交联电缆绝缘老化强度变化率超标原因及改善
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点10kV交联电缆终端是电力系统中的重要设备,其正常运行对于电力系统的稳定运行和安全供电具有非常重要的意义。
在实际运行中,10kV交联电缆终端故障时有发生,给电力系统的稳定性和安全性带来了不小的隐患。
对10kV交联电缆终端故障原因进行分析,并提出相应的制作要点,对于确保电力系统的可靠运行具有十分重要的意义。
1. 设备老化10kV交联电缆终端作为电力系统中的设备,经过长期的运行,会受到各种外部和内部因素的影响,导致设备老化。
设备老化是10kV交联电缆终端故障的一个重要原因,主要体现在绝缘材料老化、导电材料老化等方面,造成设备绝缘性能下降,继而引发故障。
2. 操作失误在日常运行中,由于操作人员的疏忽大意或者不当操作,可能会导致10kV交联电缆终端的故障。
比如在接线过程中,由于接头未正确接固,造成绝缘破损;或者在终端设备的维护保养过程中,使用不当的工具或者方法,导致设备受损,从而引发故障。
3. 环境因素10kV交联电缆终端在使用过程中,受到环境因素的影响也是导致故障的一个重要原因。
比如潮湿的环境会加剧绝缘老化的速度,恶劣的气候条件会对设备的运行产生不利影响,导致终端故障的发生。
4. 设备质量问题10kV交联电缆终端作为电力系统的重要设备,其质量直接影响着设备的可靠性和安全性。
如果设备本身存在设计、制造、安装等环节的质量问题,比如材料选用不当、工艺粗糙等,都可能成为10kV交联电缆终端故障的根源。
5. 其他原因除了上述几点之外,10kV交联电缆终端故障的原因还有很多,比如设备安装位置选择不当、设备过载运行、雷击、偷盗等因素都可能导致10kV交联电缆终端的故障发生。
1. 设备质量保证在10kV交联电缆终端的制作过程中,要确保设备的质量,选择优质的原材料、合理的工艺流程,严格的工艺控制,以确保设备的安全可靠性。
2. 使用规范操作流程对于10kV交联电缆终端的制作操作,必须要按照规范的操作流程进行,严格执行操作规程,避免因操作失误而导致的故障发生。
交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化问题探析
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算出的时间间隔△t 就是相应桥臂上的脉 1j
由于局部放电侵蚀绝缘,以致发生老 化形态,而使绝缘性降低,导致绝缘击穿。
2.3 电树枝 主要是由于绝缘内部放电产生的细微 开裂,形成细小的通道,其通道内空,管壁 上有放电产生的碳粒痕迹。通道分支少而 清晰,呈树枝状。 电树枝按产生的机理分为以下几种类 型: (1)由于机械应力的破坏使 XLPE 绝缘 产生应变造成气隙和裂纹,引发电树枝放 电。机械应力一方面是因为电缆生产、敷设 运行中不可避免地弯曲、拉伸等外力产生 应力,另一方面是由于电缆在运行中电动 力对绝缘产生的应力。 (2)气隙放电造成电树枝的发展。现 代的生产工艺尽管可以消除交联电缆生产 线中某些宏观的气隙,但仍有 1~10 μ m 或 少量的 20~30 μ m 的气隙形成的微观多孔 结构。多孔结构中的放电形式主要以电晕 放电为主。通道中的放电所产生的气体压 力增加,导致了树枝的扩展和形状的变化。 (3)场致发射效应导致树枝性放电。在 高电场作用下,电极发射的电子由于隧道 效应注入绝缘介质,电子在注入过程中获 得足够的动能,使电子不断地与介质碰撞 引起介质破坏,导致树枝放电。 (4)缺陷。缺陷主要是导体屏蔽上的 节疤和绝缘屏蔽中的毛刺以及绝缘内的杂 质和空穴。这些缺陷使绝缘内的电场集中, 局部场强提高。引起场致发射,导致树枝性
冲信号0或1状态在时间轴上的宽度。其中:
,α =2; < 0,α =1;v -u > 0, jo j
β =2;vjo-uj < 0,β =1。启动各桥臂△
10kV交联聚乙烯电缆绝缘劣化及修正
10kV 交联聚乙烯电缆绝缘劣化及修正供电工程中,10kV 交联聚乙烯(XLPE)电缆的应用范围广,且敷设量大。
除电力系统和工矿企业的输配电网使用外,还涉及许多大型建筑物、高层建筑及工业、生活园区的供电工程。
由于10kV 供电电源有中性点直接接地及不接地2种系统;10kV XLPE 电缆又有6.0/10kV 、8.7/10kV 、8.7/15kV 3种绝缘电压的等级供设计人员选用,故在10kV XLPE 电缆的绝缘水平设计时应严加区分。
我国应用XLPE 电缆的初期,一些设计人员仅依据电缆缆芯间的额定电压不得低于使用回路工作电压的技术要求进行绝缘水平设计。
忽略了XLPE 电缆对缆芯与绝缘屏蔽层或护套间的额定电压U0(相对地电压)的特殊规定,因而所设计的XLPE 电缆相对地电压U0等于系统额定相电压值,造成电缆绝缘裕度不足。
电缆交付使用后,无法承受系统出现的过电压,屡屡发生电缆绝缘被击穿的事故。
笔者正是在这一情况下,对一批在系统额定相电压值条件下运行的6.0/10kV XLPE 电缆进行了长期的追踪观察。
1.故障统计与分析某工程供电系统于1991年2月并网投运,10kV 电源为中性点经消弧线圈接地系统,所用电缆为国内早期批量生产的E-T 型结构6.0/10kV XLPE 电缆,长约30km 。
该电缆长期处于额定相电压值条件下做无绝缘裕度运行。
14年来,这批电缆承受系统单相接地故障期间非故障相电压升高80余次;接地故障持续时间累计超过7h 15min 。
其中,因故障线路带有重要负荷而不能及时撤除运行,致使接地持续时间长达2h 15min 。
电缆各种类型的损坏累计达46次,其中电缆本体绝缘被击穿30次,占故障总数的65.22%。
