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关于交联聚乙烯绝缘电缆常见的问题及其原因分析

一、交联的三种方式

1、交联电缆性能

交联就是将聚乙烯的线型分子结构通过化学交联或高能射线的辐照交联，转变成立体网状分子结

构。从而大大地提高了它的耐热性和耐环境应力开裂，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化。

交联聚乙烯绝缘电缆其长期允许工作温度可达90℃。

2、交联方法

交联绝缘的品种虽多，但主要分为物理交联和化学交联两大类。物理交联也称为辐照交联一般适用

于绝缘厚度较薄的低压电缆。中高压电缆一般采用过氧化物交联即用化学交方法是将线性分子通过化

学交联反应起来，转化为立体网状结构。化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷交联接枝交联两

种。

2.1辐照交联

辐照是采用高能粒子射线照射线性分子聚合物，在其链上打开若干游离基团，简称为接点。接点活

性很大，可把两个或几个线性分子交叉联接起来。

它的优点为：生产速度快，占用空间小；可加工材料种类多，几乎所有聚合物，产品品种多；产品

用更好的耐热、耐磨和较高电气性能；可阻燃；电耗低。但存在一些问题：设备一次投资大；对大截

面电缆的辐照不均匀，经反复照射后电缆弯曲次数太多；设备开工率低。

2.2过氧化物交联

交联聚乙烯料是以低密度聚乙烯、过氧化物交联剂，抗氧剂等组成的混合物料。加热时，过氧化物

分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚乙烯分子中的氢原子，使聚乙烯主链的某些碳原子

为活性游离基并相互结合，即产生C-C交联键，形成了网状的大分子结构。它主要优点是适合各种电

压等级和各种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产，特别是35kV及以上的中高压电缆。

2.3硅烷交联

硅烷交联又称温水交联也是化学交联的一种，它有两步法、一步法和共聚法等多种方法。硅烷接枝

和挤出分在两道工序进行的称为二步法，硅烷接枝交联工艺，它是接枝和挤出分成两个工序进行，第

一步由绝缘料厂将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝和挤出造粒，该料称为A料，同时还提供催化剂

和着色剂的母料，称B料。第二步是电缆厂将A、B料以95：5的比例混合。并在普通挤机机上挤

包在电缆导体上，再放入70℃～90℃温水中交联也可以在蒸汽房中交联。接枝和挤出成型在一道工序

完成的称为一步法，将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝的同时和催化剂和着色剂的母料同时挤包在

电缆导体上。再放入70℃～90℃温水中交联也可以在蒸汽房中交联。

它的优点是工艺投资成本低，可在一般的挤出机进行加工，材料价格适中。它的缺点是接枝聚乙烯

容易与空气中水分发生先期交联，缩短了贮存时间；接枝聚乙烯与催化剂母料混合后，贮存期较短，

一般不超过8h；只能用于10kV及以下电缆绝缘的制造。

二、交联工序常见质量问题的原因分析及其解决方法

交联线生产机组是由各种单机组成的一条复杂的完整生产线。在生产过程中往往会因某处的一个

小小失误造成比较严重的后果。因此，在操作过程当中，我们要求对整机进行严格检查，排除一切不

正常因素后方能进行开机生产。

下面我们介绍一下，在交联线生产过程中经常出现的质量问题：

1、交联线芯有焦粒

由于交联线芯是由内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层组成的，因此交联线芯产生的焦粒也分为内屏蔽

焦粒、绝缘焦粒和外屏蔽焦粒三种。交联产生焦粒的原因有多种，如各挤出机的温度控制、机头的温

度控制以及交联本身材料的原因等。

在排除设备故障（热电偶的温度指示）以外，首先应考虑原材料的加工温度，一般来说进口料的

加工温度略高于国内料，这是由于进口料与国内材料所使用的过氧化物不同，过氧化物的析出温度直

接影响交联反应物DCP的半衰期，我们知道在不同的半衰期下，交联度都是不同的，由此就产生了不

同的加工温度。

第二、要了解交联挤出机的挤出原理，交联挤出机的螺杆与聚氯乙烯等普通挤出机的螺杆是不同

的，交联挤出机螺杆的挤出原则是低转速，高出胶量，交联聚乙烯的螺杆转速要控制在30RPM以内，

因为高转速产生的剪切热会使交联聚乙烯预交联，而这种剪切热是从螺杆的内部产生的，我们在监控

温度所使用的热电偶的接触面在螺堂的表面，实际的温度与监控温度会相差较大。即使交联聚乙烯在

该温度下没有产生预交联，交联聚乙烯也会因高温变成熔融状，反而使出胶量降低。

第三、注意法兰处的温度控制，由于法兰直接连接导胶管，交联聚乙烯绝缘料从螺堂进入导胶管

时所承受