Antioksüdantide roll ristseotud polüetüleenist (XLPE) isoleeritud kaablite eluea pikendamisel
Ristseotud polüetüleen (XLPE)on peamine isoleermaterjal, mida kasutatakse kesk- ja kõrgepingekaablites. Kogu oma tööea jooksul puutuvad need kaablid kokku mitmesuguste väljakutsetega, sealhulgas muutuvad kliimatingimused, temperatuurikõikumised, mehaaniline pinge ja keemilised interaktsioonid. Need tegurid mõjutavad kokkuvõttes kaablite vastupidavust ja pikaealisust.
Antioksüdantide tähtsus XLPE-süsteemides
XLPE-isolatsiooniga kaablite pikema kasutusea tagamiseks on polüetüleensüsteemi jaoks sobiva antioksüdandi valimine ülioluline. Antioksüdantidel on polüetüleeni kaitsmisel oksüdatiivse lagunemise eest keskne roll. Materjalis tekkivate vabade radikaalidega kiiresti reageerides moodustavad antioksüdandid stabiilsemaid ühendeid, näiteks hüdroperoksiide. See on eriti oluline, kuna enamik XLPE ristsidumisprotsesse on peroksiidipõhised.
Polümeeride lagunemisprotsess
Aja jooksul muutuvad enamik polümeere pideva lagunemise tõttu järk-järgult hapraks. Polümeeride eluea lõppu defineeritakse tavaliselt kui punkti, kus nende katkevenivus väheneb 50%-ni algsest väärtusest. Sellest lävest kaugemale jõudes võib isegi kaabli väike painutamine põhjustada pragunemist ja purunemist. Rahvusvahelised standardid kasutavad seda kriteeriumi sageli polüolefiinide, sealhulgas ristseotud polüolefiinide puhul, et hinnata materjali toimivust.
Arrheniuse mudel kaabli eluea ennustamiseks
Temperatuuri ja kaabli eluea vahelist seost kirjeldatakse tavaliselt Arrheniuse võrrandi abil. See matemaatiline mudel väljendab keemilise reaktsiooni kiirust järgmiselt:
K = D e(-Ea/RT)
Kus:
K: Spetsiifiline reaktsioonikiirus
D: Konstant
Ea: Aktiveerimisenergia
R: Boltzmanni gaasikonstant (8,617 x 10⁻⁶ eV/K)
T: absoluutne temperatuur kelvinites (273+ temperatuur °C-s)
Algebraliselt ümberkorraldatuna saab võrrandit esitada lineaarsel kujul: y = mx+b
Sellest võrrandist saab graafiliste andmete abil tuletada aktivatsioonienergia (Ea), mis võimaldab kaabli eluea täpseid ennustusi erinevates tingimustes.
Kiirendatud vananemistestid
XLPE-isolatsiooniga kaablite eluea määramiseks tuleks katsekehadega teha kiirendatud vanandamise katseid vähemalt kolmel (eelistatavalt neljal) erineval temperatuuril. Need temperatuurid peavad jääma piisavasse vahemikku, et luua lineaarne seos rikkeaja ja temperatuuri vahel. Märkimisväärne on see, et madalaima kokkupuutetemperatuuri tulemuseks peaks olema keskmine rikkeaeg vähemalt 5000 tundi, et tagada katseandmete kehtivus.
Selle range lähenemisviisi rakendamise ja kõrge jõudlusega antioksüdantide valimise abil saab XLPE-isolatsiooniga kaablite töökindlust ja pikaealisust oluliselt parandada.
Postituse aeg: 23. jaanuar 2025