关于小规格硅烷交联绝缘热收缩原因分析及工艺措施(编)

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1、生产工艺小规格硅烷交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘热收缩陆正荣（远东电缆有限公司，江苏宜兴214257）[摘要]通过对6mm2及以下小规格硅烷交联聚乙烯(Si-XLPE)电缆绝缘热收缩的现象阐述、原理分析来解释绝缘热收缩的原因，并分析得出通过原材料及设备的选择，冷却温度的控制及生产挤出模具的选择来控制确保电缆绝缘热收缩的性能。[关键词]硅烷交联聚乙烯电缆；结晶；热收缩[中图分类号]TM247[文献标识码]B[文章编号]1006-1908（2011）01-00-0InsulationHeatShrinkageforSmal

2、l-sizedSilaneXLPEInsulatedCableLuZheng-rong(FarEastCableCo.,Ltd.，Yixing214257，Jiangsu，China)Abstract:Thearticlepresentsinsulationheatshrinkageforsmall-sizedSi-XLPEcablesof6sq.mmandbelow,analyzesprincipletoexplainstheshrinkagereason,andensuresinsulationheatshr

3、inkagepropertiesthroughrawmaterialsandequipmentselection,coolingtemperaturecontrolandextrusiondies.Keywords:SilaneXLPEInsulatedCable,Crystallizing,HeatShrinkage0引言[收稿日期]2010-08-09[作者简介]陆正荣（1979—），男，江苏人，远东电缆有限公司工程师.[作者地址]江苏省宜兴市高塍镇远东大道8号，214257在现代化建设中，对电力的需求越来越

4、大，交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆以其工作温度高、绝缘特性好、耐过载能力强等特点，正逐步取代传统的聚氯乙烯绝缘电力电缆。低压XLPE电缆(一般最高电压等级仅达10kV)大多采用硅烷交联法，与辐照交联法或过氧化物交联法相比，硅烷交联法具有设备投资少、适应性强和工艺简单等优点。但小规格(6mm2及以下)硅烷交联聚乙烯(Si-XLPE)绝缘电力电缆，由于绝缘材料和导体的接触面积相对较小，尤其是单芯导体表面光滑圆整附着力不够时，其绝缘热收缩较大，很难达到GB/T12706—2008标准中不大于4%的要求。有时实测的X

5、LPE绝缘热收缩甚至达到了20%，这严重影响了产品质量，造成客户的投诉较多，对此有些客户已经明确要求在技术协议里写明绝缘热收缩不能超过3%。这使得各电缆生产企业必须着手解决如何控制小规格硅烷交联绝缘热收缩的难题，生产出符合市场需要的产品。1绝缘热收缩原理采用硅烷交联法生产XLPE电缆有两个过程：接枝和交联。其生产XLPE电缆的方法有一步法、两步法和浸渍法三种：a.一步法是采用直接加入交联剂的聚乙烯(PE)绝缘料，在挤出电缆绝缘时XLPE进行接枝，而后在温水或蒸汽中使绝缘层交联；b.两步法是采用已预先硅烷接枝的PE

6、绝缘料，挤出XLPE电缆绝缘，而后在温水或蒸汽中使绝缘层交联；c.浸渍法是采用浸渍了硅烷和助剂的PE绝缘料直接挤出电缆绝缘，而后在温水或蒸汽中使绝缘层交联。目前Si-XLPE电缆生产厂家常用的有一步法和两步法。但由于硅烷交联一步法在挤制XLPE绝缘时，其结晶过程和接枝过程存在互相作用，因此在挤制过程中应尽可能控制热过程，使XLPE绝缘料的聚集态结构处于合理的状态，这样才能使XLPE绝缘具有更优异的性能。PE是一种结晶型聚合物，其结晶过程就是大分子或链段借分子间的相互作用力进行重新排列，从无序变为有序的过程。在电缆

7、绝缘挤出时，PE在加热的环境（熔融温度）下受到剪切和牵引拉伸作用，使得PE分子的晶粒沿拉伸方向(纵向)尺寸增大、横向尺寸减小，有序性提高，即PE分子进行了取向。这样轻易诱导出许多晶胚，使晶核数量增加生成结晶时间缩短，加速了结晶作用，结晶度增大。但当成品PE绝缘电缆放置在室温下时，因PE绝缘挤出时产生的内应力(收缩应力)，使得结晶的PE分子容易解取向(回缩的趋势)，这就造成了PE绝缘的热收缩现象。2导致绝缘热收缩的因素XLPE绝缘电缆的绝缘热收缩主要是因为XLPE绝缘挤出时产生的内应力，而使得有序排列的结晶PE分子

8、解取向。为解决绝缘热收缩的问题，必须找出在电缆绝缘挤出过程中，导致XLPE绝缘结晶度增加、取向加强、内应力增大的因素。经过分析，导致XLPE绝缘热收缩的因素有挤出时的熔融温度和时间、冷却速度、外力(牵引拉伸)作用这三方面。2.1熔融温度和时间在高于熔体温度tm时，结晶型聚合物为含有晶核的熔体，且时间越长晶核的数量越少。因此在电缆绝缘挤出过程中，XLPE绝缘料的加热熔融温度