[发明专利]一种核电站用聚烯烃电缆绝缘材料寿命评估方法

权利要求书

1.一种核电站用聚烯烃电缆绝缘材料寿命评估方法，其特征在于：评估方法包括以下步骤：

步骤一.对聚烯烃电缆绝缘材料先进行辐照交联再进行平板硫化处理模拟得到核电站用的电缆绝缘样品；

步骤二.对步骤一获得的电缆绝缘样品进行不同温度和不同时间加速热氧老化处理，模拟电缆老化过程；同时获取电缆绝缘样品在不同温度和老化时间下的机械性能、绝缘性能、红外微观参数，根据这些数据参数对电缆绝缘样品老化状态进行表征；

其中所述机械性能包括断裂伸长率，根据GB/T 2951.11-2008测试方法进行机械强度试验，测得任一试样的拉断伸长率变为热老化前的±50％，老化所用时间即为当前温度下的电缆老化寿命，从而获得不同温度T₁下对应的老化终点时间τ₁；

其中所述绝缘性能包括体积电阻率、介质损耗和击穿强度；通过测量材料的介质损耗角正切值，获得材料在1HZ-10⁶Hz的介质损耗和介电常数，获取体系材料在低频区和高频区曲线移动情况；

其中所述红外微观参数包括羰基指数和羟基指数；

步骤三.在纯氧气氛中，对步骤一获得的电缆绝缘样品采用不同的升温速率进行DSC非等温氧化诱导测试，并绘制非等温氧化诱导温度曲线，从而获得不同升温速率β下的峰值温度T_max；采用Kissiger方程计算电缆绝缘样品的活化能：

式中：β为升温速率，单位为K/min；T_max为峰值温度，单位为K；R为气体常数，值为8.314，单位为J/(mol·K)；Ea为电缆绝缘样品的活化能，单位为J/mol；可以看出与呈线性关系，斜率为将不同的升温速率β和其对应峰值温度T_max代入式(1)可得电缆绝缘样品的活化能Ea；

步骤四.将步骤三计算得到的活化能Ea代入阿伦尼乌斯方程，推导出待测电缆绝缘样品寿命τ₂和加速老化的绝对温度的倒数之间的线性方程：

式中τ₂为待测电缆绝缘样品寿命，单位为h；T₂为待测样品老化的温度，单位为K；R为气体常数，值为8.314，单位为J/(mol·K)；Ea为电缆绝缘样品的活化能，单位为J/mol，即步骤三计算得到的值；

步骤五.将步骤二中不同温度T₁和其对应的老化终点时间τ₁代入公式(2)，获得若干a值，再对其求平均数得再将求得的代入公式(2)，得到以下方程：

步骤六.计算待测的核电站用聚烯烃电缆绝缘材料的使用寿命，将温度T₂代入式(3)，计算得到核电站用聚烯烃电缆绝缘材料的使用寿命τ₂。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：步骤一中，所述温度选取135℃、150℃、165℃和180℃这四个温度点，分别进行48h、96h、168h、336h、504h、672h、840h的热氧老化处理。

3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：步骤二中所述机械性能还包括拉伸强度。

4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：步骤三中所述升温速率分别为5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min。

5.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：步骤三中Kissiger方程推导过程为：

式中：β为升温速率，单位为K/min；T_max为峰值温度，单位为K；R为气体常数，值为8.314，单位为J/(mol·K)；Ea为电缆绝缘样品的活化能，单位为J/mol。