抗水树交联聚乙烯绝缘电力电缆试制情况说明.doc

抗水树交联聚乙烯绝缘电力电缆试制情况说明

一．参照标准

JB/T10437—2004电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料

DL/T1070—2007中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求

GB/T12706—2020额定电压1KV到35KV挤包绝缘电力电缆及附件

二．抗水树交联聚乙烯绝缘电缆的情况说明

目前中压交联聚乙烯绝缘产品的使用寿命在20年左右，根据电线电缆质量监督检验中心多年的数据，中压电缆击穿70%是因为水树枝的发生。而水树枝的形成的前提条件绝缘层有水份存在。目前市场常用的阻水电缆是在结构上面从电缆的外面阻止水份进入到绝缘层。而从绝缘层本身阻止水树枝的发生的产品几乎没有。在19世纪80年代欧美国家开始对此产品的研发，近30年了取的了很好的成绩。在90年代末期美国陶氏研究出了抗水树的交联聚乙烯绝缘材料，2002年韩国LG化学研究出了抗水树的交联聚乙烯绝缘材料。韩国LG化学研究出的抗水树交联聚乙烯绝缘材料并在美国权威实验室通过了抗水树性能鉴定试验。现在欧美与日韩市场已经广泛使用抗水树的交联聚乙烯产品。

我国的国家电网武汉高压研究院在90年代末期就从事抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电力电缆的研究，并于2006年编订了中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求，与2007年7月通过国家发改委发布形成电力行业标准。我国电缆行业在2004年开始与材料厂家合作开发抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电力电缆，到目前为止全国大约有15家企业在国家电网武汉高压研究院通过此项抗水树性能的鉴定试验。

三．名词解释

抗水树交联聚乙烯绝缘：含有能延缓绝缘中水树发展和生长的添加剂，聚合物改性剂或填料的交联聚乙烯绝缘。

四．抗水树交联聚乙烯绝缘电缆的实验说明

先取21个试样，先对其中6个试样进行电气测量实验，交流逐级击穿试验，结构检查，热冲击逐级击穿试验。然后经过14天加速水树老化试验后取6个试样进行电气测量实验，交流逐级击穿试验，结构检查，热冲击逐级击穿试验；经过120天加速老化试验后取3个试样进行电气测量实验，交流逐级击穿试验，结构检查，热冲击逐级击穿试验。再经过180天加速老化试验后取3个试样进行电气测量实验，交流逐级击穿试验，结构检查，热冲击逐级击穿试验；最后经过360天加速老化试验后取3个试样进行电气测量实验，交流逐级击穿试验，结构检查，热冲击逐级击穿试验。

五．普通材料与抗水树材料性能与要求对照

行业标准规定材料主要性能与要求对照表

项目

普通的交联聚乙烯材料

抗水树交联聚乙烯材料

杂质含量

可交联聚乙烯绝缘料的大于0.250杂质颗粒数为零。

a成品电缆绝缘中应无大于0.076mm的微孔。

b成品电缆绝缘中应无大于0.127mm的杂质，成品电缆绝缘。c中应无大于0.254mm半透明棕色（琥珀状）物质。

20℃体积电阻率Ω·m

≥1×1014

≥1×1014

介电强度MV/m

≥25

≥25

局部放电试验(36kV)

≤10Pc

≤5Pc

介质损耗因数50Hz,20℃

≤5×10-4

≤5×10-3

相对介电常数50Hz,20℃

≤2.35

≤2.35

拉伸强度MPa

≥13.5

≥13.5

断裂伸长率%

≥350

≥350

热延伸试验

200℃，0.2MPa,15min

负荷下伸长率%

冷却后永久变型%

≤80

≤5

≤80

≤5

六．综述

抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆在绝缘材料方面对杂质，微孔的要求比普通的绝缘材料的要求高很多，确保绝缘材料的纯净度，提高了绝缘材料的性能。抗水树绝缘材料有延缓水树枝发展和成长的添加剂，可以阻止和延缓水树枝的生成，最大程度上避免水树枝的生成，有效的延长交联电缆的使用寿命。抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆的内外屏蔽材料也于普通内外屏蔽材料不同，抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆的内外屏蔽材料对杂质颗粒和微孔的有严格的要求，又对炭黑中的水溶性离子和灰分的最大含量有严格的要求；而普通的内外屏蔽材料对这几方面没有要求。

总之抗水树交联电缆比普通交联电缆在材料纯度方面要求高很多，还具有防止和延缓水树枝发生的特殊作用，在电气性能和机械性能方面的性能要求也等同或高于普通交联电缆。今后在潮湿多雨的敷设环境下，在要求安全性能高的场所下，抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆必将替代普通交联电缆。