交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣材料的耐溫等級主要依據(jù)其長期工作溫度和短期過載溫度劃分,核心標(biāo)準(zhǔn)如下:
一、長期工作溫度
常規(guī)耐溫等級:
交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的長期工作溫度上限為 90℃。這一溫度下,電纜可保持40年以上的熱壽命,適用于大多數(shù)工業(yè)和民用場景。特殊應(yīng)用場景:
部分改良型XLPE材料或通過特殊工藝處理的電纜,長期工作溫度可提升至 105℃,但需結(jié)合具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60502)確認(rèn)。
核電站等極端環(huán)境使用的XLPE電纜,可能通過材料優(yōu)化實(shí)現(xiàn)更高耐溫性,但需符合無鹵、低煙等安全要求。
二、短期過載溫度
短路狀態(tài):
銅導(dǎo)體電纜在短路時(shí)(持續(xù)時(shí)間≤5秒),允許最高溫度為 250℃。
鋁導(dǎo)體電纜的短路耐受溫度為 200℃。
這一特性使XLPE電纜在瞬時(shí)過載或故障時(shí)仍能保持結(jié)構(gòu)完整性。
短時(shí)過載:
部分標(biāo)準(zhǔn)(如日本、瑞典)建議將XLPE電纜的短時(shí)過載溫度降至 110℃ 或 105℃,以延長材料壽命。
實(shí)際工程中,短時(shí)過載溫度需根據(jù)電纜載流量、環(huán)境溫度及散熱條件綜合確定。
三、耐溫等級劃分依據(jù)
材料改性:
XLPE通過化學(xué)交聯(lián)(如過氧化物交聯(lián))或物理交聯(lián)(如輻照交聯(lián))將聚乙烯從熱塑性轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁绦?,顯著提升耐熱性。
添加抗氧劑、電壓穩(wěn)定劑等添加劑可進(jìn)一步優(yōu)化高溫性能,減少電樹枝化等老化現(xiàn)象。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范:
IEC 60502:規(guī)定XLPE電纜長期工作溫度為90℃,短路溫度為250℃(銅導(dǎo)體)。
GB/T 12706:中國標(biāo)準(zhǔn)與IEC基本一致,明確XLPE電纜的耐溫等級。
行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn):如核電站電纜需滿足無鹵、低煙、耐輻射等附加要求,耐溫等級可能更高。
四、不同耐溫等級的應(yīng)用場景
| 耐溫等級 | 典型應(yīng)用場景 | 材料要求 |
|---|---|---|
| 90℃(長期) | 工業(yè)裝置、配電網(wǎng)、室內(nèi)/隧道敷設(shè) | 常規(guī)XLPE,滿足IEC 60502標(biāo)準(zhǔn) |
| 105℃(長期) | 高溫工業(yè)環(huán)境、密集敷設(shè)場景 | 改良型XLPE,需通過特殊工藝處理 |
| 250℃(短路) | 瞬時(shí)過載、故障狀態(tài) | 銅導(dǎo)體XLPE,結(jié)構(gòu)需能承受熱沖擊 |
| 110℃/105℃(短時(shí)) | 歐洲/日本市場,延長電纜壽命 | 優(yōu)化交聯(lián)工藝,降低短時(shí)過載溫度 |
五、與其他絕緣材料的對比
| 材料類型 | 長期耐溫 | 短期耐溫 | 優(yōu)勢 | 劣勢 |
|---|---|---|---|---|
| PVC | 70℃ | 90℃ | 成本低、易加工 | 燃燒釋放有毒氣體,耐溫性差 |
| 硅橡膠 | 180℃ | - | 耐高溫、柔韌性好 | 成本高、機(jī)械強(qiáng)度較低 |
| 氟塑料(FEP/PFA) | 200℃-260℃ | - | 耐腐蝕、耐高溫 | 成本極高,加工難度大 |
| XLPE | 90℃-105℃ | 250℃ | 性價(jià)比高、機(jī)械強(qiáng)度好 | 需嚴(yán)格控溫,避免過 |
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