摘要：针对低压电缆绝缘线芯蒸汽交联生产后，铜导体发生氧化变色现象，分析排查其发生氧化变色的原因，试验总结了抑制改善铜导体氧化变色的方法。

关键词：蒸汽交联 铜导体 氧化变色 分析排查

0引言

在国内的低压电缆市场，主要有聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆两种，两种绝缘材料相比，交联聚乙烯绝缘材料具有更好的耐热性、耐腐蚀性和电气性能。随着人们对电缆质量、性能要求越来越高，在当前的电缆行业中，交联聚乙烯绝缘电缆已经逐渐普及和取代聚氯乙烯绝缘电缆。在低压电缆生产中，我们用的是二步法硅烷交联绝缘料，待导体绝缘挤塑后，绝缘线芯要进行蒸汽交联。在之前的订单主要生产铝合金导体，并没有发现铝合金导体会变色这个问题，但是最近生产的YJV-0.6/1kV 4×70电缆，铜导体绝缘后头尾检测时并无异常，但是经过蒸汽池交联后，剥开绝缘皮发现铜导体明显氧化变色了，严重的地方已经发黑。这种情况，影响了电缆的整体生产及交货，本文就交联后铜导体氧化变色现象，通过多个因素的分析排查和试验验证，总结出抑制改善这类现象发生的经验。

1 铜导体氧化变色现象

按照工艺要求正常生产绝缘线芯70mm²后，因为铜、铝电缆的绝缘厚度是一样的，所以参照之前铝合金电缆交联时间和温度进行蒸汽交联，蒸汽交联90℃，保温5小时后，取出绝缘线芯后头尾端剥皮取样检测时发现铜导体氧化变色严重，剥开其他几盘铜导体绝缘时也是相同情况。之后，又往里面取样剥掉绝缘，依然存在此类情况。这基本上表明整根绝缘线芯导体都氧化变色了，造成了导体外观缺陷，直接影响到电缆整体生产和交货质量，只能暂停生产去寻找原因。

2 氧化变色原因分析排查

交联池的池壁上设有两圈管道，管道上均匀分布着蒸汽孔，然后通过蒸汽发生器往池内喷入蒸汽，绝缘线芯放置池中蒸煮进行交联。铜导体氧化变色问题，首先想到的是绝缘线芯内是否进水的问题，怀疑绝缘线芯有破洞导体进水或者是头尾端防水胶带没有密封好导致蒸汽进入内部，但对出池的绝缘线芯检查并没有发现明显有水的地方。为了验证这个想法，我们取了一段铜导体准备重新挤塑，这次确保挤塑绝缘时没有破洞也没有进水，绝缘完后头尾端采用热风枪加热收缩封帽的形式进行密封，保证这次生产的绝缘线芯绝对密封干燥，然后还是按照蒸汽温度90度，保温5小时的要求进行交联，等到出池后剥开绝缘发现铜导体氧化变色程度却是跟第一次交联结果基本一致，说明此次铜导体氧化变色原因不是生产过程中进水的原因。

排除进水原因后，我们想到的是会不会是原材料的问题，想着换绝缘料挤塑看看情况，于是从仓库里领出其他两家的硅烷交联绝缘料，其他生产工艺要求均不变，分别用不同厂家绝缘料的挤塑样品A、B、C，A为此次用的绝缘料，B、C为其他两家料。交联结束后，取出样品A、B、C，三根样品铜导体氧化变色程度确实不一样，样品A颜色最深，样品C居中，样品B颜色稍微好点，但是与交联前的铜导体相比还是颜色偏暗。通过这一组试验结果，我们得知绝缘原材料与铜导体氧化变色肯定有关系，随后联系询问绝缘材料厂家，厂家的反应都是说自己家的绝缘料已经加了抗铜剂可以防止铜导体氧化的，绝缘料应该是没有问题的，然后询问起我们铜拉丝液中是否添加了抗氧剂，声称做过试验验证过拉丝液缺少抗氧剂也会导致铜导体绝缘后氧化变色。但是，我们铜拉丝液中的确配有抗氧剂成分，并在生产时做了拉丝液检测，所以这个因素可以先排除。而绝缘材料，平时铝合金导体绝缘生产居多，并没有注意到此类问题，虽然材料厂家都说加了抗铜剂，但是成分含量比例、优劣暂时没法检测，根据交联后结果可以知道材料B是明显优于其他两家材料的，所以选这家绝缘料再进一步分析试验。

虽已确定绝缘原材料是导致铜导体氧化变色一个因素，但样品B铜导体还是存在轻微氧化变色现象，接着我们又想着从交联工艺切入，尝试减少铜导体与绝缘料之间的反应时间看氧化变色情况。首先，我们对之前交联条件下的绝缘做了热延伸试验，数据测下来载荷下伸长率为50%，冷却后永久伸长率为0，热延伸检测结果是完全合格的，并且要优于国标要求值很多，说明时间是可以适当缩短的。我们使用材料B重新挤塑两段绝缘线芯准备交联，一段还是按照蒸汽温度90℃，保温5小时交联，另一段则按照蒸汽温度90℃，保温4小时交联，结果看起来保温时间4小时铜导体氧化变色现象明显是这几次试验中最好的一次，基本没有出现氧化变色，这就说明铜导体氧化变色跟交联时间的长短也有关，随后绝缘做了热延伸检测，载荷下伸长率为75%，冷却后永久伸长率为10%。热延伸数据虽略有增大，但还是满足国标要求值，同时铜导体没有出现氧化变色，这样的交联结果是让人满意的。

3  交联试验

铜导体氧化变色试验验证结果见表1。

表1

4 总结

通过分析排查和试验验证可以得出结论：蒸汽交联后铜导体氧化变色现象是可以抑制改善的，主要从以下几点采取有效控制，相信就能抑制改善交联后铜导体氧化变色的现象。

（1）生产控制：拉丝生产时要使用含抗氧剂的乳化液，并在平时定期检测拉丝液浓度、PH值等指标及时做好补液工作，确保铜丝无氧化变色的情况。绝缘挤塑和交联生产时要注意是否进水，确保交联时绝缘线芯的密封性。

（2）原材料控制：硅烷交联绝缘料好多厂家为了降低成本，抗铜剂比例加不到位甚至不加，都会严重影响铜电缆绝缘的生产，所以要加强硅烷绝缘料厂家的管控，挑选合格高质量的原材料厂家是比较关键的，采购材料必要时可直接注明用于铜导体生产，或者需提供抗铜剂比例含量等证明资料，防止供应商偷工减料的情况。

（3）工艺控制：铜电缆交联不同于铝电缆，试验证明了交联时间的长短可影响铜导体氧化变色程度，需要根据导体规格、绝缘厚度做出分类，临近规格可以放一起交联，然后通过检测绝缘热延伸性能，在合格的基础上尝试逐渐减少交联时间，从而达到减少氧化变色的目的。

参考文献：

[1]GB/T 12706.1-2020   额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分：额定电压1kV（Um=1.2kV）和3kV（Um=3.6kV）电缆[S]