【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料检测，具体涉及一种热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，交联聚乙烯(xlpe)因为自身的化学交联网状结构，使其具有优异的电气性能、机械性能和耐热性能，并且提高了低密度聚乙烯的工作温度。因为这些优势，xlpe逐渐成为挤包型电力电缆主绝缘的首选材料。但由于xlpe是热固性材料，其化学交联而产生网状结构，虽然带来了机械以及耐热性能方面的改善，但是这种化学网状结构却具有很好的热稳定性，很难分解，这使得xlpe在回收利用方面遇到诸多的困难。
2、热塑性聚烯烃材料作为其中一种潜在的可替代材料，因在制造、加工工艺、能耗、易回收等方面的优势，以及在电缆寿命终止后可以回收利用，已经成为国内外该领域专家学者所关注的焦点之一。国际大电网会议(cigre)专门成立工作组对新型的热塑性聚烯烃材料与传统的xlpe进行整个生命周期能耗成本的评估。通过实际调研与计算模拟，对高压电缆绝缘中使用新型热塑性绝缘材料与传统xlpe进行了比较分析。结果表明：从经济成本上来看，新型热塑性绝缘材料在材料成本上降低约14％，当考虑整个电缆系统的材料时，整体成本则降低约17％；从能量消耗上而言，新型热塑性绝缘材料挤包电缆工艺无需交联、脱气等耗能环节，在碳排放量上，gwp(global warming potential)要比xlpe低20％左右，这无疑说明了热塑性聚烯烃电缆绝缘材料在未来电缆发展中的优势所在。
3、实际应用过程中，由于绝缘设备长期处于高压运行条件，多数情况下会存在发热现象，聚
4、为评估材料的抗热氧老化性能，通常对绝缘材料进行加速热氧老化实验，将材料放置在高于实际工况温度下加速材料热氧老化反应。基于之前研究，每当温度提高8℃，绝缘材料寿命下降一半。目前对于热塑性加速热氧老化实验标准主要是gb/t 11026和iec62895，该标准的试验特点是：1、该试验标准针对多款电缆绝缘材料，包含以xlpe为代表的热固性材料和以hdpe为代表的热塑性材料，材料针对性差。2、目前试验标准中，热塑性材料加速老化温度低于材料自身熔点，测试周期长。3、目前试验标准中材料的老化试验结束标准单一，表征手段少。目前按照标准进行的热塑性绝缘材料加速热氧老化试验不能完全满足热塑性电缆性能测试要求。
5、鉴于此，提出本申请。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，本专利技术的加速热氧老化测试方法在高于材料熔融温度环境下进行加速热氧老化试验，可以有效的减少老化试验时间，缩短试验周期，本专利技术通过热塑性电缆绝缘材料的断裂伸长率或羧基指数来表征测试终点，能够进一步缩短试验周期，提高检测结果的准确率。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，包括以下步骤：
4、(1)测定热塑性电缆绝缘材料的熔融温度，记为tm，单位为k；
5、(2)测定热塑性电缆绝缘材料的老化活化能，记为ea，单位为kj/mol；
6、(3)将热塑性电缆绝缘材料在温度t1以及空气流动环境下进行加速热氧老化测试；
7、(4)确定加速热氧老化测试时间t1，单位为day；
8、(5)根据公式计算热塑性电缆绝缘材料的在工作温度为t2时的热氧化老化寿命t2；
9、
10、其中，0≤t1-tm≤30；
11、r为普适气体常数，单位为j/(mol·k)；t2的单位k，t2的单位为day。
12、本专利技术的加速热氧老化测试方法在高于材料熔融温度环境下进行加速热氧老化试验，可以有效的减少老化试验时间，缩短试验周期，本专利技术通过热塑性电缆绝缘材料的断裂伸长率或羧基指数来表征测试终点，能够进一步缩短试验周期，提高检测结果的准确率。
13、相比于现有的采用如下所示的阿伦尼乌斯公式测试老化周期，无需测定不需计算材料老化反应速率k及常数a，直接选取基于试验温度t1和该温度下老化周期t1，便可获得材料在工作温度t2时的老化寿命周期t2。
14、
15、式中：k为温度t下材料老化反应速率，r为普适气体常数，a为常数，与材料特性有关。
16、作为本专利技术的优选实施方案，所述热塑性电缆绝缘材料的熔融温度通过差示扫描量热法测试得到。
17、作为本专利技术的优选实施方案，所述热塑性电缆绝缘材料的尺寸为(5～20)cm×(5～20)cm×(0.5～2)cm。
