那么这种所谓“冻结”的应力可能会因外部力或热量的作用而释放，比如原始形状因收缩而改变。热缩实验就是利用这一宏观表征来反映热应力的残留和变化。

　　二是近几年监测抽查绝缘热缩试验情况介绍。

　　近几年来，国家对线缆质量给予了前所未有的重视，每年都要组织相关监督检查，交联聚乙烯绝缘电力电缆合格率一般维持在75%-85%之间，而不合格样品中，热缩试验不合格占多数。在这些导线中，导体是小截面的，热收缩就很难达到合格标准，大截面电缆相对来说是比较好的，但热收缩不合格仍存在。热缩性已成为继热扩展、老化试验后第三个难以控制的指标。

　　三、热缩性问题产生的原因分析。

　　保温热缩试验反映了保温材料残余热应力的状况，因此分析热缩性能出现问题的原因还应从热应力的产生和释放入手。

　　电缆线膨胀系数不同，线胀系数不同，造成热应力在生产过程中不可避免。另外，由于交联绝缘与导体紧密结合，在冷却过程中绝缘与导体之间存在着较大的差异，绝缘不能回缩，从而产生轴向应力(可以同时包含轴向应变)。与此同时，如果生产企业为提高生产速度，希望绝缘表面更快的冷却，而绝缘中间层还没有真正冷却，这就导致绝缘不能向导体中心回缩，从而导致导体表面的绝缘出现径向拉应力。一些应力将被保存在电缆的绝缘中，并且在室温下被“冻结”。而且一旦电缆被加热(它通常是在正常工作状态下受热)，这种应力被释放出来，产生了毁灭性的效应。例如：径向和切向应力会使靠近导体的绝缘层中间产生拉力，每一种拉力作用下，靠近导体的绝缘将大大降低绝缘性能。

　　生产线结构因素对热应力的释放也有一定影响。流水线上的交联管一般由加热、冷却、预冷三部分组成，加热管和冷却管越长，生产速度就越快。对预冷管道一般不够重视，平均给出的管长只有9-11米。这时预冷管与加热管不成比例，生产出来的高温绝缘线芯得不到良好的预冷，直接进入水中冷却，定会导致电缆绝缘内部热应力无法释放。这类保温不但热收缩性能达不到要求，而且其原有的抗张性一般也较低，伸长也不理想，经135℃烘箱老化反而能消除热应力，使老化后的张力和伸长率反而提高。此外，过大的热应力会导致交联绝缘结晶结构产生应力裂纹，除了收缩外，还可能导致局部放电不合格。

　　再者，生产线结构中，冷却水温度和水位高度对预应力的释放有一定的影响。大约一半的预冷管采用N2气体作为预冷却介质，另一半长度为水。如果水位太高，则缩短N2气体作为预冷段的长度，导致绝缘中的预应力无法真正释放，与此同时，由于交联聚乙烯材料的热容较大，冷却水的温度不应过低，对交联管管壁温度要求与预冷管道相匹配。不然，在高速生产时，可能会使绝缘表面冷却不均，从而产生热应力，或造成释放不均匀。

　　与此同时，企业在生产过程中选用不同的材料(如选择低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯)，挤出成型时助剂配伍性的优劣、混合时的均匀性、加工工艺和模具的选择(用一步法或二步法)交联采用挤管法或采用挤压法)会导致改变内应力或应力释放状态。

　　热缩管残余或热应力释放不足，导致热缩管试验不合格，后果将严重影响安全生产。例如：某大型工厂一根110kV交联电缆在工程完工前增加连接盒，投入使用后不久发现电缆与接插件间接触面出现断裂，事故的主要原因是电缆内部的热应力。钢索在工作过程中，由于热应力收缩变形，使接触面出现较大间隙，结构性能再好的接触面或粘结，也有可能拉断，导致事故。与此同时，在小功率系统中，热收缩还会引起各种类型的接头裸露，或接线间接触面不良，引起各种用电事故，甚至发生安全事故。

　　四、改善热缩性的建议。

　　为了改善交联电缆的热收缩性能，对高电压电缆可采取消除热应力的措施，对中低压电缆则能控制生产速度，让制作速度不要过快，加热管温度不可过高，要保持一定长度的预冷管，同时要考虑材料的拉伸比，按模具特性选择。也可以采用半挤管式挤塑成型，采用分段水槽冷却，先进段用温水冷却，在控制应力的同时将其释放出来。可以有效地消除局部热应力。

　　交联电缆生产时，还要注意温度、速度的选择，如果使用计算机软件进行分析、设定，将比直接根据经验调节温度和速度，更科学、有效。与此同时，管道内壁的污垢要经常清理，以免污垢的存在，大大降低生产效率和破坏生产环境，尤其要避免盲目的升温后电缆热应力增大的情况。