在长年的追踪观察中,发现这批6.0/10kV XLPE 电缆因水树现象被击穿、在主绝缘层形成孔洞。
同时还发现了早期生产的XLPE 电缆因设备、工艺条件所限,致使电缆主绝缘层出现薄厚不均和同心度差等问题。
35KV及以下电力交联电缆故障的原因及对策
35KV及以下电力交联电缆故障的原因及对策摘要:电缆是工厂企业供电必不可少的材料,应用十分广泛,一旦电缆发生故障,不仅影响企业的正常生产,而且可能引起一连串的恶性连锁反应,如配套电器设备的烧毁,火灾事故的发生,其损失不可估量。
因此如何预防电缆故障,是我们工程技术人员重要的任务。
本文以35KV及以下电力交联电缆故障进行了分析。
关键词:35KV 交联电缆故障对策电缆是工厂企业供电必不可少的材料,应用十分广泛,一旦电缆发生故障,不仅影响企业的正常生产,而且可能引起一连串的恶性连锁反应,如配套电器设备的烧毁,火灾事故的发生,其损失不可估量。
因此如何预防电缆故障,是我们工程技术人员重要的任务。
本文以35KV及以下电力交联电缆故障进行分析。
首先要搞清楚电缆故障可能出现在哪里,为什么会出现故障,并提出解决办法、预防措施,把可能出现的事故消灭在萌芽状态,保证电缆安全正常运行,为企业的正常生产打下坚实的基础。
一、一般电缆故障多发点及原因(一)一般电缆故障多发点一根电缆敷设安装完毕,一旦送电就形成一个强大的电场,电流、电压随时都在寻找薄弱环节突破。
总结以往的工作经验,一般电缆最容易出故障多在电缆的中间连接头和终端头及其附近,特别是中间连接头的制作要求更高,故存在事故隐患的可能性更大。
另外,如电缆安装质量不高,电缆受到外部机械创伤或长期过负荷运行同样也会造成电缆故障。
(二)电缆故障产生的原因1. 由电缆的中间连接头、终端头制作质量不高而造成的。
制作过程中,如果半导体层爬电距离处理不够、制作时热收缩造成内部含有杂质、汗液及气隙等,在电缆投入运行后,都将使其中的杂质在强大的电场作用下发生游离,产生树枝放电现象。
另外,在制作过程中,如果导线压接质量不好,使接头接触电阻过大而发热,或热收缩过度等造成了绝缘老化,从而使绝缘层老化击穿,导致电缆接地短路或相间短路,使电缆产生“放炮”现象,同时伤及附近其他的电缆。
2. 电缆终端或中间连接头的金属屏蔽接地不完善造成的。
中压交联电缆绝缘线芯质量控制对策
中压交联电缆绝缘线芯质量控制对策中压交联电缆线芯质量问题长期困绕着我们,经常造成电缆分段,产生废线,对产品质量、产量造成了很大的影响,下面就目前中压交联电缆常见的质量问题做如下分析:1.偏芯:偏芯是指在导体外绝缘径向分布不均。
造成绝缘偏心的原因,除了机头模具没有装好,校偏螺丝松动等以外,还有模芯太大,模芯模套之间的间隙不均,导体不宜定位。
机头温度不均匀,造成出胶量不一致,机头与悬链线中心位置有偏差等。
此外,还有在悬链式交联机组挤绝缘较厚的电缆时,应注意在绝缘线芯进入交联硫化管后,提高第I加热段的温度,使绝缘外层尽早交联,以防止因绝缘自重而产生下垂变形使绝缘偏心,当线芯出下封闭后尽可能使用搓线器;同时线芯的圆整度和绞合导体表面的紧压程度对其偏心度也有一定的影响。
所以应选择适当的模具,把模芯、模套之间的间隙调均匀,避免压力不平衡造成的偏芯,同时对被导体的椭圆度和导体表面的紧压程度也应有相应的控制要求。
2.凹坑、鼓包:是指在绝缘表面凹凸不平。
原因之一是老胶,也叫预交联,是由于胶料过温或胶料长期停留在流道内的死角所引起,呈琥珀色,停留时间越长,其颜色越深;温度越高其颜色越深。
一般有以下几种原因会产生老胶:a、挤出速度过快:螺杆转速越快,螺筒内胶料剪切作用力越强烈,这样使机身局部温度升高,导致老胶,所以挤出时出线速度要严格按照工艺要求执行,挤出速度变化后一定要关注挤塑机温度的变化。
b、绝缘料在机筒内停留时间过长,有一部分绝缘料过早交联,这样线芯在出模时就造成了凹凸不平,通常当绝缘料温度在115℃以上,胶料在15分钟后就会逐步出现预交联,时间稍长就会出现块状物,通常这种情况下出现的老胶颜色较浅或不变色;c、生产绝缘材料的基料的变化对绝缘老胶的产生也有一定的影响,因此应对原材料的质量加以监控,确保始终提供质量稳定的原材料;d、过滤网衬垫位移造成分流板处的胶料压力分布不均匀,形成料流死角会产生老胶,同时也存在因过滤网位移或层数、目数不够,失去部分过滤的作用,经过一段时间后,造成积累在螺杆头上的老胶带出。
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点
一、背景介绍
10kV交联电缆是电力系统中常用的一种电力输送方式,它具有体积小、重量轻、输电容量大、可靠性高等优点。
在使用过程中,电缆终端部分容易发生故障,导致电力系统的
运行受阻。
需要对10kV交联电缆终端故障原因进行分析,并提出相应的制作要点,以提高其可靠性和稳定性。
二、故障原因分析
1. 终端压力不足:电缆终端的压力不足会导致接触不良,增加电缆的电阻,产生局
部过热现象,进而导致电缆终端的故障。
2. 终端绝缘老化:长期使用后,电缆终端的绝缘材料会逐渐老化、变硬、变脆,降
低绝缘性能,容易出现故障。
3. 终端连接不牢固:终端连接不稳固或者连接面积不足,会导致电缆终端的电流过载,使得电缆终端过热,产生故障。
4. 终端保护不完善:在安装和使用过程中,对电缆终端的保护不完善,如未进行防水、防腐处理,容易导致电缆终端的故障。
5. 终端接地不良:电缆终端接地不良会导致电缆终端的电势差过大,产生局部放电,引发故障。
对于10kV交联电缆终端的制作,需要注意终端压力、绝缘材料、连接牢固、保护措施和接地等方面的问题,以确保电缆终端的可靠性和稳定性。
只有对终端故障原因进行深入
分析,并采取相应的制作要点,才能提高电力系统的运行效率和可靠性。
关于交联聚乙烯绝缘电缆常见的问题及其原因分析
