不同温度热老化条件下交联聚乙烯电缆绝缘热性能和力学性能的劣化趋势研究

李欢¹，李建英²，马永翔¹，闫群民¹，欧阳本红²

1. 陕西理工大学电气工程学院2. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室

摘 要：对110 k V交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘在100℃和160℃进行加速热老化实验,研究不同温度热老化条件下XLPE绝缘热性能和力学性能的劣化规律。通过红外光谱分析(FTIR)和差示量热扫描分析(DSC)表征了热老化试样中抗氧化剂的含量;通过X射线衍射(XRD)计算了不同热老化试样的结晶度;通过热重分析(TGA)研究了热老化试样的热降解特性;通过拉伸实验研究了热老化试样的力学性能。结果表明:热老化引发的氧化反应导致XLPE试样中的抗氧化剂逐渐消耗。当抗氧化剂存在时,氧化反应被抑制,XLPE试样的热性能和力学性能并未明显劣化,甚至还出现了一定程度的提升。当抗氧化剂消耗完毕后,氧化反应快速进行,引发剧烈的分子链断裂,结晶度下降,导致热性能和力学性能快速劣化。相比100℃热老化试样,160℃热老化试样的热性能和力学性能劣化更快,这是由更快的氧化反应速率以及结晶区遭受到更严重的破坏导致的。

关键词：XLPE;热老化;结晶度;热性能;力学性能;