De rol van antioxidanten bij het verbeteren van de levensduur van verknoopte polyethyleen (XLPE) geïsoleerde kabels
VERKOOPEN POLYETHYLEEN (XLPE)is een primair isolatiemateriaal dat wordt gebruikt in kabels van middelgrote en hoogspanning. Gedurende hun operationele leven staan deze kabels met verschillende uitdagingen, waaronder verschillende klimatologische omstandigheden, temperatuurschommelingen, mechanische stress en chemische interacties. Deze factoren beïnvloeden gezamenlijk de duurzaamheid en levensduur van de kabels.
Het belang van antioxidanten in XLPE -systemen
Om een uitgebreide levensduur van XLPE-geïsoleerde kabels te garanderen, is het selecteren van een geschikte antioxidant voor het polyethyleensysteem cruciaal. Antioxidanten spelen een cruciale rol bij het beschermen van polyethyleen tegen oxidatieve afbraak. Door snel te reageren met vrije radicalen die in het materiaal worden gegenereerd, vormen antioxidanten stabielere verbindingen, zoals hydroperoxiden. Dit is met name van vitaal belang omdat de meeste verknopingsprocessen voor XLPE gebaseerd zijn op peroxide.
Het afbraakproces van polymeren
Na verloop van tijd worden de meeste polymeren geleidelijk bros vanwege voortdurende afbraak. Het einde van het leven voor polymeren wordt meestal gedefinieerd als het punt waarop hun verlenging bij pauze afneemt tot 50% van de oorspronkelijke waarde. Naast deze drempel kan zelfs kleine buiging van de kabel leiden tot kraken en falen. Internationale normen nemen dit criterium voor polyolefines, inclusief verknoopte polyolefines, vaak aan om materiaalprestaties te beoordelen.
Arrhenius -model voor voorspelling van kabelleven
De relatie tussen temperatuur en kabels levensduur wordt vaak beschreven met behulp van de Arrhenius -vergelijking. Dit wiskundige model drukt de snelheid van een chemische reactie uit als:
K = D E (-EA/RT)
Waar:
K: Specifieke reactiesnelheid
D: Constant
EA: Activeringsenergie
R: Boltzmann gasconstante (8.617 x 10-5 eV/k)
T: Absolute temperatuur in Kelvin (273+ temp in ° C)
Herschik algebraïsch, de vergelijking kan worden uitgedrukt als een lineaire vorm: y = mx+b
Uit deze vergelijking kan activeringsenergie (EA) worden afgeleid met behulp van grafische gegevens, waardoor precieze voorspellingen van de kabelleven onder verschillende omstandigheden mogelijk zijn.
Versnelde verouderingstests
Om de levensduur van XLPE-geïsoleerde kabels te bepalen, moeten testmonsters worden onderworpen aan versnelde verouderingsexperimenten met een minimum van drie (bij voorkeur vier) verschillende temperaturen. Deze temperaturen moeten een voldoende bereik omvatten om een lineair verband te leggen tussen time-to-failure en temperatuur. Met name moet de laagste blootstellingstemperatuur resulteren in een gemiddelde tijd-tot-end-punt van ten minste 5000 uur om de geldigheid van de testgegevens te waarborgen.
Door deze rigoureuze aanpak te gebruiken en high-performance antioxidanten te selecteren, kunnen de operationele betrouwbaarheid en een lange levensduur van XLPE-geïsoleerde kabels aanzienlijk worden verbeterd.
Posttijd: januari-23-2025