Il ruolo degli antiossidanti nel migliorare la durata della vita dei cavi isolati in polietilene reticolato (XLPE)
Polietilene reticolato (XLPE)è un materiale isolante primario utilizzato nei cavi di media e alta tensione. Durante la loro vita operativa, questi cavi affrontano diverse sfide, tra cui diverse condizioni climatiche, fluttuazioni della temperatura, stress meccanico e interazioni chimiche. Questi fattori influenzano collettivamente la durata e la longevità dei cavi.
Importanza degli antiossidanti nei sistemi XLPE
Per garantire una durata di servizio prolungata per i cavi isolati XLPE, è cruciale selezionare un antiossidante appropriato per il sistema di polietilene. Gli antiossidanti svolgono un ruolo fondamentale nella salvaguardia del polietilene contro la degradazione ossidativa. Reagendo rapidamente con i radicali liberi generati all'interno del materiale, gli antiossidanti formano composti più stabili, come gli idroperossidi. Ciò è particolarmente vitale perché la maggior parte dei processi di reticolazione per XLPE sono a base di perossido.
Il processo di degradazione dei polimeri
Nel tempo, la maggior parte dei polimeri diventa gradualmente fragile a causa del degrado in corso. La fine della vita per i polimeri è in genere definita come il punto in cui il loro allungamento in pausa diminuisce al 50% del valore originale. Oltre a questa soglia, anche una minore flessione del cavo può portare a crack e guasti. Gli standard internazionali spesso adottano questo criterio per le poliolefine, comprese le poliolefine reticolate, per valutare le prestazioni dei materiali.
Modello Arrhenius per la previsione della vita via cavo
La relazione tra temperatura e durata del cavo è comunemente descritta usando l'equazione di Arrhenius. Questo modello matematico esprime il tasso di reazione chimica come:
K = d e (-ea/rt)
Dove:
K: velocità di reazione specifica
D: costante
EA: energia di attivazione
R: costante di gas Boltzmann (8.617 x 10-5 eV/K)
T: temperatura assoluta in Kelvin (273+ temp in ° C)
Riorganizzato algebrico, l'equazione può essere espressa come forma lineare: y = mx+b
Da questa equazione, l'energia di attivazione (EA) può essere derivata utilizzando dati grafici, consentendo previsioni precise della durata dei cavi in varie condizioni.
Test di invecchiamento accelerati
Per determinare la durata della vita dei cavi isolati XLPE, i campioni di test devono essere sottoposti a esperimenti di invecchiamento accelerati ad un minimo di tre (preferibilmente quattro) temperature distinte. Queste temperature devono coprire un intervallo sufficiente per stabilire una relazione lineare tra tempo a fallimento e temperatura. In particolare, la temperatura di esposizione più bassa dovrebbe comportare un punto temporale medio di almeno 5.000 ore per garantire la validità dei dati di test.
Impiegando questo approccio rigoroso e selezionando antiossidanti ad alte prestazioni, l'affidabilità operativa e la longevità dei cavi isolati XLPE possono essere significativamente migliorate.
Tempo post: 23-2025 gennaio