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塑力电线电缆绝缘老化理论分析和性质其一、交联聚乙烯绝缘架空电缆绝缘老化理论分析
工作在一定环境下的交联聚乙烯绝缘架空电缆，受到外界各种因素的影响，比如电场、磁场、水、温度、外力、微生物等，会逐渐发生老化，通常表现为绝缘性能特征量发生不同趋势的衰减，交联聚乙烯绝缘架空电缆外观变色，变质，导致其使用寿命缩短。造成塑力电线电缆老化的原因有很多，而且各种老化形式之间相互影响，以下即对交联聚乙烯绝缘架空电缆各种主要老化形式进行介绍。
1.热老化热老化的概念是交联聚乙烯绝缘架空电缆在工作时，由于电流超负荷或者短路故障的出现，累积产生大量热量，使绝缘材料内部分子产生剧烈运动，分子之间发生复杂的物理化学反应，结晶度和交联度下降，材料绝缘性能下降的过程。热老化形式始终存在于交联聚乙烯绝缘架空电缆的服役周期内，在XLPE材料发生热老化时，其物理化学反应类型主要可分为热裂解反应和热氧 化反应两种类型。热裂解反应是指在无氧状态下链状或者网状结构的XLPE分子在热作用下发生分子键的断裂，小分子基团发生无规则重排或者重组的过程。
2.电老化当交联聚乙烯绝缘架空电缆投入使用后，绝缘层受较高电压或较大场强的作用，会在绝缘层缺陷处，比如气泡、杂质或者划痕等，引起严重的电老化。电老化的引起原因有很多，然后都是会导致在损伤缺陷处形成局部放电，当放电持续一定时间后，很有可能形成贯穿性导电通道，也就是水树枝或者电树枝，导致XLPE绝缘层完全击穿，失去绝缘效果。
水树枝的形成主要受电应力和水分共同影响，电和水长期作用下绝缘层中会产生微小的树状生长的充水微孔。水树枝生长速率较为缓慢，但是导电率较高，随着水树枝的出现和生长绝缘材料会发生分 解，根据水树枝生长周期，可大致划分为，潜伏阶段、引发阶段和生长阶段。水树枝的分类有很多种，比如碟状，通口型等。
相比于水树枝的形成，电树枝的形成机理复杂，对XLPE材料的绝缘性能影响很大，而且电树枝生长周期较短，很容易生产成贯穿性树枝，一直是大量学者研究的热点问题，对于电树枝分类和生长阶段的区分很多研究学者给出了不同的说法，定义方法权威性和系统性还需考证。
其二、聚乙烯电缆料的性质
聚乙烯电缆的结构包括金属导体、屏蔽、恺装、填充物质和包覆在导体或屏蔽恺装外面的绝缘层和护套层。绝缘层和护套层采用高分子材料，具有良好的柔韧性，加工成型比较容易，机械性能优良，在电线聚乙烯电缆行业中被广泛应用。据报道，2011年我国电线聚乙烯电缆行业普通高分子材料用料比占到95%，其中用量较大的是聚氯乙烯(英文简称PVC)，达到100万吨，占高分子材料用料的93%以上，另外还有聚乙烯、聚丙烯、橡胶、其他高分子材料等。
对于高阻燃聚乙烯电缆料，目前研究方向主要是以普通热塑性材料如聚氯乙烯(PVC)等热塑性材料或交联树脂为基本材料。聚氯乙烯材料氧指数比较高，具有良好的阻燃效果，本身就是阻燃材料，但由于其自身分 解温度较低，需要加入一定比例的增塑剂来材料的性质，但增塑剂又属于较为易燃物质，因此需要在聚氯乙烯中加入一定剂量的阻燃剂来制约增塑剂的阻燃性，才能达到一定的阻燃效果。
聚氯乙烯(PVC)，曾是世界上产量较大的通用塑料，采用乳液、溶液、悬浮或本体聚合的形式由氯乙烯单体在光、热等作用下按自由基聚合反应机理进行聚合而形成的。
PVC分子结构中不存在支链，分子式为无定型结构。因为结构中存在的氯原子，致使聚合物本身不但具有很强的极性和刚性，而且具有较好的绝缘性、耐化学性以及透光性。PVC材料具有很好的阻燃、耐油、耐候、耐化学品等性能，耐电压性能良好，绝缘电阻性能良好，但在应用中介电常数和介质损耗比较大，耐寒性能不好。
PVC树脂呈粉末状，颜色通常为白色或淡黄色，含氯量约为56，是结晶度为5%~10%的微晶体，氧指数较高，本身不易发生燃烧，具有良好的耐燃性能，机械性能和电学性能较好，在聚乙烯电缆材料中广泛应用。但其热稳定性较低，聚氯乙烯软化点温度为75℃-85℃，易受热分 解，当温度超过180℃时，分 解速率急剧加快，温度一旦超过200℃，PVC会快速分 解并且迅速变黑。为了增加材料的柔软度，在制备的过程中，配方中添加了大量的增塑剂，例如邻苯二甲酸二辛醋(DOP)、偏苯三酸三辛醋(TOTM)等，虽然降低了材料的硬度，但同时也降低了材料的氧指数，使其氧指数数值低于普通PVC材料，使材料变成可燃性的材料，加重了火灾的危害性。另外，PVC本身含氯量较高，一旦发生火灾，在燃烧过程中会降解并释放出大量有有害有害的气体，如氯化氢、苯和一氧 化碳等，而且还会产生大量的黑烟，给周围环境带来不利影响。
在当前经济发展和环境治理的大趋势下，普通的电线聚乙烯电缆已经不能满足使用要求，需要研究新型阻燃环保型材料，例如无卤低烟型、低有害低烟型阻燃聚乙烯电缆将成为今后的发展趋势。
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