一、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的特點

（一）結(jié)構(gòu)與基本優(yōu)勢  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜是一種廣泛適用于配電網(wǎng)等領(lǐng)域的電纜。它的結(jié)構(gòu)較為簡單，由導(dǎo)體、交聯(lián)聚乙烯絕緣層等部分組成。這種電纜具有多種突出優(yōu)點，比如重量輕，在敷設(shè)時就不會因過重而帶來不便，可適應(yīng)多種環(huán)境的敷設(shè)要求，無論是在空間有限的地方，還是復(fù)雜的路線布局中都能方便地進(jìn)行敷設(shè)。  

（二）耐熱性能優(yōu)異  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜采用過氧化物交聯(lián)等方法，使聚乙烯分子由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為熱固性材料，其工作溫度從70℃提高到90℃。在300℃以下不會分解及碳化，長期工作溫度可達(dá)90℃，熱壽命可達(dá)40年，這種優(yōu)異的耐熱性能使其能夠在較高溫度環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作，并且可以承受電網(wǎng)運行中可能出現(xiàn)的過載情況，相比之下，耐熱性能超出普通電纜很多。  

（三）絕緣性能良好  

XLPE（交聯(lián)聚乙烯）保持了PE（聚乙烯）原有的良好絕緣特性，而且絕緣電阻進(jìn)一步增大。介質(zhì)損耗角正切值很小，且受溫度影響不大，這意味著在不同溫度環(huán)境下，其絕緣性能都能得到較好的保證，可以有效防止電流泄漏，保證電能高效傳輸，適用于各種對絕緣要求較高的電力傳輸場景。  

（四）機(jī)械特性優(yōu)越  

在大分子間建立了新的化學(xué)鍵后，XLPE的硬度、剛度、耐磨性和抗沖擊性均有提高。這樣就彌補(bǔ)了PE易受環(huán)境應(yīng)力而龜裂的缺點，使其在機(jī)械力學(xué)性能方面表現(xiàn)出色。在電纜敷設(shè)過程中，可能會受到各種外力的拉扯、擠壓或摩擦等，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜能夠更好地抵御這些外力影響，保持電纜結(jié)構(gòu)完整性，從而維持正常的電力傳輸功能。  

（五）耐化學(xué)特性強(qiáng)  

XLPE具有較強(qiáng)的耐酸堿和耐油性。在一些化工、工業(yè)環(huán)境或者含有化學(xué)物質(zhì)（如酸堿油等）污染可能的區(qū)域，這種特性使其在遭受化學(xué)腐蝕威脅的情況下依舊能正常工作。其燃燒產(chǎn)物主要為水和二氧化碳，對環(huán)境的危害較小，滿足現(xiàn)代消防安全的要求。  

二、聚乙烯電纜的特點

（一）電氣性能方面  

聚乙烯電纜具有優(yōu)異的電氣性能，是較為理想的絕緣和護(hù)套材料。其絕緣電阻和耐電強(qiáng)度高，在較寬的頻率范圍內(nèi)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值小，并且基本不受頻率變化的影響。這種穩(wěn)定的電氣性能使其在通信電纜等對信號傳輸準(zhǔn)確性要求高的領(lǐng)域可以作為近乎理想的介質(zhì)使用。  

（二）機(jī)械特性概況  

機(jī)械性能表現(xiàn)為較好的可撓性，強(qiáng)韌并且耐容性好。在實際電纜應(yīng)用中，這種較好的撓性意味著可以比較輕松地彎曲電纜，便于布線和安裝，能夠適應(yīng)不同走向和角度的鋪設(shè)需求。但相比于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，其機(jī)械性能在應(yīng)對環(huán)境應(yīng)力等方面略有不足，例如在受到較大的外力沖擊或者長期處于復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境時，可能會出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象。  

（三）加工工藝性能優(yōu)良  

具有良好的加工工藝性能，易于熔融塑化，而不易分解，冷卻易于成型，制品幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸易于控制。這使得在生產(chǎn)聚乙烯電纜時，可以更為高效地生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、尺寸精準(zhǔn)的電纜產(chǎn)品。在一些需要大規(guī)模生產(chǎn)或者定制特殊結(jié)構(gòu)尺寸電纜的情況下，聚乙烯的這一加工優(yōu)勢就會凸顯出來。并且由于加工性能好，生產(chǎn)過程中的廢品率相對較低，可以降低生產(chǎn)成本等。此外，由它制作的電線電纜重量相對較輕，使用、敷設(shè)也比較方便，接頭也比較容易處理，但也存在一些局限性，后面的對比中會詳細(xì)闡述。  

