金联宇交联电缆​热收缩性能和出现问题的原因分析

      随着交联电缆的广泛运用，热收缩性能作为其产品质量的主要性能之一越发受到关注，从收缩的产生机理、生产过程应力产生等方面分析探讨收缩性能，可更好地调整绝缘中应力分布，更好地控制产品质量。

 一、 金联宇交联电缆热收缩性能的基本概念

　　所谓交联电缆热收缩性能，是表征成品电缆的交联聚乙烯绝缘在受热状态下绝缘回缩比率的一个量值。一般检验条件设置在受热温度130℃、时间1小时。加热冷却后观察电缆绝缘回缩情况并计算其收缩率。究其原理，该试验主要体现了交联聚乙烯绝缘电缆的热应力特性。交联聚乙烯绝缘的热应力属于材料及其加工过程中固有应力的一种，由巨分子（结晶）和挤压产生并会留在绝缘材料中。在电缆工作受热过程中，由于加热熔化使得巨分子的自然定位被取消，在冷却时若不能完全达到原有定位，其结果是所谓“被冻结”的应力可能通过外界力或热的作用被释放，例如原来的形状通过收缩而改变。热收缩试验正是利用这种宏观上的表征来体现热应力残留并变化的情况。

二、 近年来监督抽查绝缘热收缩试验情况分布介绍

　　近年来，*对电线电缆的质量空前重视，每年均会组织相关的监督类检验，交联聚乙烯绝缘电力电缆的合格率通常保持在75%-85%之间，而不合格的样品中，热收缩试验不合格占大多数。其中，小截面、导体为一类导体的，其热收缩变得较难合格，相比而言，大截面电缆相对较好，但是仍然存在热收缩不合格的情况。热收缩的性能已成为继热延伸、老化试验后第三个不容易控制的指标。

三、 热收缩性能出现问题的原因分析

　　绝缘热收缩试验代表了绝缘热应力残留的情况，因而分析热收缩性能出现问题的原因也应该从热应力的产生和释放着手。

　　由于不同线膨胀系数两种材料的组合，在电缆生产过程中，产生热应力是不可避免的。再者、交联绝缘在冷却过程中，由于和导体紧密地结合在一起，且两者热膨胀系数相差很大，绝缘无法回缩，造成了轴向应力（同时可包含轴向应变）。同时，若生产企业为了提高生产速度，希望绝缘表面较快冷却，而绝缘中间层尚未完全冷却，使绝缘无法向导体中心回缩，转而向绝缘体中间回缩，会是在导体表面绝缘上造成了径向拉应力。几种应力会保留在电缆绝缘中并在室温状态下处于“冻结”状态。而一旦电缆受热（其在正常工作状态下通常都会受热），该应力就会被释放出来产生破坏性影响。如：径向和切向应力会使导体附近的绝缘向绝缘体中间拉伸，导体附近的绝缘处在各项拉伸力的作用下绝缘性能会大大降低。

　　其次，生产线的结构因素也会影响热应力的释放。生产线中交联管通常由加热、冷却和预冷三部分组成，且加热管和冷却管愈长则生产速度快。一般对于预冷管的重视不够，平均给予冷却管长度仅为9-11米。此时的预冷管和加热管不成比例，生产出的高温绝缘线芯不能得到很好的预冷、直接进入水中冷却，定会造成电缆绝缘内的热应力无法释放。该类绝缘不仅表现在热收缩性能无法到要求，其原始抗张性能一般也较低，伸长也不理想，经135℃烘箱老化后反而能消除热应力，使得老化后的张力和伸长率反而提高。更有甚者，过大的热应力会造成交联绝缘结晶结构的应力开裂，除收缩外还可能引起局部放电不合格。

　　再次，在生产线结构中，冷却水温度和水位高度对于预应力释放也会有一定影响。预冷管中约有一半长度以N2气为预冷却介质，另一半长度为水。如水位过高，就缩短了N2气为预冷却部分的长度，造成绝缘内的预应力不能完全释放，同时由于交联聚乙烯材质的热容量较大，冷却水的温度也不应太低，交联管管壁的温度也需与预冷管相配套，否则，在高速生产时有可能产生绝缘表面与中部温度冷却不均匀，从而产生热应力，或是导致其释放不均匀。