【正文】 以前的管徑。產(chǎn)品的具體生產(chǎn)工藝過(guò)程如圖5所示。將所生產(chǎn)的熱縮管材送至機(jī)械工業(yè)電工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示，完全達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)。原料混配混煉造粒擠出管材輻照交聯(lián)擴(kuò)張材料定型圖 5 熱縮附件生產(chǎn)流程圖表 1 熱縮電纜附件性能指標(biāo)序號(hào)性能指標(biāo)測(cè)試方法要求實(shí)測(cè)1老化前機(jī)械性能抗張強(qiáng)度 最小斷裂伸長(zhǎng)率 最小ASTM D4129MPa250%835%2空氣老化后機(jī)械性能老化條件：溫度175℃/200 h抗張強(qiáng)度最小斷裂伸長(zhǎng)率最小ASTM D2671Sec D4127MPa100%605%3密度 g/cm3 g/cm34熱沖擊：溫度 225177。5℃時(shí)間 4小時(shí)ASTM D2671無(wú)開裂，無(wú)流動(dòng)無(wú)開裂，無(wú)流動(dòng)5低溫沖擊：溫度55℃時(shí)間 4小時(shí)ASTM D2671無(wú)開裂無(wú)開裂6阻燃性能（VW1）UL224無(wú)燃燒和灼熱時(shí)間小于60s無(wú)燃燒和灼熱時(shí)間小于60s7介電強(qiáng)度，厚度 mm厚度 mmASTM D419最小140 KV/cm最小75 KV/cm KV/cm(3 mm厚)8體積電阻率ASTM D257MIN 110E1310E159吸水率：溫度 23℃/16h ASTM D2671≤％％10老化條件：溫度175℃/200 h輻照：50 Mrad (~1Mrad/h)抗張強(qiáng)度最??；斷裂伸長(zhǎng)率最小ASTM D412ASTM DE1027最小 50％ MPa345％11輻照200Mrad保持功能性保持功能性3 結(jié)論 在本研究工作，以研制出核電站島內(nèi)用熱縮電纜附件為目標(biāo)，采用橡塑共混的方法，輔以表面改性，研究了不同抗氧體系對(duì)符合材料老化性能的影響，不同輻照劑量對(duì)材料力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明以PE/EPR為基體的復(fù)合材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，可應(yīng)用于核電站島內(nèi)。參考文獻(xiàn)：[1] 趙芳燦譯，超耐輻射性材料和電纜的開發(fā)[J].文獻(xiàn)快報(bào), 纖維光學(xué)與電線電纜, 1991,1:1821[2] and , Thermal ageing in polymer cables :effect of interfaces on dielectric properties[C], Conference Record of the 1994 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, 461464.[3] . 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常用的三種交聯(lián)方式中、低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜通常采用三種交聯(lián)方式：輻照（通常為電子加速器輻照）交聯(lián)、硅烷（溫水）交聯(lián)和干法化學(xué)交聯(lián)。從純技術(shù)角度而言，這三種交聯(lián)方式都可以生產(chǎn)10kV及以下的架空絕緣電纜，但考慮到生產(chǎn)成本，實(shí)際只采用輻照交聯(lián)和硅烷交聯(lián)，工藝也已經(jīng)非常成熟。對(duì)于20kV級(jí)架空絕緣電纜，由于電壓等級(jí)和絕緣層厚度的增加，以及加速器電子束能量的限制，輻照交聯(lián)必須克服電子積累引起的絕緣層高壓擊穿，而化學(xué)交聯(lián)和硅烷交聯(lián)則不存在這一問(wèn)題，尤其是化學(xué)交聯(lián)，非常適于生產(chǎn)中、高電壓等級(jí)的動(dòng)力電纜。據(jù)了解，2008年上半年，國(guó)內(nèi)已有企業(yè)生產(chǎn)20kV架空絕緣電纜，采用的也是化學(xué)交聯(lián)方式。