Die Rolle von Antioxidantien bei der Verbesserung der Lebensdauer von mit vernetzten Polyethylen (XLPE) isolierten Kabeln
Vernetzter Polyethylen (XLPE)ist ein primäres Isoliermaterial, das in mittleren und Hochspannungskabeln verwendet wird. Während ihres betrieblichen Lebens stehen diese Kabel auf verschiedene Herausforderungen, einschließlich unterschiedlicher klimatischer Bedingungen, Temperaturschwankungen, mechanischer Spannung und chemischen Wechselwirkungen. Diese Faktoren beeinflussen gemeinsam die Haltbarkeit und Langlebigkeit der Kabel.
Bedeutung von Antioxidantien in XLPE -Systemen
Um eine längere Lebensdauer für XLPE-inselige Kabel zu gewährleisten, ist die Auswahl eines geeigneten Antioxidans für das Polyethylensystem von entscheidender Bedeutung. Antioxidantien spielen eine zentrale Rolle bei der Sicherung von Polyethylen vor oxidativem Abbau. Durch schnell reagieren mit freien Radikalen, die im Material erzeugt werden, bilden Antioxidantien stabilere Verbindungen wie Hydroperoxide. Dies ist besonders wichtig, da die meisten Vernetzungsprozesse für XLPE auf Peroxid basieren.
Der Abbauprozess von Polymeren
Im Laufe der Zeit werden die meisten Polymere aufgrund der anhaltenden Verschlechterung allmählich spröde. Das Lebensende für Polymere ist typischerweise als der Punkt definiert, an dem ihre Dehnung bei der Pause auf 50% des ursprünglichen Wertes abnimmt. Über diese Schwelle hinaus kann selbst eine geringfügige Biegung des Kabels zu Rissen und Ausfällen führen. Internationale Standards übernehmen dieses Kriterium für Polyolefine, einschließlich vernetzter Polyolefine, häufig, um die Materialleistung zu bewerten.
Arrhenius -Modell für die Vorhersage von Kabelleben
Die Beziehung zwischen Temperatur und Kabellebensdauer wird üblicherweise unter Verwendung der Arrhenius -Gleichung beschrieben. Dieses mathematische Modell drückt die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion als:
K = d e (-ea/rt)
Wo:
K: Spezifische Reaktionsgeschwindigkeit
D: Konstant
EA: Aktivierungsenergie
R: Boltzmann Gaskonstante (8,617 x 10-5 EV/K)
T: absolute Temperatur in Kelvin (273+ Temp in ° C)
Algebra arrangierte die Gleichung als lineare Form: y = mx+b
Aus dieser Gleichung kann die Aktivierungsenergie (EA) unter Verwendung grafischer Daten abgeleitet werden, wodurch unter verschiedenen Bedingungen präzise Vorhersagen der Kabellebensdauer ermöglicht werden.
Beschleunigte Alterungstests
Um die Lebensdauer von XLPE-inselben Kabeln zu bestimmen, sollten Testproben bei mindestens drei (vorzugsweise vier) unterschiedlichen Temperaturen beschleunigte Alterungsexperimente unterzogen werden. Diese Temperaturen müssen einen ausreichenden Bereich umfassen, um eine lineare Beziehung zwischen Zeit-zu-Failure und Temperatur herzustellen. Insbesondere sollte die niedrigste Expositionstemperatur zu einem mittleren Zeitpunkt von mindestens 5.000 Stunden führen, um die Gültigkeit der Testdaten sicherzustellen.
Durch die Anwendung dieses strengen Ansatzes und die Auswahl von Antioxidantien mit leistungsstarken Leistung können die operative Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von XLPE-inselben Kabeln erheblich verbessert werden.
Postzeit: Januar 23-2025