关于交联聚乙烯绝缘电缆常见的问题及其原因分析一、交联的三种方式1、交联电缆性能交联就是将聚乙烯的线型分子结构通过化学交联或高能射线的辐照交联,转变成立体网状分子结构。
从而大大地提高了它的耐热性和耐环境应力开裂,减少了它的收缩性,使其受热以后不再熔化。
交联聚乙烯绝缘电缆其长期允许工作温度可达90βc o2、交联方法交联绝缘的品种虽多,但主要分为物理交联和化学交联两大类。
物理交联也称为辐照交联一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。
中高压电缆一般采用过氧化物交联即用化学交方法是将线性分子通过化学交联反应起来,转化为立体网状结构。
化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷交联接枝交联两种。
2.1 辐照交联辐照是采用高能粒子射线照射线性分子聚合物,在其链上打开若干游离基团,简称为接点。
接点活性很大,可把两个或几个线性分子交叉联接起来。
它的优点为:生产速度快,占用空间小;可加工材料种类多,几乎所有聚合物,产品品种多;产品用更好的耐热、耐磨和较高电气性能;可阻燃;电耗低。
但存在一些问题:设备一次投资大;对大截面电缆的辐照不均匀,经反复照射后电缆弯曲次数太多;设备开工率低。
2.2 过氧化物交联交联聚乙烯料是以低密度聚乙烯、过氧化物交联剂,抗氧剂等组成的混合物料。
加热时,过氧化物分解为化学活性很高的游离基,这些游离基夺取聚乙烯分子中的氢原子,使聚乙烯主链的某些碳原子为活性游离基并相互结合,即产生C-C交联键,形成了网状的大分子结构。
它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产,特别是35kV及以上的中高压电缆。
2.3 硅烷交联硅烷交联又称温水交联也是化学交联的一种,它有两步法、一步法和共聚法等多种方法。
硅烷接枝和挤出分在两道工序进行的称为二步法,硅烷接枝交联工艺,它是接枝和挤出分成两个工序进行,第一步由绝缘料厂将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝和挤出造粒,该料称为A料,同时还提供催化剂和着色剂的母料,称B料。
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点10kV交联电缆终端故障是电力系统中常见的问题,它会导致电力系统的可靠性下降,从而影响电力供应的稳定性。
对10kV交联电缆终端故障的原因进行分析,并且了解其制作要点非常重要。
本文将对10kV交联电缆终端故障的原因进行分析,并且探讨终端制作的要点。
1. 环境因素:环境因素是导致10kV交联电缆终端故障的主要原因之一。
高温、湿度、盐雾等恶劣环境会导致10kV交联电缆终端的绝缘老化、劣化,最终导致故障的发生。
2. 施工质量:施工质量也是导致10kV交联电缆终端故障的重要原因之一。
不规范的施工操作、接头材料选用不当、接头接触不良等都会导致10kV交联电缆终端的故障。
3. 设备质量:10kV交联电缆终端的设备质量直接影响了其故障率。
如果使用质量不过关的设备,比如终端套管、接头、屏蔽套管等,都会增加10kV交联电缆终端的故障发生概率。
4. 运行过载:10kV交联电缆终端在长时间的过载运行下,会造成终端局部过热,终端材料老化,从而引起故障。
5. 其他原因:除了以上几点外,10kV交联电缆终端故障的原因还包括电缆制造质量、设计不合理、终端绝缘子损坏等。
二、10kV交联电缆终端制作要点1. 选材要点:对终端材料的选择非常关键。
终端材料需要具有良好的绝缘性能、耐高温、耐电压、耐侯性能。
在选用终端材料时,需要确保其符合国家标准和电力行业标准。
2. 施工要点:在10kV交联电缆终端制作过程中,施工要严格按照操作规程、施工工艺和标准进行。
施工人员需要严格按照标准要求进行操作,避免施工过程中出现失误。
3. 质检要点:在终端制作完成后,需要进行严格的质量检验。
主要检查终端套管、绝缘子、电缆屏蔽层、端子等设备和部件的安装质量,以及电缆的接地、套管的固定等是否符合标准要求。
4. 运行监测:对10kV交联电缆终端进行定期的运行监测,及时发现故障隐患,采取预防措施,防止故障的发生。
5. 防护措施:10kV交联电缆终端在制作完成后,需要进行防腐、防水、防潮处理,以延长终端的使用寿命。
电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析
电线电缆绝缘材料及护套材料的老化分析电线电缆是传输电力或信号的重要设备,而绝缘材料和护套材料则是保障电线电缆正常工作的关键部分。
然而随着时间的推移,电线电缆中的绝缘材料和护套材料也会发生老化,导致其性能下降,甚至影响整个电线电缆的安全可靠运行。
对电线电缆中的绝缘材料和护套材料的老化进行分析十分重要。
本文将对电线电缆中常见的绝缘材料和护套材料的老化情况进行分析,并讨论其影响和预防措施。
一、绝缘材料的老化分析1. 电线电缆中常见的绝缘材料有聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(XLPE)、交联聚氯乙烯(XLPE)、聚氯乙烯(PVC)等。
这些材料在长时间的工作中会受到环境温度、潮湿、紫外线、氧气和化学物质的影响,从而导致老化。
2. 绝缘材料的老化主要表现为机械性能和电气性能的下降。
机械性能包括拉伸强度、抗冲击性、弯曲性能等的减弱,而电气性能包括绝缘电阻、介电损耗等的增加。
这些老化现象会影响电线电缆的安全可靠工作。
3. 绝缘材料的老化是一个渐进过程,通常经过数十年的使用后才会显现出严重的老化症状。
在生产、安装和使用过程中,需要密切关注绝缘材料的老化情况,定期进行检测和评估,以确保电线电缆的安全运行。
