5. 13 中压绝缘材料的比较
表 5- 5 列出了几种电缆绝缘材料的性能参数。 表中把天然聚合纤维材料 ( 例如, 绝缘纸) 与人工合成聚烯烃为基的材料 ( XLPE、 TR- XLPE 和 EPR) 的主要差异进行总结, 容易查阅。 表格内容主要是通用的, 不十分精确。 例如, 其中 EPR的参数主要是根据 5. 6. 1 节的通用内容讨论的。 关于 EPR, 需要说明的是, 由于表格较小, 不能完全考虑到组分、 介质损耗, 以及稳定剂等方面。 因此, 不要企图在表中能够找到所有的 EPR 材料的信息。 需要仔细查找和对比各个 EPR 之间的差异
( 如同比较 XLPE、 TR- XLPE 以及纸绝缘系统)。
表 5- 5 中压电缆绝缘材料的通用性能比较
XLPE / TR- XLPE EPR 纸 / 绝 缘 液
合成聚合物 固体介质 人工聚合物 固体介质 天然纤维, 带材附带天然或者
人工合成油
碳 氢 聚 合 物 碳 氢 聚 合 物 碳 氢 氧 聚 合 物
损 耗 低 填 充 型 损 耗 高 损 耗 高
半 结 晶 接 近 不 结 晶 , 非 晶 纸 : 结 晶 纤 维 , 油 : 非 晶
温度上升热膨胀 温度上升轻微热膨胀 油: 温度上升轻微热膨胀, 并
在纸带间迁移
交 联 聚 合 物 结 构 交 联 聚 合 物 结 构 不 交 联
水和电场产生水树, TR- XLPE
抗水树
水和电场产生水树, 发展比
XLPE 慢
水破坏碳氧键, 无水树
( 续)
XLPE / TR- XLPE EPR 纸 / 绝 缘 液
干态老化最终产生电树 干态老化最终产生电树 干态老化最终产生分子链裂解介电常数低 介电常数稍高 介电常数最高
TR- XLPE
电 缆 柔 软 性 劣 于 EPR 电 缆 柔 软 性 优 于 XLPE 和
不适用 ( 有铅包)
重量低于纸绝缘电缆 | 重量低于纸绝缘电缆 | 重量高于挤包绝缘电缆 |
故障容易修复 | 故障容易修复 | 与挤包绝缘比, 故障难修复 |
附件易安装 | 附件易安装 | 附件难安装 |
浪涌、 直流试验会损坏旧电缆,降低寿命
浪涌、 直流试验会损坏旧电缆, 减少寿命
没有降低寿命的证据
有很多 EPR 的配方, 老化情况各不相同。 混合过程以及非聚合的添加剂如填料等都是影响材料性能的重要参数。 5. 6. 3 节给出了一些 EPR 材料的对比情况。
与聚合物绝缘材料相比, 热固性聚合物是不能再加工、 成型和回收利用的。 一些硬质或者玻璃质的聚合物也具备上述特征, 比如环氧树脂。 一旦交联后, 由于不能重新熔融, 这些材料就不能再加工和再利用。 但是, 常用的聚乙烯是热塑性的,可以重新熔融 ( 因此就能再加工和再利用, 作为电缆或者其他产品)。
表 5- 6 再制造能力区分聚合物类型
再 利 用 到 再 制 造
聚合物绝缘 | 聚合物分类 | 交联 ( 热固) | 非交联 ( 热塑) | 其他产品 | ( 改变形状) |
HMWPE | 半结晶 | 否 | 是 | 是 | 是 |
XLPE | 半结晶 | 是 | 否 | 否 | 是 |
环氧树脂 | 硬质/ 非晶 | 是 | 否 | 否 | 否 |
EPR 绝缘 | 柔软/ 非晶 | 是 | 否 | 否 | 否 |
乙烯共聚物
( 护层)
柔软
( 非晶)
是 否 否 否
对 XLPE 的分类有些模糊。 既然 XLPE 是交联型的, 不能回收再利用制成其他产品, 但是它可以变形 ( 不像环氧树脂那样)。 这是由于XLPE 的半结晶特性所致。温度升高时, 结晶区可以重新熔融, 非结晶区则不能。 采用物理上的修改和冷却就可以使 XLPE 变成需要的形状。 因此, 半结晶的聚合物, 即使交联后, 还可以再制造 (5. 4. 3 节也有涉及)。 表 5- 6 总结了上述区别。