除上述三種交聯(lián)方式外，鈷源輻照也能達(dá)到理想的交聯(lián)效果，但由于電纜結(jié)構(gòu)、包裝方式及交聯(lián)時(shí)間等因素的限制，鈷源輻照目前尚未在電纜的批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用。而作為一種研究手段，鈷源輻照可以為電子輻照電纜產(chǎn)品的研制和改進(jìn)提供很大幫助。3 輻照交聯(lián)方式的控制要點(diǎn)除了擠出線速度和屏蔽/絕緣層的結(jié)構(gòu)參數(shù)外，20kV輻照交聯(lián)聚乙烯架空絕緣料的擠出工藝參數(shù)與10kV料基本相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)配置合適的擠塑模具，并根據(jù)擠塑機(jī)的生產(chǎn)能力調(diào)整出線速度，那么，半成品絕緣線芯的外觀質(zhì)量是很容易保證的。此外，還需注意二點(diǎn)?！兑?guī)范》沒(méi)有對(duì)20kV架空絕緣電纜的屏蔽層厚度作出特別規(guī)定，如果采用10kV電纜的屏蔽層厚度（，視電纜規(guī)格而定），在結(jié)構(gòu)上也是符合要求的。但對(duì)于20kV電纜，因?yàn)?0kV電纜的試驗(yàn)電壓（42kV）比10kV電纜（18kV）高得多，而且更厚的絕緣層在雙層擠出時(shí)更易對(duì)熔融狀態(tài)的屏蔽層產(chǎn)生擠壓變形，影響其均布電場(chǎng)的作用。對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果表明，對(duì)于20kV架空絕緣電纜，適當(dāng)增加半導(dǎo)電層厚度，可以大大降低因?qū)w表面的細(xì)微毛刺和金屬碎屑等尖端放電引起的電纜擊穿。 擠出線速度與10kV電纜相比，因此絕緣層需要更長(zhǎng)的冷卻時(shí)間。擠出線速度的確定，不僅要考慮擠塑機(jī)的出塑量，更要考慮使導(dǎo)體外覆塑料充分冷卻。內(nèi)層屏蔽料的熔融溫度較低，在外層絕緣料的熱傳導(dǎo)下，未充分冷卻的屏蔽料很容易受傳動(dòng)和收線裝置的外力擠壓而產(chǎn)生變形或流動(dòng)，影響屏蔽效果；熱態(tài)絕緣層也易受壓變形，在收線盤上冷卻定型后，不能恢復(fù)。采用降低冷卻水溫度的方法，可適當(dāng)提高出線速度，但如果條件允許，增加冷卻水槽長(zhǎng)度，無(wú)疑是最為經(jīng)濟(jì)、有效的措施。以上兩點(diǎn)對(duì)硅烷交聯(lián)電纜也同樣適用。輻照交聯(lián)是該產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，由于輻照設(shè)備設(shè)計(jì)能量和束流的限制，很多工藝參數(shù)是相互制約的，如何設(shè)定這些參數(shù)，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。輻照不僅要使絕緣層達(dá)到理想的交聯(lián)效果，還要考慮絕緣層內(nèi)殘留電子對(duì)電性能的影響。，在絕緣層內(nèi)的有效穿透深度約為7mm。以較大規(guī)格JKLYJ20，1240mm2的電纜為例，從圖1的截面圖可以看出，雖然一部分電子束可以透過(guò)絕緣層到達(dá)屏蔽層或?qū)w，但在屏蔽層兩側(cè)與之相切的弦線附近，這個(gè)深度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，電子束將無(wú)法穿過(guò)絕緣層射出。即使對(duì)于較小規(guī)格的電纜，這根弦線的長(zhǎng)度也大大超過(guò)電子束的有效射程。很多研究理論認(rèn)為，在這種情況下，采用輻照交聯(lián)是不可取、甚至行不通的。絕緣層（）屏蔽層（）導(dǎo)體（）電纜外徑：弦長(zhǎng)：圖1 JKLYJ20 1240mm2 架空絕緣電纜截面圖 殘留電子對(duì)電性能的影響由（1）的分析可見(jiàn)，電纜輻照后，絕緣層內(nèi)必然存在很多殘留電子，無(wú)論其在高壓電場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)并引發(fā)微觀缺陷，這些機(jī)理還有待更深入研究，但實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)輻照后的電纜試樣，耐電壓性能的確大大降低。采用普20kV交聯(lián)聚乙烯架空絕緣料生產(chǎn)的電纜樣品，輻照前后的電壓試驗(yàn)情況見(jiàn)表1，表中同時(shí)列舉了鈷源輻照10kV試樣及未輻照試樣的試驗(yàn)結(jié)果。