2. 护套材料的老化会导致电线电缆的机械保护性能下降。
特别是在户外暴露的电线电缆中,经常受到紫外线和氧气的影响,从而加速了护套材料的老化。
这样的老化状况会影响电线电缆的使用寿命和安全性能。
三、绝缘材料和护套材料的老化影响及预防措施1. 老化绝缘材料和护套材料会影响电线电缆的安全运行,增加了电线电缆的故障风险。
为了预防老化给电线电缆带来的安全隐患,需要加强对绝缘材料和护套材料的质量控制,确保其符合相关的标准和规范。
2. 定期对电线电缆中的绝缘材料和护套材料进行检测和评估,对老化严重的电线电缆及时更换或修复,以延长电线电缆的使用寿命。
3. 在设计和安装电线电缆时,应考虑到绝缘材料和护套材料的老化特性,选择适合的材料和结构,提高电线电缆的抗老化能力。
电缆交联过度
电缆交联过度电缆交联过度是指在交联过程中,交联剂的浓度或交联温度过高,导致交联物的交联度超过了设计要求,进而影响电缆的性能和使用寿命。
电缆的交联是一种改善电缆性能的常用方法,是将线性高分子物质通过物理或化学方法进行交联,以提高其热稳定性、机械强度、耐电压性等性能。
但是,当交联过度时,会导致电缆性能下降,容易出现绝缘老化、介质破坏、电缆短路、发热等问题,甚至可能导致电缆失效。
因此,电缆交联过度是一项非常严重的问题,需要引起重视。
一、引起电缆交联过度的原因1.交联剂过多:在交联过程中,若交联剂的加入量超过设计要求,则会导致电缆交联过度。
这是由于交联剂增加了反应中的交联位点,使得交联密度过高,严重影响电缆的性能。
2.温度过高:交联温度是影响电缆交联度的关键因素之一,若温度过高,会引起反应加速,导致交联度过高。
此外,高温还会导致电缆内部出现结构变形,影响电缆的电气性能。
3.交联时间过长:若电缆在交联过程中停留时间过长,将会导致交联度过高。
虽然时间过短会导致交联不足,但时间过长会导致交联过度,影响电缆的性能。
二、影响电缆交联过度的因素1.热稳定性:电缆材料的热稳定性将直接影响电缆的交联程度。
若材料本身的热稳定性较差,则在交联过程中容易出现交联过度问题。
2.层间导体间距:电缆中的层间导体间距将影响电缆的交联效果。
若导体间距过小,则会导致电缆内部局部短路的情况,从而影响交联效果。
3.交联剂的种类:不同的交联剂对电缆的交联度影响不同,例如光氧交联剂和高压诱导交联剂对交联度的影响不同。
三、电缆交联过度的影响1.电学性能下降:交联过度会导致电缆的电学性能下降,直接影响电缆的使用寿命。
2.绝缘老化:由于交联过度会导致电缆材料的热稳定性下降,从而引起绝缘老化问题。
3.介质破坏:当交联过度时,电缆内部的介质易于破坏,从而出现漏电现象,引起电缆失效。
4.发热问题:电缆交联过度会导致电缆内部产生大量热能,从而引起发热问题,甚至引起火灾。
交联电缆绝缘线芯质量控制对策
中压交联电缆绝缘线芯质量控制对策中压交联电缆绝缘线芯质量控制对策中压交联电缆线芯质量问题长期困绕着我们,经常造成电缆分段,产生废线,对产品质量、产量造成了很大的影响,下面就目前中压交联电缆常见的质量问题做如下分析:1.偏芯:偏芯是指在导体外绝缘径向分布不均。
造成绝缘偏心的原因,除了机头模具没有装好,校偏螺丝松动等以外,还有模芯太大,模芯模套之间的间隙不均,导体不宜定位。
机头温度不均匀,造成出胶量不一致,机头与悬链线中心位置有偏差等。
此外,还有在悬链式交联机组挤绝缘较厚的电缆时,应注意在绝缘线芯进入交联硫化管后,提高第I加热段的温度,使绝缘外层尽早交联,以防止因绝缘自重而产生下垂变形使绝缘偏心,当线芯出下封闭后尽可能使用搓线器;同时线芯的圆整度和绞合导体表面的紧压程度对其偏心度也有一定的影响。
所以应选择适当的模具,把模芯、模套之间的间隙调均匀,避免压力不平衡造成的偏芯,同时对被导体的椭圆度和导体表面的紧压程度也应有相应的控制要求。
2.凹坑、鼓包:是指在绝缘表面凹凸不平。
原因之一是老胶,也叫预交联,是由于胶料过温或胶料长期停留在流道内的死角所引起,呈琥珀色,停留时间越长,其颜色越深;温度越高其颜色越深。
一般有以下几种原因会产生老胶:a、挤出速度过快:螺杆转速越快,螺筒内胶料剪切作用力越强烈,这样使机身局部温度升高,导致老胶,所以挤出时出线速度要严格按照工艺要求执行,挤出速度变化后一定要关注挤塑机温度的变化。
b、绝缘料在机筒内停留时间过长,有一部分绝缘料过早交联,这样线芯在出模时就造成了凹凸不平,通常当绝缘料温度在115℃以上,胶料在15分钟后就会逐步出现预交联,时间稍长就会出现块状物,通常这种情况下出现的老胶颜色较浅或不变色;c、生产绝缘材料的基料的变化对绝缘老胶的产生也有一定的影响,因此应对原材料的质量加以监控,确保始终提供质量稳定的原材料;d、过滤网衬垫位移造成分流板处的胶料压力分布不均匀,形成料流死角会产生老胶,同时也存在因过滤网位移或层数、目数不够,失去部分过滤的作用,经过一段时间后,造成积累在螺杆头上的老胶带出。
电线电缆绝缘材料老化问题及质量控制
电线电缆绝缘材料老化问题及质量控制摘要:电线电缆绝缘材料老化是一个常见且严重的问题,会导致电线电缆的性能下降甚至出现安全隐患。
本文主要探讨了电线电缆绝缘材料老化的原因和表现,并提出了相应的质量控制措施。
期望通过本文的研究,可以提高电线电缆绝缘材料的质量,并降低老化问题的发生率,保障电线电缆的安全性和可靠性。
关键词:电线电缆;绝缘材料;老化问题;质量控制电线电缆作为电力传输和信息传输的重要设备,其质量和安全性对于现代社会的正常运行至关重要。
然而,随着使用时间的增长,电线电缆绝缘材料往往会出现老化问题,导致绝缘性能下降,甚至出现故障和安全隐患。
因此,对电线电缆绝缘材料的老化问题进行深入了解并采取有效的质量控制措施是至关重要的。
电线电缆绝缘材料老化问题1.电线电缘绝缘材料老化原因1.1高温、高湿环境的影响在高温下,绝缘材料中的聚合物链会发生断裂,使得材料的强度和韧性下降。
