电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析

电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析

张蕾 张澜

陕西省产品质量监督检验研究院

摘要：电线电缆等绝缘材料作为承载电力运输线路 制作的主要材料，其质量及其使用年限和范围对于电线电缆质量和电力稳定有着至关重要的影响，同时其护套材料作为线路的防护对于人身安全保障也起着关键作用，因此，对这些材料的老化及常有的质量问题进行分析探讨有着极大的现实意义。

关键词：电线电缆；绝缘材料；护套材料；老化；

引言

近些年随着我国人均收入的不断提高，人们对于生活质量的要求增加，同时加上智能电器的逐渐普及，居民用电需求逐年递增，在此背景下，相关企业的数量也逐渐增多，企业之间相互竞争日益激烈，同质化严重，电线电缆企业也是如此。因此各企业要是想合法的赢取收益最大化，其在保证质量前提下尽量减少报废率，把控好成本投入这一点就显得格外重要了，能够最大程度地获取竞争优势。

1.有效提高电线电缆绝缘和护套材料的质量是提高供电质量的重要基础。

首先我们需要明确供电质量的优劣本身取决于所使用的电线电缆等的质量好坏。好的电线电缆不仅能够保证稳定长期平稳供电，更能够保证人民人身安全。但是再往下剖析我们又会发现电线电缆质量会受到其使用绝缘和护套等材料的影响，因此说有效提高电线电缆绝缘和护套材料的质量才是真正提高保证供电质量的基础。

但是当下很多电线电缆的实际生产中，都很容易忽视掉绝缘材料和护套材料对于产品质量的重要影响，在实际生产中，只考虑到这些材料在整体材料中的占比和成本不高，因此比较轻视，从而导致质量把控不严，后续质量受到影响。实际上，这些材料质量决定着电线电缆料的绝缘、抗老化、耐环境等多个性能，因此这些材料的质量把控极为关键，事实也是如此，在有关电缆电线的产品检测标准里，与这些材料有关的检测在70%左右，占了产品检测的很大部分。甚至有些检测需要专门设备进行，设备要求高；而这些材料的一部分性能的检测时间甚至会高达十四天左右，加上本身样品的制作和准备过程也比较复杂，因此其质量影响的变量因素较多，并不是非常容易控制的。也正是因为如此，一旦这些材料的质量能够进行有效把控，就会进而推动成品质量提高，为供电质量打好坚实基础。

2电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析

绝缘老化指电线电缆经过较长时间使用之后，因为外在和内在各种复杂因素的干扰，绝缘材料本身的绝缘性能会发生恶化衰退的过程。导致这种情况的原因比较多，最普遍的四个原因分别是热老化、机械老化、电老化以及光老化。

了解完主要原因，再去分析整理我国的历年火灾统计就不难发现，占据大部分数据的电气火灾其主要原因就是因为电线和电缆绝缘部分和护套部分的老化导致，因此，如果能够加强提高电线电缆的质量，减缓其老化速度就可以在一定程度上减少火灾的发生。

2.1绝缘材料的老化分析

2.1.1绝缘材料的热老化

热老化是指绝缘材料长期处在热环境中，其本身的化学结构因此发生改变，导致绝缘材料的绝缘性能降低的情况。一般来说这种情况产生的原因主要是因为高温下，绝缘材料中的高分子因此产生降解，进而发生化学变化和反应，长此以往，会导致材料本身机构损坏，使用的年限被急剧缩短。另外，在这种变化中，其中材料的机械性特征——材料拉伸最为明显。 因此，在做绝缘材料的机械性能试验时，实验室要求聚氯乙烯材料的拉伸环境温度必须控制在23±5℃范围内。

虽然据有关调查表明：温度比较稳定区域的绝缘材料热老化并不是特别鲜明，但是温度其实不是导致热老化的主要因素，该现象主要的原因其实还在其内部产生的热量。这种热量一般是由于局部的放电漏电导致。此外绝缘材料的氧化反应对于其老化也有一定的影响。

