Uloga antioksidansa u produljenju životnog vijeka kabela izoliranih umreženim polietilenom (XLPE)
Umreženi polietilen (XLPE)je primarni izolacijski materijal koji se koristi u srednjenaponskim i visokonaponskim kabelima. Tijekom svog radnog vijeka, ovi kabeli se suočavaju s različitim izazovima, uključujući različite klimatske uvjete, temperaturne fluktuacije, mehanička naprezanja i kemijske interakcije. Ovi čimbenici zajedno utječu na trajnost i dugovječnost kabela.
Važnost antioksidansa u XLPE sustavima
Kako bi se osigurao dulji vijek trajanja kabela izoliranih XLPE-om, ključno je odabrati odgovarajući antioksidans za polietilenski sustav. Antioksidansi igraju ključnu ulogu u zaštiti polietilena od oksidativne degradacije. Brzom reakcijom sa slobodnim radikalima koji se stvaraju unutar materijala, antioksidansi tvore stabilnije spojeve, poput hidroperoksida. To je posebno važno jer se većina procesa umrežavanja za XLPE temelji na peroksidu.
Proces razgradnje polimera
Tijekom vremena, većina polimera postupno postaje krhka zbog kontinuirane degradacije. Kraj životnog vijeka polimera obično se definira kao točka u kojoj se njihovo istezanje pri prekidu smanjuje na 50% izvorne vrijednosti. Iznad ovog praga, čak i manje savijanje kabela 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 kabela obično se opisuje Arrheniusovom jednadžbom. Ovaj matematički model izražava brzinu kemijske reakcije kao:
K = D e(-Ea/RT)
Gdje:
K: Specifična brzina reakcije
D: Konstanta
Ea: Energija aktivacije
R: Boltzmannova plinska konstanta (8,617 x 10⁻⁶ eV/K)
T: Apsolutna temperatura u Kelvinima (273+ Temp u °C)
Algebarski preuređena, jednadžba se može izraziti kao linearni oblik: y = mx+b
Iz ove jednadžbe, energija aktivacije (Ea) može se izvesti pomoću grafičkih podataka, što omogućuje precizna predviđanja vijeka trajanja kabela u različitim uvjetima.
Testovi ubrzanog starenja
Kako bi se odredio vijek trajanja kabela izoliranih XLPE-om, ispitni uzorci trebaju biti podvrgnuti eksperimentima ubrzanog starenja na najmanje tri (po mogućnosti četiri) različite temperature. Te temperature moraju obuhvaćati dovoljan raspon kako bi se uspostavio linearni odnos između vremena do kvara i temperature. Važno je napomenuti da najniža temperatura izlaganja treba rezultirati prosječnim vremenom do krajnje točke od najmanje 5000 sati kako bi se osigurala valjanost podataka ispitivanja.
Primjenom ovog rigoroznog pristupa i odabirom visokoučinkovitih antioksidansa, operativna pouzdanost i dugovječnost XLPE-izoliranih kabela mogu se značajno poboljšati.
Vrijeme objave: 23. siječnja 2025.