18、作为本专利技术的优选实施方案，满足：5≤t1-tm≤30。
19、
20、作为本专利技术的优选实施方案，确定加速热氧老化测试时间t1具体为：当热塑性电缆绝缘材料的100mm/min拉伸速率下断裂伸长率低于350％时，记录此时的时间t1。
21、作为本专利技术的优选实施方案，确定加速热氧老化测试时间t1具体为：当热塑性电缆绝缘材料的内部羧基指数高于表面时，记录此时的时间t1。
22、作为本专利技术的优选实施方案，所述羧基指数＝a1720/a2010；
23、其中a1720为红外光谱中1850～1690cm-1范围内的羰基吸收峰面积，a2010为除1480～1450cm-1范围的亚甲基吸收峰面积。
24、需要说明的是，检测热塑性电缆绝缘材料的内部羧基指数时，裁取2～3cm×1cm×1mm小样，在冷切机-15℃下沿2～3cm×1mm截面裁出100μm薄片作为样品。
25、需要说明的是，断裂伸长率检测时，从热塑性电缆绝缘材料样品上裁取哑铃状样品做待测样。
26、作为本专利技术的优选实施方案，所述加速热氧老化测试在试验装置中进行，所述试验装置内部设有板材和用于支撑板材的支架。
27、其中，所述板材要求熔点高于200℃，并在200℃下不出现明显弯曲或收缩，譬如聚四氟乙烯材料。所述的支架整体选用黄铜材料制作。
28、本专利技术无需使用特定的试验装置，采用常规的试验装置即可完成本专利技术的老化测试实验。
29、作为本专利技术的优选实施方案，所述试验装置通过导电连接加热装置。...
【技术保护点】
1.一种热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述热塑性电缆绝缘材料的熔融温度通过差示扫描量热法测试得到。
3.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述热塑性电缆绝缘材料的尺寸为(5～20)cm×(5～20)cm×(0.5～2)cm。
4.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，满足：5≤T1-Tm≤30。
5.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，确定加速热氧老化测试时间t1具体为：当热塑性电缆绝缘材料的100mm/min拉伸速率下断裂伸长率低于350％时，记录此时的时间t1。
6.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，确定加速热氧老化测试时间t1具体为：当热塑性电缆绝缘材料的内部羧基指数高于表面时，记录此时的时间t1。
7.根据权利要求6所述的热塑性电缆绝
8.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述加速热氧老化测试在试验装置中进行，所述试验装置内部设有板材和用于支撑板材的支架。
9.根据权利要求8所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述试验装置通过导电连接加热装置。
...【技术特征摘要】
1.一种热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述热塑性电缆绝缘材料的熔融温度通过差示扫描量热法测试得到。
3.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，所述热塑性电缆绝缘材料的尺寸为(5～20)cm×(5～20)cm×(0.5～2)cm。
4.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，满足：5≤t1-tm≤30。
5.根据权利要求1所述的热塑性电缆绝缘材料的加速热氧老化测试方法，其特征在于，确定加速热氧老化测试时间t1具体为：当热塑性电缆绝缘材料的100mm/...
【专利技术属性】
技术研发人员：李银格，于是乎，彭向阳，任欣元，余欣，饶章权，吴吉，范亚洲，汪皓，陈宇慧，周原，钟力生，常柏源，高景晖，张宏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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