交聯(lián)聚乙烯電纜屏蔽層材料的特性？
在電纜結(jié)構(gòu)上的所謂“屏蔽”，實(shí)質(zhì)上是一種改善電場分布的措施。電纜導(dǎo)體由多根導(dǎo)絲絞合而成，它與絕緣層之間易形成氣隙，導(dǎo)體表面不光滑，會(huì)造成電場集中。在導(dǎo)體表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的導(dǎo)體等電位，并與絕緣層良好接觸，從而避免在導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電。這一層屏蔽，又稱為內(nèi)屏蔽層。
在絕緣表面和護(hù)套接觸處，也可能存在間隙，電纜彎曲時(shí)，油紙電纜絕緣表面易造成裂紋，這些都是引起局部放電的因素。在絕緣層表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸，與金屬護(hù)套等電位，從而避免在絕緣層與護(hù)套之間發(fā)生局部放電。
屏蔽層的材料是半導(dǎo)電材料，其體積電阻率為10^3-10^6Ω· m。
擠包絕緣電纜的屏蔽層材料是加入碳黑粒子的聚合物。
沒有金屬護(hù)套的擠包絕緣電纜，除半導(dǎo)電屏蔽層外，還要增加用銅帶或銅絲繞包的金屬屏蔽層。這個(gè)金屬屏蔽層的作用，在正常運(yùn)行時(shí)通過電容電流；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，作為短路電流的通道，同時(shí)也起到屏蔽電場的作用。在電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要根據(jù)系統(tǒng)短路電流的大小，對金屬屏蔽層的截面積提出相應(yīng)的要求。
交聯(lián)聚乙烯電纜屏蔽層材料的特性
被用作電纜屏蔽料的聚合物是乙烯基共聚物材料。它們是丙烯和別的單體如EVA、EEA、EBA等的聚合物。本質(zhì)上說，它們是彈性體材料。每個(gè)共物單體提供不同的性能給用于屏蔽的共聚物材料。與絕緣材料一樣，人們關(guān)注其分子量和分子量分布，以及擠出特性。如同交聯(lián)型絕緣料，屏蔽材料也要能夠交聯(lián)；然而，結(jié)晶性不是大問題，炭黑是目前最常用的，其會(huì)影響材料的加工和性能。
那炭黑的作用又是什么呢？在共聚物材料中添加半導(dǎo)電炭黑可以獲得半導(dǎo)電性。添加炭黑并適當(dāng)處理后，炭黑填充的聚合物具有半導(dǎo)電性。炭黑也叫爐黑或乙炔炭黑；爐黑可由石油和天燃?xì)獾牟煌耆趸@得，而乙炔炭黑是由乙炔在高溫下的分解產(chǎn)物。除了具有導(dǎo)電性外，炭黑還需有光滑表面，適當(dāng)?shù)牧Ｗ映叽纾兌纫约捌湓诰酆衔镏械姆稚⑿浴?/p>
很久以前，人們就意識(shí)到添加有炭黑的彈性體的性質(zhì)受很多因素制約：①炭黑的性質(zhì)，②炭黑的濃度，③聚合物基體的性質(zhì)，④交聯(lián)體系。后者不是目前任務(wù)，但別的因素是有相互聯(lián)系的。
當(dāng)炭黑在聚合物中形成聚集體時(shí)，就可獲得導(dǎo)電性，導(dǎo)電性使得電子可以流動(dòng)。但是要意識(shí)到聚集體間的電子隧道使得在半導(dǎo)電層產(chǎn)生了導(dǎo)電行為。半導(dǎo)電屏蔽料最終的電性能是由聚集體結(jié)構(gòu)和炭黑尺寸決定的。圖5-17揭示了相互間關(guān)系是如何影響物理和電性能的.
具有高品質(zhì)結(jié)構(gòu)的炭黑趨向傳遞更大的導(dǎo)電性和硬結(jié)構(gòu)進(jìn)而聚集形成簇。等炭黑添加到彈性體中時(shí)，這種結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，破壞程度受炭黑的種類和混合工藝的影響，因此，合理控制很關(guān)鍵。半導(dǎo)電屏蔽材料中炭黑的濃度取決于炭黑的種類，其范圍在12％-30％之間。
表面光滑是必不可少的，確保與絕緣的接處不會(huì)有突起；突起會(huì)導(dǎo)致高應(yīng)力點(diǎn)的形成，處于潮濕環(huán)境時(shí)，水樹很容易形成。當(dāng)出現(xiàn)在半導(dǎo)電屏蔽界面時(shí)，突起取決于炭黑的幾何形狀和高度。因此，炭黑的分散性和細(xì)度是獲得均一光滑表面的關(guān)鍵因素。炭黑在聚合物中的均勻分散，以及恰當(dāng)?shù)幕旌虾吞幚砑夹g(shù)是必須的。
純度是又一個(gè)關(guān)鍵因素。制備好后，炭黑可能含有少量的水分、硫和無機(jī)鹽。硫會(huì)損害電性能，大部分無機(jī)鹽來自加工過程中用于冷卻的水。在過去人們十分關(guān)注無機(jī)離子。與乙炔炭黑相比，一直應(yīng)用直到20世紀(jì)80年代中期的爐黑有更多的離子含量；這會(huì)導(dǎo)致水樹的生成，進(jìn)而失敗。最近，清潔度增加的爐黑開始被使用；需要注意的是，年代較遠(yuǎn)的電纜在它們的屏蔽料中用的就是爐黑。
也可以添加別的添加劑。例如，添加別的添加劑來獲得具有一定剝離性的絕緣屏蔽料，但是此類添加劑不允許添加到導(dǎo)體屏蔽料中。導(dǎo)體屏蔽料不能被剝離。
最后，含有炭黑的屏蔽料還需要具有擠出性和可交聯(lián)性，就與絕緣料一樣。在這種情況下，就可以在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)獲得三層擠出。影響導(dǎo)電性的因素有炭黑的類型和含量，加工工藝，交聯(lián)體系和別的組分。基礎(chǔ)聚合物的類型是很重要的；例如，對于導(dǎo)體屏蔽，組合如下：(a)爐黑與EVA、EEA共聚，(b)乙炔炭黑與EVA、EBA共聚。
關(guān)鍵詞：
上一頁：
分享到
您對我們的產(chǎn)品或售后服務(wù)有任何疑問嗎？
只需通過以下方式聯(lián)系我們：
手機(jī)：13930972999
企業(yè)地址：河北省邢臺(tái)市寧晉縣賈家口工業(yè)區(qū)
微信二維碼
