Файл: Месенжник Я.З. Кабели для нефтегазовой промышленности.pdf

кабель не успевает охладиться при подъеме. Это вызывает необходимость защиты изоляции скрепляющими обмоткой или оплеткой.

Для работы в средах с высоким газовым фактором ка­ бели с оболочками из ПЭНД в настоящее и, по всей вероятности, в ближайшее время будут наиболее перспек­ тивными. Это подтверждается не только результатами лабораторных исследований, но и эксплуатацией кабелей, в частности, КППБКЗХ16 мм2 производства з-да „Ташкент-

диэлектриков в качестве изоляции теплостойких кабелей. Полиэтилен принадлежит к насыщенным углеводородам,

поэтому он не может вулканизоваться. Вулканизация воз­ можна лишь в тех случаях, когда на его молекулах воз­ буждаются активные центры, что приводит к появлению радикалов.

Поскольку ценным следствием вулканизации полиэтиле­ на, заключающейся в пространственном сшивании его макромолекулярных цепей, является значительное повыше­

лучей с введением в полиэтилен сенсибилизаторов фотохи­ мического поглощения, например, бензофенона, гексахлор­ бензола и дрЭ; 3) радиационным (при помощи ионизирую­ щих излучений без вещественных инициаторов реакции сшивания).

Х и м и ч е с к и - и ф о т о х и м и ч е с к и - с ш и т ы й п о л и ­ этилен. Метод сшивания полиэтилена с помощью орга­

189

нических перекисей, вводимых в небольших количествах (3—5%) в него перед переработкой в изоляцию на червяч­ ном прессе, прост и безопасен. Под действием температуры при последующей термообработке перекись распадается на свободные радикалы, создающие активные центры на поли­ мерных цепях. Полимерные радикалы взаимодействуют с соседними цепями, образуя поперечные связи. Для сшива­ ния полиэтилена используются органические перекиси, температура разложения которых выше температуры его переработки, в частности перекись дикумила и дитретичные алкилперекиси. Температура плавления перекиси дикуми­ ла ^42°С [241].

Реакция разложения перекиси ликумила1-

Одновременно с основной реакцией сшивания протекают и другие процессы, приводящие к образованию летучих продуктов, которые затем удаляются путем термостатирования при высокой температуре. Кроме чистого полиэтиле­ на, сшиванию подвергают полиэтилен с различными мине­

1 Отчет ВНИИКП, № 775-65.

190

ральными наполнителями, чаще всего с сажей, которая вступает в химическую реакцию с полиэтиленом и перекисью. Электрические характеристики химически-сшитого поли­ этилена (сшивка при температуре 160°С в течение 20 мин.), определенные при 18°С на пластинах толщиной 1,8 мм, таковы [172]: удельное объемное сопротивление— ІО16 ом-см; диэлектрическая проницаемость при частоте 1 Мгц—2,55; электрическая прочность—20 кв/мм.

Согласно данным ВНИИКП, химически-сшитый поли­ этилен (ХСПЭ), выпускаемый в зарубежных странах, имеет следующие характеристики:

ХСПЭ за рубежом применяют в качестве изоляции некоторых типов силовых кабелей взамен ПВХ, так как он более стоек к токовым и температурным перегрузкам, ко­ ротким замыканиям, причем по теплостойкости силовые кабели с изоляцией из ХСПЭ соответствуют кабелям с бумажной пропитанной изоляцией, а длительно-допустимая рабочая температура ХСПЭ, по данным японских и амери­ канских фирм, не превышает 90°С. По данным ф. „Sumimoto Elect. Ind“ (Япония), являющейся одним из пионеров использования ХСПЭ в качестве изоляции силовых кабелей (под названием „Рех“), срок службы стабилизированного ХСПЭ при 80°С может достигать 100 лет при условии, что медные токопроводящие жилы будут покрыты слоем полу­ ды, так как медь катализирует процесс окисления изоляции.

Предельная температура нагрева ХСПЭ в случае корот­ кого замыкания составляет, как и у сополимера этилена с пропиленом (СЭП), 250 против 160°С у ПВХ, 150 у ПЭ и 220 у бутиловой резины [248]. При кратковременных (ми­ нуты) испытаниях в воде ХСПЭ (с добавкой 5Ю2до20вес. ч.), наложенный на токопроводящую жилу (8И =0,35 мм), по­ казывает весьма высокие электроизоляционные качества: рэкв при 100°С и атмосферном давлении составляет 8 -ІО16 ом-см, при этой же температуре и гидростатическом дав­ лении 600 кгс/смг—3,2- 101й ом-см, при температуре 130°С

идавлении 600 кгс/см2—4,7-ІО14 ом-см.

1Вторые значения относятся к саженаполненному вулканизующе­ муся ПЭ.

191

Средний температурный коэффициент сопротивления изоляции ХСПЭ ниже, чем у резины, ПЭВД и ПЭНД, а до 120°С—и радиационно-модифицированного

ПЭВД (при Т >120°С TKRH3 химически-и радиационно-сши­ того полиэтиленов практически не отличаются). При гид­ ростатическом давлении 600 кгс/см2 в интервале температур

20Ч-150°С TKRH3 = 0,044°С_І. При этом же давлении в интер­

сшивания—71 %, рѴ2 о°с = 2- 1016Э- 3 -1017 ом-см, Епр = 35кв/мм)

свободного доступа кислорода воздуха. Однако дальнейшее пребывание образцов в воде в большинстве случаев вызы­ вает некоторое снижение рѵ7 (см. рѵ'"). очевидно, вследствие

192