交联聚乙烯TG快速热寿命评估方法的研究.pdf

绝缘材料 2013 ，46(6) 霍瑞美等：交联聚乙烯TG 快速热寿命评估方法的研究 19 交联聚乙烯TG 快速热寿命评估方法的研究 霍瑞美，刘 飞，江平开 （上海交通大学 上海市电气绝缘与热老化重点实验室，上海 200240 ） 摘要：将商业用交联聚乙烯在150 ℃下ASTM Ⅱ类老化箱内进行老化试验，用热失重分析仪研究了TG 快速 热寿命评估方法与实际老化过程中的联系。结果表明：寿命终止时的交联聚乙烯在空气氛围中第一阶段的热 降解行为比较接近于实际运行中的老化过程。交联聚乙烯在150 ℃下的热老化终止寿命接近336 h ，老化活 化能为114.25 kJ/mol ，通过热老化寿命公式得到交联聚乙烯在工作温度70 ℃下的使用寿命大概为74 年，比较 接近实际应用值。 关键词：交联聚乙烯；热重分析TG ；热老化；寿命评估 中图分类号：TM201.4+2 ；TM247 文献标志码：A 文章编号：1009-9239（2013 ）06-0019-06 TG Rapid Evaluation Method Research of Thermal Life of Cross-linked Polyethylene Huo Ruimei, Liu Fei, Jiang Pingkai (Shanghai Key Lab of Electrical Insulation and Thermal Aging, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: Commercial cross-linked polyethylene(XLPE) was thermal aged in ASTM Ⅱ oven under 150 ℃, and the relationship between TG rapid evaluation method of thermal life and actual thermal ag- ing process was studied. The results show that the first stage decomposition process of the XLPE reach- ing the end life is close to the actual thermal aging process. The thermal aging end life of the XLPE at 150 ℃ is 336 h, and the activation energy is 114.25 kJ/mol. The service life of the XLPE at the working temperature of 70 ℃ is 74 year obtained by Arrhenius equation, which is close to the applied value. Key words: cross-linked polyethylene; thermogravimetry; thermal aging; life evaluation 0 引 言 目前，绝缘材料热寿命的评估方法有两类[3] ：常 随着国家经济的高速增长，电力需求不断增 规法（CA 法）和基于分析法的快速评定法。常规法 加，对电缆绝缘材料的需求不断增加，同时对电缆 通常需要在3~5 个恒定温度下作老化试验，因此需 绝缘材料的性能和使用寿命提出了更高的要求[1] 。 要耗费大量的人力、物力和时间，不利于绝缘材料 电流中线芯导体的长期载流和外界环境因素 的推广和应用。而快速热寿命评估法如DSC 法、 影响会导致绝缘材料老化以至最终失效，致使相线 TPS 法