同时,热氧老化也是影响绝缘材料性能的重要因素。
在高温下,绝缘材料中的氧分子与材料中的聚合物产生反应,形成氧化产物,导致材料的耐热性、耐电气应力性能等下降。
此外,高湿环境中的水分可与绝缘材料中的聚合物发生反应,影响材料的绝缘性能。
水分的存在会降低绝缘材料的体积电阻率,并且导致电气击穿的风险增加。
1.2光辐射和氧化作用光辐射会导致绝缘材料中的聚合物链断裂和交联变化,使材料的性能逐渐下降。
特别是在紫外线辐射的作用下,绝缘材料中的聚合物链会发生链断裂和氧化反应,导致材料硬化、弹性降低和颜色变化等。
此外,光辐射还会加速分子链的老化,使绝缘材料更容易发生断裂和开裂。
此外,绝缘材料中的氧分子与材料中的聚合物发生化学反应。
这种反应会导致聚合物分子链断裂和交联变化,使绝缘材料的性能下降。
氧化作用主要是由氧气和热量引起的,因此在高温和高湿环境下,绝缘材料更容易受到氧化作用的影响。
氧化作用还会产生氧化产物,如酸和酮等,这些产物会进一步降低绝缘材料的性能,如硬化、增大电阻等。
浅谈热处理对交联聚乙烯绝缘电缆绝缘热老化性能的改善
浅谈热处理对交联聚乙烯绝缘电缆绝缘热老化性能的改善作者:阳云义黄小样梁桂兰来源:《价值工程》2017年第31期摘要:本文叙述通过对挤包交联聚乙烯绝缘后的线芯进行热处理,以去除过氧化物交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘线芯中挥发性交联副产物,消除分子间的内应力,改善交联聚乙烯绝缘电缆的热老化性能,指出了对挤包后的交联聚乙烯绝缘线芯进行热处理的必要性。
关键词:交联聚乙烯绝缘电缆;热老化试验;抗张强度变化率0引言国家相关标准均规定:交联聚乙烯电缆绝缘的热老化试验是要求试样在135℃下的空气老化箱中7天后抗张强度和断裂伸长率的变化率不超过±25%。
交联聚乙烯绝缘的热老化项目,在标准中均列入型式试验内容,一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。
然而,在电力电缆生产许可证取证、换证和安标认证、换证时需对试样进行全性能检测,在对试样进行试验时,遇到了抗张强度变化率超标的现象(大于+25%),但断裂伸长率变化很小,从未超出规定值。
针对此,我们分析是由于生产时聚乙烯分子间的内应力太大无法消除而引起,从高分子材料学知道,造成分子间内应力在的原因,应该是聚乙烯分子晶体分布不均匀而引起。
引起高分子晶体分布不均匀的原因,应该是有低分子副产物的存在。
尝试对交联聚乙烯绝缘线芯进行热处理,以消除交联聚乙烯中挥发性低分子副产物。
试验以同时选用多家材料厂家按正常的生产工艺进行试验,找到了影响交联聚乙烯电缆绝缘老化后抗张强度不合格的原因。
1热处理的方法即对生产出来过氧化物交联交联聚乙烯绝缘线芯放入60-70℃烘房中2-4天进行热处理,以去除过氧化物交联聚乙烯绝缘电缆中低分子交联副产物,消除电缆内部热应力以及减少绝缘介质中的累积电荷,提高电缆的电气安全性能和机械性能。
1.1交联聚乙烯的热延伸试验试验结合安标换证样品和生产任务进行,采用了MYJV32-8.7/10kV 3x50和YJLV 8.7/15 kV 1x300电缆作为试样。
关于交联电缆常见故障及成因分析
关于交联电缆常见故障及成因分析摘要:从交流电缆故障原因、故障率、故障位置三个角度,对近年来我国关于6kv及以上的交流电缆常见故障及成因进行系统的分析与总结。
主要分析与总结我国交流电缆故障特点和类型的典型,对于具体的故障进行分析。
从故障的成因出发,浅析我国电力电缆常见的故障与总结故障成因。
结果大体分为:主绝缘老化、建设施工原因、现场安装工艺不当、以及过负荷运作等,以此为基础,本文提出并指出需要进一步完善并改进我国交流电缆运行的可靠性及相关工作。
也指出了如何完成电力电缆有关部门及现场施工人员在交联电缆运行的完善工作,关键词:交流电缆;成因分析;故障引言近年来,我国国家电网公司用数据表明我国交流电缆的故障率正在逐年下降。
电缆本体是发生电缆故障的主要部位。
相比于架空输电线路,在城市电网中,电力电缆线路得到了广泛的普及。
电缆线路的主要优势大致分为:美化城市、可靠性高、占地面积小等。
电力电缆主要分为油浸纸绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆、橡皮绝缘电缆等。
交流电缆的主要优点是机械性能和耐热性能好、电气性能优越、最高允许连续运行工作温度高、敷设安装方便、载流负载能力强以及系统敷设受高度落差影响小等。
因此,已经逐步代替了油纸绝缘电缆。
现已在我国大部分城市的变电站、大型水电站、以及城市电网中的到了广泛的应用。
一、交联电缆故障特征分析(一)故障率统计我国国家电网公司各电压等级电缆线路近年来故障大致情况是:电压等级在500kv时,故障次数为0次、在运量为47.196、故障率为0%;电压等级在330kv 时,故障次数为0次、在运量为1.394、故障率为0%;电压等级为220kv时,故障次数为3次、在运量为2181.525、故障率为0.138%;电压等级在110kv时,故障次数为11次、在运量为9859.252、故障率为0.112%;电压等级为66kv时,故障次数为0次,在运量为877.776、故障率为0%。
(二)故障部位统计我国几年来各电压等级电缆线路故障按部位统计:电压等级为500kv时,本体故障0、终端故障0、接头故障0;电压等级为330kv时,本体故障0、终端故障0、接头故障0;电压等级为220kv时,本体故障3、终端故障0、接头故障0;电压等级为110kv时,本体故障7、终端故障3、接头故障0;电压等级为66kv 时,本体故障0、终端故障0、接头故障0。
电缆交联质量缺陷及排除方法
