Изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена

Если честно, до сих пор встречаю проектировщиков, которые путают термоусаживаемый и химически сшитый полиэтилен — будто разница только в технологии производства. На деле же изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена это вообще другая философия работы с диэлектриками.

Почему перешли на сшивку пероксидом

Помню, в 2018 году на объекте в Казани пришлось экстренно менять партию кабеля — классический ПЭ не выдерживал перегрузок в трамвайных сетях. Тогда впервые заказали пробную партию от Чэнду Чжанхэ, и до сих пор на тех участках нет рекламаций. Ключевое отличие — не просто стабильность диэлектрических свойств, а способность 'затягивать' микротрещины при температурных деформациях.

Технологи пероксидной сшивки дают более равномерную пространственную сетку — это видно даже при растровой электронной микроскопии. Хотя лабораторные испытания не всегда отражают реальные условия: на морозе ниже -45°C некоторые марки начинают 'сыпаться', особенно если нарушена скорость охлаждения экструдера.

Коллеги из Энергосетей до сих пор спорят о целесообразности применения для ВЛ 110 кВ, но для подземных переходов альтернатив практически нет. Разве что дорогущий этиленпропиленовый каучук, но его экономически не оправдать.

Проблемы с адгезией при модификации

В прошлом году пытались внедрить антипиреновые добавки в композицию — получили снижение дымообразования на 30%, но адгезия к медной жиле упала катастрофически. Пришлось совместно с технологами ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов разрабатывать буферный подслой, который сейчас используют в кабелях серии FRLS.

Интересно, что на сайте https://www.zhxclkj.ru есть технические заметки про совместимость антипиренов с пероксидными инициаторами — жаль, не видел их раньше, сэкономили бы три месяца экспериментов. Их подход к экологичности не маркетинг: реально отслеживают миграцию пластификаторов в готовой изоляции.

Кстати, их разработки по безгалогенным составам особенно важны для объектов с повышенными требованиями к пожаробезопасности — тоннели метро, например. Там где обычный ПЭ при горении дает плотное задымление, их материал сохраняет прозрачность воздуха на критически важные 15-20 минут.

Нюансы монтажа которые не пишут в инструкциях

При соединении муфтами часто пережимают обжимные гильзы — для стандартного ПЭ это прощается, но у сшитого появляются точки остаточных напряжений. Через год-два в таких местах вероятно образование 'слез' — локальных выпотов полимера. Советую контролировать момент затяжки динамометрическим ключом, особенно для кабелей сечением выше 240 мм2.

Еще важный момент: после раскатки бухты нужно выдерживать 24 часа при положительной температуре перед монтажом. Химическая память формы у сшитого полиэтилена выражена сильнее, и если монтировать 'с мороза', возможно спиральное коробление изоляции при прогреве под нагрузкой.

Заметил интересный эффект на объектах с частыми коммутационными перенапряжениями — изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена со временем показывает лучшие характеристики трекингостойкости. Видимо, за счет рекомбинации радикалов в пространственной сетке.

Ошибки при выборе толщины изоляции

Проектировщики часто берят стандартные таблицы без учета реальных режимов работы. Для частотно-регулируемых приводов, например, нужно увеличивать толщину на 15-20% из-за гармонических искажений — стандартные расчеты на синусоидальное напряжение тут не работают.

У производителей вроде Чэнду Чжанхэ есть специальные калькуляторы для таких случаев — на том же https://www.zhxclkj.ru можно запросить расчет под конкретные условия. Жаль только что мало кто этим пользуется, предпочитая перестраховываться заказчиком.

Особенно критично для кабелей с переменной нагрузкой — там где обычный ПЭ стареет за 7-8 лет, химически сшитый выдерживает 12-15 без существенной деградации. Но это только при правильном подборе толщины!

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с нанокомпозитами на основе сшитого ПЭ — добавка 2-3% органо-модифицированной глины дает прирост к трекингостойкости, но сложно добиться равномерного распределения. Технологи ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов предлагают готовые маточные смеси, но пока не решена проблема совместимости с пероксидными инициаторами.

Основное ограничение — температурный режим эксплуатации. Хотя производители заявляют +90°C, при длительной работе на таких температурах идет ускоренное старение. На практике рекомендую не превышать +70°C для постоянной нагрузки.

Интересное направление — совмещение с полупроводящими слоями для кабелей среднего напряжения. Их разработки в области модифицированных пластиков здесь очень кстати — особенно антикоронационные покрытия с контролируемым сопротивлением.

В целом технология далека от потолка развития — те же силанольные группы в пространственной сетке можно использовать для введения дополнительных модификаторов. Думаю, через 5-6 лет увидим принципиально новые композиции на базе химически сшитого полиэтилена.