110kv交联聚乙烯绝缘电缆去气设计研究

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1、WORD格式可编辑110kV交联聚乙烯绝缘电缆去气研究冯涛，李斌，李浩浩，董琦（江苏上上电缆集团，江苏溧阳213300）摘要：通过热失重法及气相色谱法分别研究电缆副产物含量及分布，结合实际生产状况对影响电缆去气时间的诸多因素进行了系统研究，为去气工艺的改进提供了数据支持。关键词：交联聚乙烯绝缘电缆；去气；热失重；气相色谱；甲烷TheReserchOfDegassingabout110kVXLPECableFengTao，LiHao-hao，DongQi（JiangsuShangshangCableGroup，JiangsuLiyang

2、213300，China）Abstract：Studiedthecontentanddistributionby-productsofcablebythermogravimetryandgaschromato-graphyanalysis,combinedwithactualproductionconditions,comprehensivelyresearchedtheaffectingfactorsofcabledegassingtime,provideddatasupportforimproveddegassingprocess

3、.KeyWords：XLPEcable；degassing；Thermogravimetry；GC；Methane专业知识整理分享WORD格式可编辑1引言聚乙烯（PE）是一种通过乙烯气体聚合而制造的长链聚合物，由于其结构上的特征，聚乙烯工作温度不高，机械强度不足，限制了其在许多领域的应用。PE通过过氧化二异丙苯（DCP）催化交联，使长链分子发生链接，形成三维立体网状结构，转变成一种机械强度更大、电性能相似、工作温度比PE更高的材料——交联聚乙烯（XLPE）。然而在交联反应过程中产生的副产物包含一些易挥发、易燃的不稳定物质，如苯乙酮、枯

4、基醇、甲烷和水等低沸点的小分子物质，是造成电缆绝缘性能不稳定以及影响产品使用性能的主要因素，因此对高压电缆来说，在交联结束后进行充分的去气是十分必要的。绝缘线芯去气是交联电缆生产中的重要工序之一，但目前这方面的研究尚有欠缺，多数电缆制造厂商对110kV电缆去气所做的验证工作少之又少。因此，研究电缆去气存在的问题及其可能的解决办法就变的尤为重要了。在开始本文之前，需要对所用的概念再明确一下。我们通常把去除交联反应副产物的过程叫做“去气”，尽管在此过程中把气体副产物（主要是甲烷）去除了，但这并不是“去气”的唯一效果。在去气过程中，所有的副

5、产物都会发生再分布现象，固体状和蜡状副产物(苯乙酮和枯基醇)的数量也会降低，电缆内应力也会消除。因此，本文中使用“去气”这一术语时，我们的意思是指所有交联副产物的减少和再分布，而不专业知识整理分享WORD格式可编辑仅仅是指气态副产物的去除[1]。2试验结果与讨论2.1试验1不同温度下110kV800mm2电缆绝缘线芯的热失重取110kV常用规格电缆800mm2线芯9段，冲掉导体，两端用刨片机削切平整，将样品清理干净，减少测量误差，分别在65℃、70℃、75℃的老化箱中各放3段，每24小时用分析天平称重一次，并做好记录。图1是不同温度下

6、电缆线芯在每经24小时的热失重。横坐标代表去气时间，纵坐标代表每100g电缆中气体的损失量。可以看出，经过168h后曲线下降趋势平坦，但气体并没有溢出完全。图1.不同温度下电缆绝缘线芯各时间段的热失重图2.不同温度下电缆绝缘线芯总质量损失从图1还可以看出，在三种温度下气体损失的最大值均是在前24小时，其中75℃气体损失最多，约0.365%电缆，70℃和65℃质量损失分别为0.315%和0.242%。图2是试样总质量损失，从图2可以看出，经历168小时后，65℃、70℃、75℃总质量损失分别为0.648%，0.799%和0.886%；经

7、过960小时后，70℃和75℃两条曲线基本平缓，说明试样质量基本不再变化，此时的质量损失为1.32%，而65℃的曲线斜率依然较大，质量损失只有1.18%，由此来看，温度对电缆绝缘内副产物的去除影响显著。2.2试验2不同温度下110kV630mm2电缆绝缘线芯的热失重方法同试验1，取生产的630mm2电缆线芯9段，分别放在65℃、70℃、75℃的老化箱中各放3段，每隔24小时用分析天平称重一次，并做好记录，根据试验数据绘制去气曲线图如下。图3.不同温度下电缆绝缘线芯各时间段的热失重图4.不同温度下电缆绝缘线芯总质量损失由上图可以看出，数

8、据与试验1专业知识整理分享WORD格式可编辑一致，试样在65℃、70℃、75℃的老化箱中经过168小时质量损失分别为0.629%、0.768%和0.875%，与800mm2线芯接近但略低于800mm2试样的质量损失。这由