因在試制階段，試驗(yàn)采用多組試樣分電壓段進(jìn)行，最高設(shè)定為40kV/1min。表1 各種電纜試樣的電壓試驗(yàn)情況（束流能量：）試驗(yàn)編號(hào)交聯(lián)方式額定電壓試樣描述試樣1試樣2試樣3試樣4 1未交聯(lián)2040kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)2電子束2060kGy30kV，1min擊穿32kV，1min擊穿34kV，40S擊穿升至35kV即擊穿3電子束2090kGy30kV，10S擊穿30kV，10S擊穿4電子束20180kGy升至30kV即擊穿5電子束 20180kGy130℃/8h處理升至32kV即擊穿6電子束20180kGy180℃/8h處理升至32kV即擊穿7鈷源20180kGy40kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)40kV/1min，通過(guò)8電子束10150kGy升至30kV即擊穿升至32kV即擊穿表1中編號(hào)為1～7的試驗(yàn)，其交聯(lián)前的樣品均取自同一根電纜半成品，數(shù)據(jù)應(yīng)具有一定的可比性，試驗(yàn)7的樣品，還通過(guò)了5分鐘電壓試驗(yàn)。由此可見(jiàn)，殘留電子確實(shí)影響了絕緣的耐壓性能。而從10kV電纜的試驗(yàn)情況分析，雖然其絕緣厚度較20kV電纜薄得多，但擊穿電壓卻相差無(wú)幾，說(shuō)明采用這種制造方法，單純依靠絕緣厚度的增加已不能有效提高電纜的耐壓等級(jí)，這也側(cè)面印證了殘留電子引發(fā)高壓擊穿的推論。結(jié)果還表明，減少電子輻照劑量或?qū)﹄娎|進(jìn)行退火處理，可能會(huì)提高其耐壓性能，但這種幫助微乎其微。值得一提的是，將15段處于自然彎曲狀態(tài)的電纜試樣采用上、下雙面輻照方式交聯(lián)后，進(jìn)行電壓試驗(yàn)，其擊穿點(diǎn)絕大部分分布于電纜的內(nèi)外兩側(cè)，也就是電子束無(wú)法穿透的區(qū)域內(nèi)，見(jiàn)圖2。電鏡掃描圖片還顯示，電纜經(jīng)受電壓試驗(yàn)后，有較多的擊穿引發(fā)點(diǎn)以及內(nèi)部缺陷分布于內(nèi)屏蔽層與絕緣層的界面附近。電子束電子束擊穿點(diǎn)集中區(qū)域擊穿點(diǎn)集中區(qū)域圖2 擊穿點(diǎn)主要分布區(qū)域示意圖另外，對(duì)270、240mm2等5種規(guī)格的硅烷交聯(lián)試樣進(jìn)行了試驗(yàn)，均告失敗，而化學(xué)交聯(lián)試樣則順利通過(guò)。 原材料的影響從（2）的試驗(yàn)結(jié)果可以看到，在輻照設(shè)備、特別是能量已經(jīng)定型的前提下，如果采用普通20kV交聯(lián)聚乙烯架空絕緣料，無(wú)論如何調(diào)整輻照參數(shù)、降低吸收劑量（這會(huì)引起熱延伸、大氣老化等性能不合格），電纜均無(wú)法通過(guò)《規(guī)范》規(guī)定的電壓試驗(yàn)。從某種意義上講，絕緣材料水平的優(yōu)劣，決定了這種交聯(lián)方式的成敗，因此，必須對(duì)絕緣材料進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)分析，改進(jìn)的重點(diǎn)應(yīng)是增強(qiáng)材料對(duì)殘留電子的掩蔽能力。此外，為利于材料交聯(lián)和殘留電子的逸出，對(duì)材料的基料及交聯(lián)體系也進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的絕緣材料耐壓性能有了很大提高，所要求的吸收劑量也略為降低，不足的是，材料的硬度有較明顯的下降，這給輻照交聯(lián)工序帶來(lái)一定困難，同時(shí)，材料的絕緣電阻有所下降。采用改進(jìn)后的絕緣材料，電纜的短段試樣輻照后能經(jīng)受電壓試驗(yàn)，這從理論上證明了這種方法的可行性，但批量生產(chǎn)與樣品試制畢竟不同。在批量輻照時(shí)，最主要的問(wèn)題就是電纜的溫升。由于改進(jìn)后的絕緣材料在交聯(lián)前較柔軟，（），在輻照交聯(lián)時(shí)溫升較高，且不易冷卻；而架空電纜采用的都是硬導(dǎo)體，電纜整體柔軟性極差，因此電纜表面很容易被傳動(dòng)裝置擦傷，甚至絕緣層整體因受熱受壓而變形。為解決這一問(wèn)題，同時(shí)提高劑量吸收的均勻度，宜采用兩次輻照的方法。即將150kGy的劑量分為75kGy2，這樣雖然降低了生產(chǎn)效率