Antioxidanters rolle i forbedring af den levetid for tværbundet polyethylen (XLPE) isolerede kabler
Tværbundet polyethylen (XLPE)er et primært isolerende materiale, der anvendes i medium og højspændingskabler. Gennem deres operationelle liv støder disse kabler på forskellige udfordringer, herunder forskellige klimatiske forhold, temperatursvingninger, mekaniske stress og kemiske interaktioner. Disse faktorer påvirker kollektivt kablernes holdbarhed og levetid.
Betydningen af antioxidanter i XLPE -systemer
For at sikre en udvidet levetid for XLPE-isolerede kabler er det afgørende at vælge en passende antioxidant til polyethylensystemet. Antioxidanter spiller en central rolle i beskyttelsen af polyethylen mod oxidativ nedbrydning. Ved hurtigt at reagere med frie radikaler genereret i materialet danner antioxidanter mere stabile forbindelser, såsom hydroperoxider. Dette er især vigtigt, fordi de fleste tværbindingsprocesser for XLPE er peroxidbaseret.
Nedbrydningsprocessen for polymerer
Over tid bliver de fleste polymerer gradvist sprøde på grund af løbende nedbrydning. Livet for polymerer defineres typisk som det punkt, hvor deres forlængelse ved brud falder til 50% af den oprindelige værdi. Ud over denne tærskel kan selv mindre bøjning af kablet føre til revner og fiasko. Internationale standarder vedtager ofte dette kriterium for polyolefiner, inklusive tværbundne polyolefiner, for at vurdere materiel ydeevne.
Arrhenius model til forudsigelse af kabelliv
Forholdet mellem temperatur og kabel levetid beskrives ofte ved hjælp af Arrhenius -ligningen. Denne matematiske model udtrykker hastigheden for en kemisk reaktion som:
K = d e (-ea/rt)
Hvor:
K: Specifik reaktionshastighed
D: konstant
EA: Aktiveringsenergi
R: Boltzmann Gas Constant (8.617 x 10-5 eV/K)
T: Absolutt temperatur i Kelvin (273+ temp i ° C)
Omarrangeret algebraisk kan ligningen udtrykkes som en lineær form: y = mx+b
Fra denne ligning kan aktiveringsenergi (EA) afledes ved hjælp af grafiske data, hvilket muliggør præcise forudsigelser af kabellivet under forskellige forhold.
Accelererede aldringstest
For at bestemme levetiden for XLPE-isolerede kabler, skal testprøver udsættes for accelererede aldrende eksperimenter på mindst tre (fortrinsvis fire) forskellige temperaturer. Disse temperaturer skal spænde over et tilstrækkeligt interval til at etablere et lineært forhold mellem tid til fiasko og temperatur. Den laveste eksponeringstemperatur bør især resultere i en gennemsnitlig tid til ende-punkt på mindst 5.000 timer for at sikre gyldigheden af testdataene.
Ved at anvende denne strenge tilgang og vælge højtydende antioxidanter kan den operationelle pålidelighed og levetid for XLPE-isolerede kabler forbedres markant.
Posttid: Jan-23-2025