Стойкость кабеля СИП (ABC) стандарта AS/NZS 3560.1 к УФ-излучению
Самонесущие изолированные провода (СИП / ABC) по стандарту AS/NZS 3560.1 разработаны с комплексной защитой от ультрафиолетового (УФ) излучения, специально предназначенной для работы в условиях высокой солнечной радиации и экстремальных температур окружающей среды, характерных для Австралии. Основной защитный механизм основан на добавлении технического углерода (сажи) в композицию изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ / XLPE). В соответствии со стандартом AS/NZS 3560.1 и ссылочными стандартами испытаний, такими как ASTM D1603, изоляция должна содержать технический углерод в количестве от 2,0% до 2,5% по массе. Эта специализированная композиция химически поглощает и рассеивает разрушительные длины волн УФ-излучения до того, как они вызовут деструкцию (деструкцию цепей) полимера, предотвращая окропление, растрескивание и диэлектрический пробой, характерные для нестабилизированных полимеров при воздействии интенсивного солнечного света.
Матрица технических параметров: УФ-стойкость и стойкость к воздействию окружающей среды
В приведенной ниже матрице сравниваются предельные экологические, термические и материальные параметры кабелей СИП (ABC), соответствующих стандарту AS/NZS 3560.1, со стандартными кабелями для внутренней и подземной прокладки при длительном атмосферном воздействии.
| Параметр / Спецификация | Кабель СИП (ABC) AS/NZS 3560.1 | Стандартный подземный СПЭ (IEC 60502-1) | Стандартный вводной ПВХ-кабель (AS/NZS 5000.1) |
| Основа основной изоляции | СПЭ (XLPE) с сажевым наполнителем | Ненаполненный / пигментированный СПЭ | Поливинилхлорид (ПВХ) |
| Содержание технического углерода (сажи) (масс. %) | ≥ 2,0% (строгое соответствие) | Переменное (< 0,5% или без УФ-стабилизации) | Не применимо (используются органические УФ-стабилизаторы) |
| Класс стойкости к УФ-излучению | Отличная (предназначен для открытого атмосферного воздействия) | Низкая (требует защиты от солнца/прокладки в трубе) | Умеренная (со временем подвержена мелению) |
| Макс. длительная температура жилы | 90°C | 90°C | 75°C |
| Макс. допустимая температура при КЗ | 250°C (продолжительностью 5 секунд) | 250°C | 160°C |
| Стойкость к атмосферным воздействиям / растрескиванию | Соответствует AS/NZS 1660.5.1 по ускоренному климатическому старению | Не оценивается на стойкость к открытому атмосферному воздействию | Подвержен миграции пластификатора |
Ускоренное климатическое старение и механизмы деструкции
Защита от фотоокислительной деструкции
Незащищенные полимеры деградируют на открытом воздухе в результате процесса, называемого фотоокислением. Энергия ультрафиолетового излучения возбуждает молекулярные связи в полимерной цепи, образуя свободные радикалы, которые вступают в реакцию с атмосферным кислородом, разрушая материал. Частицы технического углерода (сажи), введенные в изоляцию по стандарту AS/NZS 3560.1, выполняют функцию highly эффективных физических внутренних пигментов-светофильтров. Они поглощают падающие фотоны и преобразуют вредное электромагнитное излучение в безвредную тепловую энергию, которая затем рассеивается по всему объему проводника.
Совместимость с высокими амплитудами температур
Австралийский климат подвергает воздушные линии электропередачи жестким циклическим температурным воздействиям: от морозных ночных температур в пустыне до интенсивного дневного лучистого нагрева в сочетании с омическим нагревом (I²R) в жиле проводника. Поскольку изоляция выполненa из сшитого полиэтилена (СПЭ / XLPE), она обладает трехмерной сетчатой реактопластичной молекулярной структурой, которая не плавится и не деформируется при повышенных температурах. Эта сшитая молекулярная сетка работает синергетически с добавками технического углерода (сажи), сохраняя высокую прочность на растяжение и предотвращая растрескивание под действием напряжений окружающей среды (ESC) даже при длительной работе на максимально допустимом температурном пределе 90°C.