久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)給城市軌道交通的發(fā)展提供了新機(jī)遇與挑戰(zhàn)。電線電纜作為能源和信息的載體，在軌道交通領(lǐng)域起著重要的作用。軌道交通車輛用電纜通常指用于軌道交通車輛車體布線或車載設(shè)備間的連接線，根據(jù)應(yīng)用可分為傳輸電能的電力電纜、傳遞信號(hào)的控制電纜，以及傳輸信息的通信網(wǎng)絡(luò)電纜。

在軌道交通發(fā)展初期，中車集團(tuán)引進(jìn)了德國(guó)、法國(guó)、日本及加拿大相關(guān)技術(shù)進(jìn)行軌道交通車輛設(shè)計(jì)與制造，由于各技術(shù)平臺(tái)及設(shè)計(jì)理念不同，所造車型各不相同，因此引進(jìn)的原型車所搭載的電纜也各不相同。隨著自主化研發(fā)能力的不斷提升，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組被成功研制，其使用的電纜為歐標(biāo)系列市場(chǎng)主流電纜。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的軌道交通車輛用電纜產(chǎn)品主要包括：歐標(biāo)EN 50264、EN 50306、EN 50382系列電纜；國(guó)標(biāo)GB/T 12528系列電纜及TJ/CL 254、TJ/CL 313技術(shù)要求電纜。其中，歐標(biāo)EN 50382、EN 50264、EN 50306、MVB、WTB、CAT系列電纜用量最大。

絕緣材料及護(hù)套材料作為電纜的關(guān)鍵材料，需要具備優(yōu)良的力學(xué)性能、耐高低溫、耐環(huán)境介質(zhì)、阻燃等性能，技術(shù)含量高、開發(fā)難度大，目前主要依賴進(jìn)口材料。作為絕緣材料和護(hù)套材料主要成分的聚烯烴材料屬于易燃高分子材料，燃燒熱量大，易產(chǎn)生熔滴，導(dǎo)致極大的安全隱患；其要求應(yīng)用環(huán)境具有低煙、無(wú)鹵特性，增加了材料的阻燃技術(shù)難度，使阻燃技術(shù)成為電線電纜絕緣材料和護(hù)套材料開發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

鑒于健康、環(huán)境保護(hù)和安全等發(fā)展需求，以及越來(lái)越嚴(yán)格的法律法規(guī)限制，低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料（halogen-free flame retardant polyolefin, HFFRPO）得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

軌道交通車輛用電纜在服役過(guò)程中受到機(jī)械、油特別是其工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量等多種環(huán)境因素的共同作用，絕緣材料逐漸老化導(dǎo)致其電氣性能、力學(xué)性能等降低，當(dāng)性能下降至一定程度后，會(huì)破壞軌道交通的正常運(yùn)行，造成安全隱患，因此進(jìn)行絕緣材料熱老化壽命評(píng)估對(duì)軌道交通的重要性不言而喻。

一般可將絕緣材料的熱老化壽命評(píng)估方法劃分為兩類：一類是基于熱老化試驗(yàn)的常規(guī)壽命評(píng)估方法，該方法可靠性較高，但需要在幾個(gè)恒定的溫度下進(jìn)行老化試驗(yàn)并按期檢測(cè)性能指標(biāo)的變化，試驗(yàn)周期長(zhǎng)、占用人力物力多、耗能大，對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用來(lái)說(shuō)，評(píng)估結(jié)果反饋嚴(yán)重滯后，如時(shí)溫平移法；另一類是基于熱分析技術(shù)的快速熱老化壽命評(píng)估方法，如差式掃描量熱法（differential scanning calorimetry, DSC）、熱重分析（thermo- gravimetry, TG）法、熱重點(diǎn)斜（thermogravimetric point slope, TPS）法等方法，這類方法檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單、時(shí)間短且樣品需求量少，能夠?qū)€纜老化現(xiàn)象進(jìn)行快速評(píng)估。

對(duì)于工作中經(jīng)常受到電、熱和機(jī)械等因素作用而老化的絕緣材料，如電機(jī)中定子絕緣材料，常采用回歸分析、智能算法及數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行老化壽命的分析。對(duì)于輸電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，目前超低頻介質(zhì)損耗法可以檢測(cè)電纜的大部分缺陷，并能夠衡量電纜總體的工作狀態(tài)及絕緣材料的老化狀態(tài)。此外，通過(guò)絕緣材料本身理化特征的變化能夠反映絕緣材料的老化程度，此方法對(duì)于交聯(lián)聚乙烯絕緣材料較為適用。

在材料長(zhǎng)期服役過(guò)程中，樹脂材料中的樹脂部分會(huì)發(fā)生氧化，而無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料內(nèi)含有較多阻燃劑，阻燃劑穩(wěn)定性較好不會(huì)發(fā)生氧化。因此，用TG法和TPS法來(lái)研究低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的熱老化行為會(huì)受到內(nèi)部阻燃劑的影響。

哈爾濱理工大學(xué)等單位的研究人員以低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料（HFFRPO）為研究對(duì)象，采用常規(guī)熱老化壽命評(píng)估方法獲得熱老化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用Boltzmann模型對(duì)熱老化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合并推導(dǎo)力學(xué)性能參數(shù)變化至50%時(shí)的時(shí)間參數(shù)，以此為依據(jù)擬合出老化壽命曲線。此外，利用差式掃描量熱法（DSC）獲得活化能計(jì)算HFFRPO材料的老化壽命。

圖1 兩種熱老化壽命曲線的比較

他們最后得到以下結(jié)論：

1）采用Boltzmann模型擬合常規(guī)老化方法獲得的熱老化數(shù)據(jù)，擬合后的抗拉強(qiáng)度保留率及斷裂伸長(zhǎng)率保留率為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間較為接近，擬合效果較好，以此為依據(jù)推導(dǎo)材料在90℃工作的老化壽命分別為28.2年和47年。

2）以非等溫DSC熱氧老化方法獲得的活化能為依據(jù)推導(dǎo)出的老化壽命較常規(guī)法偏離較大，不適合用于無(wú)鹵阻燃電纜材料老化壽命的計(jì)算，但材料活化能的變化與材料老化狀態(tài)密切相關(guān)，通過(guò)活化能的變化可反映材料的氧化程度。

因此，對(duì)于添加助劑較多的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜材料，基于常規(guī)老化方法以力學(xué)性能指標(biāo)保留率為壽命評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，能夠獲得符合實(shí)際應(yīng)用情況的老化壽命；基于活化能計(jì)算的壽命結(jié)果偏離較大，不適合對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜材料進(jìn)行壽命評(píng)估。

本文編自2021年第12期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“軌道交通車輛用電纜絕緣材料熱老化壽命評(píng)估方法”，作者為王春鋒、周佳龍 等。