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交联聚乙烯电缆屏蔽层质料的特性？

2024-02-26

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交联聚乙烯电缆屏蔽层质料的特性？

在电缆结构上的所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场漫衍的步伐。电缆导体由多根导丝绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体外貌不平滑，会造成电场集中。在导体外貌加一层半导电质料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而制止在导体与绝缘层之间爆发局部放电。这一层屏蔽，又称为内屏蔽层。

在绝缘外貌和护套接触处，也可能保存间隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘外貌易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层外貌加一层半导电质料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而制止在绝缘层与护套之间爆发局部放电。

屏蔽层的质料是半导电质料，其体积电阻率为10^3-10^6Ω· m。

挤包绝缘电缆的屏蔽层质料是加入碳黑粒子的聚合物。

没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层。这个金属屏蔽层的作用，在正常运行时通过电容电流；当系统爆发短路时，作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用。在电缆结构设计中，要凭据系统短路电流的巨细，对金属屏蔽层的截面积提出相应的要求。

交联聚乙烯电缆屏蔽层质料的特性

被用作电缆屏蔽料的聚合物是乙烯基共聚物质料。它们是丙烯和别的单体如EVA、EEA、EBA等的聚合物。实质上说，它们是弹性体质料。每个共物单体提供差别的性能给用于屏蔽的共聚物质料。与绝缘质料一样，人们关注其分子量和分子量漫衍，以及挤出特性。如同交联型绝缘料，屏蔽质料也要能够交联；然而，结晶性不是大问题，炭黑是目前最常用的，其会影响质料的加工和性能。

那炭黑的作用又是什么呢？在共聚物质料中添加半导电炭黑可以获得半导电性。添加炭黑并适当处理后，炭黑填充的聚合物具有半导电性。炭黑也叫炉黑或乙炔炭黑；炉黑可由石油和天燃气的不完全氧化获得，而乙炔炭黑是由乙炔在高温下的剖析产品。除了具有导电性外，炭黑还需有平滑外貌，适当的粒子尺寸，纯度以及其在聚合物中的疏散性。

很久以前，人们就意识到添加有炭黑的弹性体的性质受许多因素制约：①炭黑的性质，②炭黑的浓度，③聚合物基体的性质，④交联体系。后者不是目前任务，但别的因素是有相互联系的。

当炭黑在聚合物中形成聚集体时，就可获得导电性，导电性使得电子可以流动。可是要意识到聚集体间的电子隧道使得在半导电层爆发了导电行为。半导电屏蔽料最终的电性能是由聚集体结构和炭黑尺寸决定的。图5-17揭示了相互间关系是如何影响物理和电性能的.

具有高品质结构的炭黑趋向通报更大的导电性和硬结构进而聚集形成簇。等炭黑添加到弹性体中时，这种结构会被破坏，破坏水平受炭黑的种类和混淆工艺的影响，因此，合理控制很要害。半导电屏蔽质料中炭黑的浓度取决于炭黑的种类，其规模在12％-30％之间。

外貌平滑是必不可少的，确保与绝缘的接处不会有突起；突起会导致高应力点的形成，处于湿润情况时，水树很容易形成。当泛起在半导电屏蔽界面时，突起取决于炭黑的几何形状和高度。因此，炭黑的疏散性和细度是获得均一平滑外貌的要害因素。炭黑在聚合物中的均匀疏散，以及恰当的混淆和处理技术是必须的。

纯度是又一个要害因素。制备好后，炭黑可能含有少量的水分、硫和无机盐。硫会损害电性能，大部分无机盐来自加工历程中用于冷却的水。在已往人们十分关注无机离子。与乙炔炭黑相比，一直应用直到20世纪80年代中期的炉黑有更多的离子含量；这会导致水树的生成，进而失败。最近，清洁度增加的炉黑开始被使用；需要注意的是，年代较远的电缆在它们的屏蔽料中用的就是炉黑。

也可以添加别的添加剂。例如，添加别的添加剂来获得具有一定剥离性的绝缘屏蔽料，可是此类添加剂不允许添加到导体屏蔽料中。导体屏蔽料不可被剥离。

最后，含有炭黑的屏蔽料还需要具有挤出性和可交联性，就与绝缘料一样。在这种情况下，就可以在设计的规模内获得三层挤出。影响导电性的因素有炭黑的类型和含量，加工工艺，交联体系和别的组分�；【酆衔锏睦嘈褪呛苤匾�；例如，关于导体屏蔽，组合如下：(a)炉黑与EVA、EEA共聚，(b)乙炔炭黑与EVA、EBA共聚。

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导体屏蔽与绝缘屏蔽的区别

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