2.1.2绝缘材料的机械老化

机械老化主要是其安装运行等过程当中受到机械力作用而导致的本身结构磨损变化。被磨损导致的缺陷或者损伤一般情况下在时间推移及使用中机械力的作用下进一步恶化，直到绝缘材料被破坏，产生漏洞现象，也因此机械老化本身也被称为电击穿。

2.1.3绝缘材料的电老化

电老化是指在运作中，由于长期通电状态的干扰，绝缘材料被高强度电流侵蚀形成的老化现象。其变化过程不仅是电流击穿绝缘材料的物理变化，还夹杂着一定的化学变化，因此相对比较复杂。

主要被分为两种，一种是电击穿，即经过电线电缆的电流强度较大，不是在绝缘材料的承受范围之内，因此导致的击穿。一种是热击穿，也就是虽然电流本身并没有超过绝缘材料的承受强度范围，但是微电流多集中在一处，该处温度集中上升，长久作用下导致绝缘材料被击穿的现象。

2.1.4 绝缘材料的光老化

光老化这一概念比较少见，常被归类到环境老化也就是大气老化的领域中去，光老化的主体是环境中无处不在，且穿透率较高的紫外线造成。主要是指在紫外线的长效作用下，绝缘材料自身受到紫外线照射导致的磨损，进而导致材料结构被破坏，产生细小缝隙的现象。

一般这种现象在海拔高、光照时间长、强度大，且长期暴露在外界的电线电缆上体现得比较多，光照较弱地区则不太明显。但实质上由于光老化在整个绝缘材料使用过程中，由于其他各因素导致的老化更为明显迅速，但是光老化自身产生拓展的时间较长，因此受时间限制，很多时候表现微弱甚至无法发现该项影响导致的状况，并不被相关人员所重视。

3.电线电缆的护套材料老化

电线电缆本身并不能直接裸露在外，因此需要对其加以防护，但是再具体生产和使用中，其护套开裂现象比较多发，在为企业和民众带去损失同时也隐藏着极大的安全隐患。

3.1电线电缆护套材料的开裂现象

一般而言，护套材料在选材时多是以高分子聚合物为主，这类物质本身结构依赖于强大的化学键，因此，一旦该化学键遭到损坏，特别是氧化，该物质整个结构就会破裂松散，最终导致开裂现象出现。

3.2电线电缆护套材料的开裂类型

3.2.1机械性

护套材料的机械性开裂又分为外部和内部两种。外部即外在因素作用导致的切伤、碰伤、刮破等。内部则是在电流作用下产生的恶化。两者并不是孤立存在的，在实际使用过程中，基本上是互相作用、同步进行的结果。

3.2.2化学性开裂

该开裂原理是由于触碰具有腐蚀效果的化学物质从而导致产生化学反应的过程，由于化学反应的作用导致护套材料中对的化学键高分子发生膨胀，其结构 整体被改变，最终导致开裂。

3.2.3老化开裂

也就是光、电、热等因素在使用过程中长时间侵袭高分子结构，导致其内部出现氧化，最后高分子化学键断裂，进而开裂的过程，也称电老化、热老化、光老化等。

4.结语

电线电缆作为电力部门的基础设备，关系着整个供电系统的稳定和质量，同时使用过程中一旦电线电缆在各种因素作用下发生损害、老化等现象，就非常容易干扰整个供电的质量，同时，一旦有老化现象出现，就需要派遣人员及时进行调整维修，后期投入较大，因此搞清楚其本质原因，进一步分析，及时进行调整预防，做好充分的排查工作，能够有效减少报废和损伤率，延长电线电缆的使用年限，保障人民安全和用电需求。

参考文献

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[5]陈龙，叶斌，朱彤，等 . 电线电缆用高强度低烟无卤阻燃硅橡胶材料的制备与应用研究 [J]. 广东化工，2019，46（2）：105-106.