前言

由于电线的辐照工艺较为复杂，很多人尽管生产了很久的辐照交联电线，但对其工作原因及其可能对电线外观及性能产生的负面影响认识模糊，从而对相关的质量状态判断不准甚至误判。本文旨在让大家对辐照工艺有更深入的了解，从而对辐照电线的品质状态作出正确的判断和处理。

一、辐照原理

电子枪产生阴极射线，在高电压作用下，产生高能电子束流，撞击金属箔板从而生产γ射线。当电线从高能γ射线下通过时，绝缘体高分子将被动吸收极强的能量。高分子材料C-H键在吸收大量能量后被打开，同时在高能量的作用下，原相对独立的链状结构变成同层相联、层层相联的更稳固的三维网状结构。

γ射线的能量，有三个方面的作用：一是打开高分子材料的C-H键;二是使被照物的电子得到激发;三是加剧被照物分子的运动速度，从而使其温度大幅提升。

因此，要确保辐照电线的综合性能，对辐照剂量适宜性的控制显得非常重要。剂量过大或过小，将对电线性能产生不利的影响。

二、辐照剂量

所谓辐照剂量是指单位质量的材料在辐照过程中所吸收的能量。国际标准上，通常是用每千克材料所吸收多少焦耳(J)的能量来定义。辐照剂量的国际单位为Gy(戈瑞)，故1Gy=1J/kg。辐照剂量还用一个通用单位，叫拉特(Rad)。戈瑞与拉特之间的换算方式是：10KGy=1M Rad(兆 拉特).

理论上，依据辐照剂量的定义，其计算公式是：

D = dE/dM ≈ K•I/V (MRad) E = V•I

(其中，I表示束流，单位：mA;V表示速度，单位：m/s;K为修正系数，取值：100～200)。

从计算公式中可以看出，电子加速器所产生辐照剂量的大小受诸多因素制约。同时，不同配方的绝缘体实际吸收的有效剂量也受多重因素的制约。因此，辐照剂量的大小，在实际操作中，往往是一个经验值。

大量实验证明，PVC合适的辐照剂量理论上为4~6MRad，而XLPE的辐照剂量理论上为10~20MRad。

绝缘材料所吸收有效辐照剂量的多少，体现为不同的绝缘材料的交联程度(即所谓的交联度)。故可以用检测绝缘材的热延伸率来最终确定合适的剂量。

三、合适辐照剂量的确定

线缆交联度一般用测试热延伸率(20n/mm2,200℃,15min)的方法代替。热延伸率随辐照剂量增大而变小直至饱和。对相同材料、相同工艺条件下生产出的线缆只要控制住了材料的交联度，也就控制住了其它性能指标，所以对辐照交联过程的热延伸检测是必不可少的。 延伸检测分在线检测和最终产品检测，在线检测是确定合适剂量的依据，同时通过规定抽样的在线检测，根据其变化大小，来反映辐照过程中的剂量一致性的好坏。

各类辐照交联电线的辐照剂量经验值详见表一。

(表一)

四、辐照交联工艺对电线可能产生的负面影响

辐照交联工艺在提升绝缘材料结构的稳定性或耐温方面起了有效的作用。如果辐照剂量掌握得不好或辐照工艺控制不当，将不可避免地较大的负责影响。主要表现在：

1) 产品表面性能

I)表面划痕

高分子C-H键被高能量打开重新组合时，因不可避免地产生小分子析出物，该析出物疏松地附着在电线表面，故电线表面极易出现外力刮白现象。由于刮白仅限于电线表面极薄的析出物，故线材对的电性能不会产生任何影响。所刮“白痕”可以通过加热方式恢复原状。为了减少小分子析出物的数量，可以通过更改材料配方和在保证电线综合性能的前提下，适当降低辐照剂量。

II)变色

辐照的高能量易使绝缘材料中的交联剂生产化学变化，导致电线发黄或发红。故必须控制合适的辐照剂量和注意材料的热稳定性。

2)产品的机械物理性能及电性能

I)伸长率不足

过交联(即交联度过大)易使绝缘材料的加速老化，导致材料的伸长率达不到标准要求。

II)耐压不良

辐照剂量过大，导致材料产生过交联是一种很重要的原因之一。对于辐照线的耐压不良，接下来的章节将作详细分析。

五、辐照交联电线耐压不良原因分析及改善对策

辐照交联电线耐压不良产生的原因很多，但可以大致分两类

1)真击穿

即确实因绝缘体损伤导致的击穿。其情形亦可分两种

I)绝缘体破损

绝缘破损可直接导致高压通不过，但由于芯线押出时过了火花机，故这种情况出现的可能性不大，除非是在辐照过程放线时被外力刮伤。

II)绝缘体杂质

这种可能性存在于：工厂机台少，XLPE与PVC电线共用一个机台押出，但由于没有彻底清机，导致XLPE中混有PVC颗粒。由于两种材料的热肿胀系数不同，在辐照过程中，PVC颗粒会在受热过程中与绝缘体之间产生裂痕，从而产生高压击穿。

基于此，建议在力所能及的情况下，尽可能专机专用，以减少清机损耗及不良发生机率。

III)绝缘体老化

过大的辐照剂量，绝缘体的温度提升越大，绝缘材料的老化程度会加剧，最明显的是伸长率的下降，同时表现其耐电压性能直接下降。

预防措施：选择合适的的辐照剂量。

2)假击穿

即绝缘体不是真正被外电压击穿，而是由于在辐照过程中，导体或铝箔或编织在通过电子束流时，聚集了大量的自由电子，由于未接地或接地不良，大量电子并没得到释放。在耐压检测过程中，一旦接触到导体，残存的自由电子就会流入检测装置，造成“高压击穿”或“漏电”报警的假象。

处理办法：

I)对于已做好的成品，接地24小时处理，让残存的自由电子全部流走，如有地线、铝箔、斜包或编织，按同样方式处理。

II)未辐照前的电线，如有接头，必须采用导体与导体直接对接的方式，以确保每根导体畅通。

III)辐照时，导体必须做接地处理(对辐照厂的要求)。

结束语

辐照交联电线工艺相对复杂，如果控制不当，极易造成品质问题，正确认识工艺要领，严格控制工艺参数 ，是解决其品质问题的唯一途径。