加速热氧老化中交联聚乙烯电缆绝缘聚集态结构与介电强度关联性研究

为了研究加速热氧老化对中交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘聚集态结构和介电强度的关联性,对XLPE电缆绝缘进行了X射线衍射实验、扫描电子显微镜观察、差示扫描量热分析、工频击穿实验和氧化诱导期测量。实验结果表明:氧化诱导期先快速下降然后接近于0。根据氧化诱导期实验可以将加速热氧老化可以分为两个阶段,即重结晶期和热氧老化期。在重结晶期结晶度、晶体熔融温度和工频击穿场强略微上升。与此同时,氧化诱导期快速下降,表明试样内部的抗氧化剂被大量消耗。在热氧老化期结晶度、晶体熔融温度和工频击穿场强均显著下降,氧化诱导期接近于0,表明试样内部的抗氧化剂已基本消耗完毕。此阶段XLPE中氧化反应可以自发加速进行,产生了较多的断链及氧化产物。根据上述实验结果,提出了一种基于热膨胀力和氧化反应的热氧老化模型,对老化过程中XLPE电缆绝缘聚集态结构和介电强度的劣化过程进行了解释。