电缆交联质量缺陷及排除方法一、交联度(热延伸)不合格交联度达不到标准,则电缆的热—机械性能不合格,不能满足工作温度90℃的要求。
交联度不合格的原因,一是配方不合格,配合剂的种类配比不当,应该调整配方来解决;二是硫化工艺不当,比如气压过低,线速快,冷却水位高等因素造成,解决的办法是首先查清是什么原因,可能是一种,也可能是几种原因同时存在,针对原因加以排除。
二、结构及外观不合格(一)绝缘层厚度最薄点低于标准规定的最小值,或者平均厚度低于标称值。
绝缘厚度不合格产生的原因是线速度快,挤出机出胶量小,模具选配不当等。
解决办法是降低线速度或挤出机升速,调整模具的尺寸。
(二)偏心偏心产生的原因是模具没有调正或募集调好后悬挂度控制发生了变化,解决的办法是开车过程中尽量将悬垂度控制稳定。
三、竹节状电缆外呈竹节状产生的原因是电气,机械系统的原因造成牵引速度不稳定,二是模芯太小,或者是导体外径不均匀。
排除方法是检查机械、电气系统、排除故障。
适当调整芯的大小,控制郊县外径尽量均匀,超过工艺规定的绞线能使用。
四、表面划伤(一)电缆在硫化管中碰到上、下壁或异物。
所以要求调节好悬挂度,尽量使线芯在交联管中部移动,发现异物,及时清理。
(二)模套外边缘有焦烧物。
解决办法是起车时将模套温度调整好,防止过热,一旦发现烧焦,应立刻停车清除,或者不会自行变好。
五、杂质绝缘料和半绝缘料中杂质多数是在混料时和挤出机加料过程中带入的。
操作过程中应严格注意料的清洁,防止外界杂质混入。
另一种杂质是焦烧疙瘩,它的存在影响电缆的性能和使用寿命,所以在混料和挤出时严格控制温度,防止焦烧现象的发生。
六、气泡绝缘中产生的气泡可能有两种原因,一是在挤塑时造成。
解决办法是选配适当模具。
屏蔽层有气泡,主要原因是料中有水分,挤出前应该干燥,二是冷却不充分,这时就会出现如下,在距线芯等距地圆周上出现一圈气泡。
排除的方法是加强冷却,上升水位及降低冷却水的温度。
七、电缆性能不合格(一)游离放电和介质损耗不合格游离放电和介质损耗不合格产生的原因很复杂,它与外屏蔽。
电缆绝缘材料的老化机制分析
电缆绝缘材料的老化机制分析在现代社会中,电力的稳定传输对于各个领域的正常运转至关重要。
而电缆作为电力传输的重要载体,其性能的优劣直接关系到电力系统的可靠性和安全性。
电缆绝缘材料的老化是影响电缆性能和寿命的关键因素之一。
深入了解电缆绝缘材料的老化机制,对于预防电缆故障、保障电力供应具有重要意义。
电缆绝缘材料通常是由高分子聚合物组成,如聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(XLPE)等。
这些材料在长期的使用过程中,会受到多种因素的影响而逐渐老化。
首先,热是导致电缆绝缘材料老化的重要因素之一。
当电缆在运行过程中,由于电流通过导体产生的焦耳热以及电缆周围环境的温度变化,会使绝缘材料长期处于较高的温度环境中。
高温会加速高分子链的运动,破坏分子间的化学键,导致材料的物理和化学性能下降。
例如,聚乙烯在超过其允许的工作温度时,会出现结晶度增加、韧性降低等现象,从而影响其绝缘性能。
其次,电场的作用也不可忽视。
在电缆运行时,绝缘材料内部会存在电场分布。
当电场强度过高时,可能会引起局部放电现象。
局部放电会产生电子、离子等带电粒子,这些粒子的撞击和化学反应会破坏绝缘材料的分子结构,形成微小的气隙和缺陷。
随着时间的推移,这些缺陷会逐渐扩大,最终导致绝缘击穿。
再者,机械应力也是导致电缆绝缘材料老化的一个因素。
电缆在安装、运行和维护过程中,可能会受到拉伸、弯曲、挤压等机械应力的作用。
长期的机械应力会使绝缘材料产生疲劳裂纹,降低其机械强度和绝缘性能。
特别是在电缆接头和终端等部位,由于结构复杂,机械应力集中的情况更为明显,容易加速绝缘材料的老化。
环境因素对电缆绝缘材料的老化也有着重要的影响。
例如,水分的侵入会使绝缘材料的电性能下降,加速老化过程。
水分可以通过电缆的外皮渗透进入绝缘层,或者在潮湿的环境中被吸收。
在电场作用下,水分会发生电解,产生氢气和氧气等气体,形成气隙,降低绝缘强度。
此外,氧气、紫外线、化学物质等环境因素也会与绝缘材料发生化学反应,导致其老化。
交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理
交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理摘要:本文包含交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理的基本知识。
通过概念解释和要点讲解,了解影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能变化的因素,掌握交联聚乙烯连理电缆绝缘老化机理。
关键词:因素;老化机理及形态电缆绝缘材料的绝缘性能随时间的增加发生不可逆下降的现象称为绝缘老化。
其表现形势主要有击穿强度降低,介质损耗增加,机械性能或其他性能下降等。
一、影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能的因素1.制造工艺和绝缘原材料(1)制造厂家所用绝缘材料或制造过程中侵入水分及其他杂质,都将引起结缘性能降低。
(2)制造工艺落后(如湿法交联)导致交联绝缘层中遗留下水分,起泡或致屏蔽层不能均匀紧贴在主绝缘上,产生微笑的缝隙,都将降低交联电缆的绝缘性能。
2.运行条件(1)运行电压不正常,电压越高,击穿电压越低。
电压作用时间足够长时,则易引起击热穿或电老化,使电缆绝缘击穿电压急剧下降。
(2)超负荷运行,电缆过热,当温度高达至一定值时,绝缘的击穿电压将大幅度下降。
(3)电压性质对电缆绝缘也有影响:冲击击穿电压较工频击穿电压高;直流电压下,介质损耗小,击穿电压较工频击穿电压高;高频下局部放电严重,发热严重,其击穿电压最低。
