电线电缆绝缘材料的交联方式

　　交联绝缘电线电缆具有优异的电气性能，良好的运行安全性能和热过载机械特性，以及安装运行维修简便等优点。

　　电线电缆绝缘材料的交联机理是采用物理或化学方法，使高分子绝缘材料由线性分子结构转变成三维网状结构，由热塑性材料变成热固性绝缘材料，从而提高了绝缘材料的耐老化性能，机械性能和耐环境的能力。美国从五十年代发明交联绝缘电线电缆，六十年代逐步得到应用。近十年来，国内也越来越多地广泛使用交联绝缘，它代替了油纸绝缘，并正在逐步取代PVC塑料绝缘。

　　交联绝缘的品种很多，从交联的机理上主要分成两大类，即物理交联和化学交联。

　　1、化学交联：化学交联又分高温交联和低温交联两种方法。

　　（1）、高温交联又称过氧化物交联，一般采用有机过氧化物作为交联剂，在热的作用下，分解生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上产生活性点，并产生C-C交联键，形成三维网状结构。
　　高温交联包括蒸汽交联和干法交联两种工艺形式，国外交联电缆在六十年代大多采用蒸汽交联工艺，由于蒸汽交联使绝缘中的水分含量增加，绝缘品质不好，目前已经完全被淘汰了；七十年代开始，国外普遍应用干法交联工艺，使用高压硫化管道，快速加热的方法进行交联。

　　（2）、低温交联又称温水交联或硅烷交联，电缆在70-90℃的温水中交联，绝缘中的交联剂--硅烷在吸水后，线性结构反应生成网状的交联结构。

　　2、物理交联：又称辐照交联，分为γ-射线交联和电子束交联两种方法。
　　
　　（1）、γ-射线交联由于剂量率低，照射过程中无法穿透线缆的芯线，所以，目前只是在热缩材料的交联中有应用，而电线电缆生产中一般不采用γ-射线交联。

　　（2）、电子束交联，利用电子加速器配合束下辐照装置，采用高能量电子束（一般能量在1.0-3.0MeV之间）对电线电缆的绝缘层进行照射，引发高分子材料产生自由基，形成C-C交联键，生成三维网状结构。

　　目前，高温交联（或称干法交联）由于设备投资大，耗电量大，生产速度慢，生产线庞大，线缆在生产过程中存在高温和高压力，如果电缆截面较小，在生产线上会被拉细或拉断；同时更换产品规格时间长，头尾的物料浪费严重，相对生产成本较高。因此，干法交联适合于生产10-500KV的70mm2以上的大截面，高电压等级的电缆。
　　
　　温水交联（或称硅烷交联）因为水分不容易渗入厚的绝缘层中，一般用于生产10KV以下的电缆，由于在生产过程中有水和气体生成，长期使用过程中易产生水树、电树等问题；同时，对于硅烷料的杂质含量，介电性能以及温水交联的温度和交联速度即绝缘材料的交联度的控制，工艺技术上较难掌握。

　　辐照交联（或称物理交联）电线电缆的交联度随着辐照剂量的增加而增加，通过控制加速器及束下设备的运行参数，可以获得重复性非常好的交联度值。同时，由于辐照交联是在常温常压下交联，辐照过程中不存在高压力和高温度，不需要加水或加热，交联中没有水和气体生成，因此长期使用中不会发生水树、电树等影响电线电缆寿命的老化，不存在电线电缆内部结构变动或熔化或降低电线电缆的拉断力。但由于受加速器能量以及束下设备的限制，辐照交联一般适用于10KV以下630mm2以内的电线电缆的生产。

　　辐照交联方法生产的电线电缆具有耐热、耐磨损、耐切通性、耐环境应力开裂、耐腐蚀性、抗张强度高、耐烙铁性，与其它交联加工方法相比较，绝缘性能更佳，不会因未反应的催化物而导致高聚物的降解，可提高电性能、热老化性和材料的稳定性。

　　电子加速器针对电线电缆的辐照方式，已经开发出三面扫描，四面扫描装置，以及采用双面多次辐照、沿扫描窗纵向旋转辐照等方法，同时采用电线电缆芯线单独接地等方式彻底克服了辐照不均匀，弯曲次数多，存在空间电荷等缺陷。而辐照交联绝缘品质最佳，交联度高，耐热耐候性好，速度快，效率高，成本低等诸多优点，以被越来越多的电线电缆生产厂家所重视，近十年来，国内已有十几家大型电线电缆厂投产了加速器辐照交联设备，并取得了相当良好的经济效益。
　　
　　特别值得提出的是通过对高聚物中添加耐温、阻燃等性能的助剂，经过辐照交联可以生产出耐温等级达到125-150℃的高温线缆，而低烟无卤耐热阻燃性能的线缆，只能采用辐照交联的方式进行生产。

　　因此，辐照交联是各种软线、电气装备线缆、耐高温和阻燃电线电缆的最理想的工艺方法和生产方式。

　　随着我国经济高速稳定的增长，加入WTO，国际经济技术交流的加快，各行各业对线缆的要求越来越高，不但要求阻燃和不易然性，而且要求燃烧时具有低烟无毒的性能，更注重产品的无毒，防火，安全性能。同时，出口的机电产品，家用电器等电气装备用线都要符合进口国严格、苛刻的安全指标，而欧共体国家将在2004年取消聚氯乙烯电线电缆标准，不再使用。
可见，辐照交联电线电缆产品以其适应范围广，低成本，高效率，高性能，高品质，必将拥有广阔的发展前景。