Role antioxidantů při zvyšování životnosti zesítěných polyethylenu (XLPE) izolovaných kabelů
Zesítěný polyethylen (XLPE)je primární izolační materiál používaný ve středních a vysokopěťových kabelech. Během jejich provozního života se tyto kabely setkávají s různými výzvami, včetně různých klimatických podmínek, kolísání teploty, mechanického napětí a chemických interakcí. Tyto faktory kolektivně ovlivňují trvanlivost a dlouhověkost kabelů.
Význam antioxidantů v systémech XLPE
Pro zajištění prodloužené životnosti pro kabely izolované XLPE je zásadní výběr vhodného antioxidanta pro polyethylenový systém. Antioxidanty hrají klíčovou roli při ochraně polyethylenu proti oxidační degradaci. Rychlým reakcí s volnými radikály generovanými v materiálu tvoří antioxidanty stabilnější sloučeniny, jako jsou hydroperoxidy. To je zvláště důležité, protože většina procesů zesíťování pro XLPE je na bázi peroxidu.
Proces degradace polymerů
V průběhu času se většina polymerů postupně stane křehkým kvůli probíhající degradaci. Konec života pro polymery je obvykle definován jako bod, ve kterém jejich prodloužení při přestávce klesá na 50% původní hodnoty. Kromě tohoto prahu může dokonce i drobné ohýbání kabelu vést k praskání a selhání. Mezinárodní standardy často přijímají toto kritérium pro polyolefiny, včetně zesítěných polyolefinů, k posouzení výkonnosti materiálu.
ARRENIUS MODEL PRO PREDIKCE LIFE CABLE
Vztah mezi teplotou a životností kabelu je běžně popisován pomocí Arrheniusovy rovnice. Tento matematický model vyjadřuje rychlost chemické reakce jako:
K = d e (-ea/rt)
Kde:
K: Specifická rychlost reakce
D: Konstanta
EA: Aktivační energie
R: Boltzmann plynová konstanta (8,617 x 10-5 ev/k)
T: Absolutní teplota v Kelvinu (273+ teplota v ° C)
Přepravené algebraicky lze rovnici vyjádřit jako lineární forma: y = mx+b
Z této rovnice může být aktivační energie (EA) odvozena pomocí grafických dat, což umožňuje přesné předpovědi života kabelu za různých podmínek.
Zrychlené testy stárnutí
Pro stanovení životnosti kabelů izolovaných XLPE by měly být testovací vzorky podrobeny zrychlenému stárnutím experimentům při minimálně třech (nejlépe čtyři) odlišných teplotách. Tyto teploty musí zahrnovat dostatečný rozsah, aby vytvořily lineární vztah mezi časem a teplotou. Zejména by nejnižší expoziční teplota měla vést k průměrnému období do konce nejméně 5 000 hodin, aby se zajistila platnost testovacích dat.
Použitím tohoto přísného přístupu a výběrem vysoce výkonných antioxidantů lze výrazně zvýšit provozní spolehlivost a dlouhověkost kabelů izolovaných XLPE.
Čas příspěvku: leden-23-2025