(4)交联绝缘是固体绝缘,其累计效应也不容忽视。
多次施加同样幅值的电压,每次产生一定程度的绝缘损伤,而不像油浸类绝缘有一定的自愈能力,因此其损伤可逐步积累,最后导致交联绝缘彻底击穿。
(5)任何外力破坏,机械应力损伤,都将使电缆的整体结构受到破坏而导致水分及其他有害杂质侵入,可迅速降低交联绝缘的击穿强度。
二、交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理及形态在电场的长时间作用下逐渐使绝缘介质的物理、化学性能发生不可逆的劣化,最终导致击穿,即称老化。
电老化的类型有电离性老化,电导性老化和电解性老化。
前两种主要在交变电场下产生,后一种主要在直流电场下产生。
有机介质表面绝缘性能破坏的表现,还有表面漏电起痕。
1.电离性老化在绝缘介质夹层或内部如果存在气隙或气泡,在交变电场下气隙或气泡的场强较临近绝缘介质内的场强大得多,而气体的起始电离场强又比固体介质低的多,所以在该气隙或气泡内很容易发生电离。
交联聚乙烯 XLPE 电缆绝缘老化问题探析
中国科技信息 2008 年第 21 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Nov.2008
交联聚乙烯(X L P E ) 电缆绝缘老化问题探析
郭雷 雷国福 广东省韶关钢铁集团有限公司
摘 要 绝缘老化是引起高压交联聚乙烯(简称 X L P E )电缆线路故障的主要原因,为探讨此 问题,概述了国内外高压 XLPE 电缆线路在运 行中绝缘老化引起系统故障的统计情况,就 XLPE 电缆绝缘老化现象进行了剖析,并提出 了相关的建议。 关键词 交联聚乙烯电缆;绝缘老化;电缆故障; 水树;电树;建议
Hale Waihona Puke 比,其耐压强度却低于绝缘材料,因此当局 部电场较高时,在绝缘薄弱环节处形成局 部放电从而引起介质的游离击穿。
局部放电的影响: (1)局部放电引起绝缘材料中化学键 的分离、裂解和分子结构的破坏。 (2)放电点热效应引起绝缘的热裂解 或促进氧化裂解,增大了介质的电导和损 耗产生恶性循环,加速老化过程。 (3)放电过程生成的臭氧、氮氧化物遇 到水分生成硝酸化学反应腐蚀绝缘体,导 致绝缘性能劣化。 (4)放电过程的高能辐射,使绝缘材 料变脆。 (5)放电时产生的高压气体引起绝缘 体开裂,并形成新的放电点。
1 绝缘老化概况
XLPE 电缆线路除外力破坏造成故障, 一般在运行较长时间后出现绝缘损坏故障 的原因往往是绝缘老化导致击穿。在对全 国主要城市 126 家 XLPE 电缆运行维护单位 10 kV 以上的电缆(总长度 91 000 km)运 行状态进行调查统计和故障原因分析发现, 10-220kV 电缆的平均运行故障率 2001 年 为 5.2 次/(百公里·年)。
由于局部放电侵蚀绝缘,以致发生老 化形态,而使绝缘性降低,导致绝缘击穿。
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点
10kV交联电缆终端故障原因分析及制作要点10kV交联电缆终端是输电系统中非常重要的部分,其故障会严重影响电网的稳定运行和供电质量。
对于10kV交联电缆终端的故障原因进行分析及制作要点的研究具有重要的意义。
本文将就10kV交联电缆终端故障原因进行分析,并提出相应的制作要点,供相关从业人员参考。
1. 终端设备老化10kV交联电缆终端设备的老化是导致故障的主要原因之一。
随着设备的使用时间增加,终端设备中的绝缘材料会逐渐老化,容易发生击穿和漏电等故障。
终端设备中的接头和连接部分也容易出现老化导致的故障。
2. 终端设计不合理10kV交联电缆终端的设计不合理也是导致故障的重要原因之一。
如果终端设计不合理,终端内部的电场分布不均匀,可能会导致电力集中放电,从而引起击穿。
终端设计不合理还可能导致接头处温升过高,引发终端故障。
3. 操作维护不当10kV交联电缆终端的操作维护不当也是导致故障的重要原因之一。
操作维护不当可能会导致终端设备受到外部损坏,进而引发故障。
操作维护不当还可能导致终端内部的绝缘介质受到污秽或损坏,引发故障。
4. 外部环境因素外部环境因素也可能导致10kV交联电缆终端的故障。
恶劣的气候条件可能导致终端设备受到潮气侵蚀,引发终端故障。
外部的机械冲击或其他损坏也可能引发终端设备的故障。
1. 选用优质材料为了避免终端设备老化引发故障,制作10kV交联电缆终端时应选用优质的绝缘材料和接头材料,确保其具有良好的绝缘性能和耐老化性能。
2. 合理设计结构在制作10kV交联电缆终端时,应合理设计终端的结构,确保其内部的电场分布均匀,避免电力集中放电和击穿的发生。
要合理设计接头部分,确保其具有良好的导电性能和绝缘性能。
3. 注意操作维护在使用10kV交联电缆终端时,要注意对终端设备进行定期的操作维护,及时清除终端内部的污秽物,并定期检测终端设备的绝缘电阻和温升情况,确保终端设备处于良好的使用状态。
在制作10kV交联电缆终端时,需要综合考虑上述制作要点,并加强对终端故障原因的分析,以确保所制作的终端设备具有良好的使用性能和可靠的运行状态。
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浅谈交联电缆绝缘老化强度变化率超标原因及改善
[导读]交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%(即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值)。
交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。
