Uloga antioksidanata u produženju vijeka trajanja kablova izoliranih umreženim polietilenom (XLPE)
Umreženi polietilen (XLPE)je primarni izolacijski materijal koji se koristi u kablovima srednjeg i visokog napona. Tokom svog operativnog vijeka, ovi kablovi se suočavaju s različitim izazovima, uključujući različite klimatske uslove, temperaturne fluktuacije, mehanička naprezanja i hemijske interakcije. Ovi faktori zajedno utiču na izdržljivost i dugovječnost kablova.
Važnost antioksidanata u XLPE sistemima
Da bi se osigurao produženi vijek trajanja kablova izolovanih XLPE-om, ključno je odabrati odgovarajući antioksidans za polietilenski sistem. Antioksidansi igraju ključnu ulogu u zaštiti polietilena od oksidativne degradacije. Brzom reakcijom sa slobodnim radikalima koji se stvaraju unutar materijala, antioksidansi formiraju stabilnija jedinjenja, poput hidroperoksida. Ovo je posebno važno jer se većina procesa umrežavanja za XLPE zasniva na peroksidu.
Proces degradacije polimera
Vremenom, većina polimera postepeno postaje krhka zbog kontinuirane degradacije. Kraj životnog vijeka polimera se obično definira kao tačka u kojoj se njihovo izduženje pri prekidu smanjuje na 50% prvobitne vrijednosti. Iznad ovog praga, čak i manje savijanje kabla može dovesti do pucanja i loma. Međunarodni standardi često usvajaju ovaj kriterij za poliolefine, uključujući umrežene poliolefine, kako bi procijenili performanse materijala.
Arrheniusov model za predviđanje vijeka trajanja kabela
Odnos između temperature i vijeka trajanja kabla se obično opisuje Arrheniusovom jednačinom. Ovaj matematički model izražava brzinu hemijske reakcije kao:
K = D e(-Ea/RT)
Gdje:
K: Specifična brzina reakcije
D: Konstanta
Ea: Energija aktivacije
R: Boltzmannova plinska konstanta (8,617 x 10-5 eV/K)
T: Apsolutna temperatura u Kelvinima (273+ Temp u °C)
Algebarski preuređena, jednačina se može izraziti kao linearni oblik: y = mx+b
Iz ove jednačine, energija aktivacije (Ea) može se izvesti korištenjem grafičkih podataka, što omogućava precizna predviđanja vijeka trajanja kabla pod različitim uslovima.
Testovi ubrzanog starenja
Da bi se odredio vijek trajanja kablova izolovanih XLPE-om, ispitni uzorci trebaju biti podvrgnuti eksperimentima ubrzanog starenja na najmanje tri (po mogućnosti četiri) različite temperature. Ove temperature moraju obuhvatati dovoljan raspon da se uspostavi linearni odnos između vremena do kvara i temperature. Važno je napomenuti da najniža temperatura izlaganja treba rezultirati prosječnim vremenom do krajnje tačke od najmanje 5.000 sati kako bi se osigurala validnost podataka ispitivanja.
Primjenom ovog rigoroznog pristupa i odabirom visokoučinkovitih antioksidansa, operativna pouzdanost i dugovječnost XLPE-izoliranih kablova mogu se značajno poboljšati.
Vrijeme objave: 23. januar 2025.