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低压交联聚乙烯绝缘电力电缆

在电力电缆日常使用中，偶有电缆用户反馈安装在露天的低压0.6/1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆线芯在使用1-2年后，其裸露在外面的电缆终端绝缘层出现的开裂或部分绝缘脱落，电缆芯线绝缘层发生变色及脆性开裂，出现绝缘开裂现象。

在电缆敷设现场，发生电缆绝缘层开裂的是一般为YJV或YJV22型0.6/1kV低压交联聚乙烯绝缘电力电缆，其所采用的绝缘料是交联聚乙烯。聚乙烯经过蒸汽交联后，其分子结构转变为网状立体结构，使热塑性的聚乙烯变为热固性的交联聚乙烯，大幅度提高了材料的耐热性和机械性能，并保持了优良的电气性能。但由于上述工种电缆的绝缘材料不属于耐候交联聚乙烯，其抗阳光老化性能较差。若此电缆长期曝露在日光下，会加速绝缘层的老化，**终导致绝缘发生开裂或者部分绝缘脱落。

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1、绝缘开裂原因分析

电缆运行1-2年后，绝缘芯线表面呈竹节开裂形状，用手掰时绝缘材料碎成小块，同时颜色芯线变成半透明。这是因为在光、热、氧、应力诸多因素的共同作用下，芯线绝缘发生了脆性开裂。

（1）光老化作用

由于电缆绝缘直接曝露在强阳光下，在收到热辐射作用的同时也收到光的长时间照射，造成绝缘材料光老化降解。由于红色是**不耐受阳光的颜色：电缆中的红色芯线变色**严重。光对加速交联聚乙烯的开裂起了很大的作用。强阳光会对塑料和橡胶等高分子材料产生老化破坏的作用。对于大多数塑料来说，**易造成破坏的敏感波长（塑料对其吸收**大）在290-400ilm之间，及紫外光的波长范围内。在较强的紫外光长期照射下，聚乙烯会引入较多的含氧基因，聚合物链大量断裂，分子量降低，分子量的分布加宽。因此，光氧化降解是光老化的主要反应。同时，含羰基分解产物和发色团的形成又加重了其颜色的变化，这可从红色芯线颜色变化**快中得到验证。

通常在生产电缆时，其外套材料需要添加光稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧化剂等。而绝缘材料一般没有这方面的考虑。如果电缆安装在户外时，电缆终端接头处绝缘层未经保护处理，裸露在外的芯线受到日光长时间的照射，引起分子链的断裂降解造成老化，大大缩短了其使用寿命，给电缆的长期安全运行留下了隐患。因此，光老化作用是绝缘层产生开裂的主要原因。

（2）热老化作用

电缆绝缘如果长期曝露在空气中，除了受阳光照射外，还受到太阳的热辐射。长时间后会引起绝缘材料温度上升，加速交联聚乙烯的断裂老化进程。在与氧化隔绝的条件下受热，包括聚乙烯或交联聚乙烯在内的聚烯烃类材料特性是稳定的。而在氧气环境下，即使温度较低，聚烯烃类材料也能发生氧化反应。

和光氧化反应一样，交联聚乙烯的氧化反应的历程非常复杂，包括聚合物的氧化、断裂降解等过程。其终极产物包括羰基化合物、过氧化物、烷氧基化合物等。对于绝缘材料，光、氧、热三者的作用是相辅相成的是一种协同作用的方式。在没有氧的条件下，光化学反应非常缓慢；同样，热也起协同作用，热使得发色团的官能基增加，同时也促进了光化学反应中的氧在材料中的扩散。因此，在光、氧、热三者的共同作用下，高分子材料的断裂老化会大大加速。

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