一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。
但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。
当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定,在生产的同一批交联线芯有合格有不合格(不合格的都是超标的现象大于+25%),但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。
为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。
一、引言
交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热老化试验在国家标准GB/T12706-2008与IEC60502中规定不得超过±25%(即老化后和老化前的中间值之差除以老化前的中间值)。
交联聚乙烯绝缘的热老化项目在标准中列入型式试验。
一般在首次试验合格后,工艺和材料没有重大变化时,不再进行该试验。
但往往一些客户在技术协议中会提到这项试验,从而就需要进行热老化试验。
当我们在试验时,发现抗张强度变化率不稳定,在生产的同一批交联线芯有合格有不合格(不合格的都是超标的现象大于+25%),但断裂伸长率变化甚小,从未超出规定值。
为此有必要对交联绝缘线芯老化强度不合格问题进行分析整改。
二、原因分析
交联绝缘线芯老化强度不合格的原因分析是一个复杂的过程,国内各电缆企业往往被交联绝缘线芯老化系数K1、K2值不能达标而困扰,而这一指标是对交联绝缘线芯绝缘品质评价的主要指标之一。
但究其主要原因有以下三点:1、高温高速下绝缘中产生的热应力对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;2、冷却水温对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响;3、交联过程中产生的副产物对交联聚乙烯绝缘热老化性能的影响。
三、解决的措施
1、硫化工艺改进:
试验选在我公司NOKIA(十段)智能硫化交联生产线上,我们通过调整工艺达到减小交联绝缘在生产过程中的内部应力来改善老化强度不合格的问题。
削除热应力的措施有很多,NOKIA早在1996年就提出采用冷却退火装置,使进入冷却段的交联绝缘线芯表面再恢复到结晶熔化温度110℃左右,再进入正常冷却过程,可以改善电缆的绝缘品质。
但我公司没有在线应力松驰装置,要想改善只能重新调整工艺线速度使之缓慢冷却,减少交联绝缘在硫化过程中的内外层绝缘温差的问题,从而改善交联的绝缘品质。
我公司NOKIA生产线配备了一套NCC硫化计算软件,控温选速比较合理。
初次调整硫化工艺是把原来的最高硫化管壁温度450℃降低到400℃,最高电缆表面温度由原来的275℃降低到260℃。
但由于是十段硫化生产线,虽然已降低了管壁温度和电缆表面温度但线速度仍然比较快,内外层绝缘温差还是比较大。
后经研究决定,想要让进入冷却段之前的线芯内外层绝缘温差减小,只有缩短硫
化管长度,也就是把最后几节硫化管加热温度设低至预冷段的温度(约120℃),这也就相当于增加了预冷段的长度使之缓慢冷却。
但到底降低几节硫化管温度才合适呢?目前按我公司NOKIA(十段)硫化线为例,我们经多次实践验证,降低4段硫化管温度最佳。
以下是我们工艺调整后计算的YJV8.7/10KV400平方的硫化工艺供参考。
2、冷却水温要求
我公司的循环冷却水系统采用的是集中供水系统,在厂房边建了一个长20米、宽10米、深3米的大水池供三台交联线生产用。
整个循环冷却水系统原理是由多个水泵将外水池的水通过一个总管抽过来,然后再分支出三路水管分别供
应三台交联,回水再通过一根总管集中流入到大水池。
从冷却效果及操作控制方面来看都比较好,唯一不足之处是冬天由于环境温度较低再加上冷却水池面积较大,使得进入冷却管的水温很低,刚从硫化管出来的线芯马上进入温度很低的冷却水骤冷,势必会产生绝缘的内应力。
为了提高冷却水的温度,经研究决定在回水处安装一个水温感应阀。
通过水温感应阀来控制水池中的水位得到我们想要的温度,我们需要的水温在30℃~40℃左右,低于30℃就自动往外排水,高于40℃就自动往里加水。
这样一来可以有效的控制好冷却水的温度,不必担心因水温过低产生绝缘的内应力。
3、降低交联绝缘中副产物浓度
在交联过程中会产生诸如苯乙酮、枯基醇和α2亚甲基苯乙烯之类的挥发***联副产物,这些副产物气体会在绝缘内停留相当长的时间。
查阅相关文献,交联副产物在刚挤制的绝缘中分布浓度高,这些低分子的副产物在绝缘中分布是不均匀的,使得交联聚乙烯绝缘的结晶不均匀,因此,老化前的抗张强度低。
在空气箱中进行老化试验时,高温作用下,交联副产物由于内部气压高而得到尽快的挥发,并且由于高温的作用,交联聚乙烯原来不均匀的晶域被全部破坏,在接着的室温静置过程中,形成了分布均匀的结晶,从而,提高了老化后的抗张强度。
针对这一现象,我们公司建立了烘房系统。
不同规格、电压等级的交联线芯规定了不同的烘放时间,烘房的温度设定基本在65℃。
另外采用了烘房后,原本刚下线的交联线芯需要停放4天时间,现在只需1天时间且除气效果比以前要好,大大提高了线芯流转的效率。
四、实施效果
通过采取以上三种措施,我们验证生产的以下交联电缆经老化试验测试,绝缘老化抗张强度变化率均在标准要求±25%范围内,见下表。
五、结论
1、在生产过程中,不要盲目的追求生产效率,要合理的选择线速度和温度生产。
2、对冷却水温的要求,在不同的季节环境下要采取相应的措施,确保水温在我们的要求范围内。
3、大力提倡采用烘房除气,这不但可以改善交联产品的质量,还可以提高生产效率。