（四）其他特性展現(xiàn)  

耐熱老化性能、低溫耐寒性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性好，耐水性好，吸濕率低，浸在水中絕緣電阻一般不下降。它作為非極性材料，透氣性大，其中低密度聚乙烯的透氣性在各種塑料中是最為優(yōu)良的。聚乙烯可以根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝分為高壓低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯等不同類型，各類聚乙烯具有各自不同的特性，可滿足不同的電纜應(yīng)用場景需求。不過，聚乙烯的軟化溫度低，接觸火焰時易燃燒和熔融，并放出與石蠟燃燒時同樣的臭味，在一些對防火、高溫耐受有要求的場景下，應(yīng)用受到一定限制。  

三、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜和聚乙烯電纜性能對比

（一）耐熱性能方面的對比  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：如前面所述，工作溫度可達(dá)到90℃，在300℃以下不會分解及碳化，熱壽命可達(dá)40年，耐熱性表現(xiàn)突出，并且在高溫環(huán)境下也能夠保持較好的電氣和機(jī)械性能，這是由于其分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠承受高溫帶來的影響。  

聚乙烯電纜：其軟化溫度低，終上所述通常情況下其耐熱性能要低于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，在高溫環(huán)境下可能會出現(xiàn)軟化、變形等情況，進(jìn)而影響使用壽命以及電氣和機(jī)械性能。所以在一些對溫度要求較高的應(yīng)用場景下，比如高溫環(huán)境的工業(yè)廠房或者承載較大電流導(dǎo)致溫度升高明顯的電力傳輸線路，聚乙烯電纜可能無法正常工作或者壽命縮短。  

（二）絕緣性能的對比  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：XLPE保持PE原有的良好絕緣性能的同時，絕緣電阻還有所增大，介質(zhì)損耗角正切值受溫度影響不大。這種良好的絕緣性能使得交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜可以應(yīng)用于高電壓、長距離的電力傳輸線路中，能夠有效地減少電能的損耗并保證電力傳輸?shù)陌踩浴?nbsp; 

聚乙烯電纜：雖然聚乙烯電纜本身絕緣電阻和耐電強(qiáng)度高，在較寬頻率范圍內(nèi)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值小，但相對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜而言，在一些極端條件下（如高溫、高電壓下長時間運行等），絕緣性能的穩(wěn)定性可能稍差一點9。  

（三）機(jī)械性能比較  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：硬度、剛度、耐磨性和抗沖擊性均有提高，可以較好地抵御外界的應(yīng)力、摩擦等因素影響，防止電纜因外力破壞而受損，例如在城市地下電力管網(wǎng)中，可能受到地質(zhì)沉降、其他工程施工挖掘碰撞等影響，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜能夠更有效地應(yīng)對這些威脅。  

聚乙烯電纜：雖說有一定的機(jī)械性能優(yōu)勢如較好的可撓性和耐容性，但相較于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，在面對環(huán)境應(yīng)力（如擠壓、拉伸、沖擊等）時顯得較為脆弱，容易出現(xiàn)表面龜裂等情況，這限制了其在一些對機(jī)械性能要求苛刻的場所（如經(jīng)常移動或者需要強(qiáng)機(jī)械保護(hù)的電纜布線環(huán)境）的使用。  

（四）耐化學(xué)腐蝕性能差異  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：XLPE具有較強(qiáng)的耐酸堿和耐油性，在含有酸堿或油污等化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境中，這種耐腐蝕性可以使其正常工作而不被輕易侵蝕破壞，保證電纜的使用壽命和電氣性能。  

聚乙烯電纜：雖然聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性也是比較好的，但并沒有交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜那樣強(qiáng)的耐酸堿和耐油性，在長期接觸化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境下，化學(xué)物質(zhì)可能會逐漸影響電纜的質(zhì)量和性能，例如工業(yè)廠區(qū)內(nèi)可能存在化學(xué)藥品泄漏或者油污污染風(fēng)險較高的區(qū)域，如果使用聚乙烯電纜，會面臨更高的性能下降風(fēng)險。  

四、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜和聚乙烯電纜應(yīng)用場景差異  

（一）工業(yè)裝置及大容量用電領(lǐng)域的選擇  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：因為交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的耐熱性能好、載流量大、抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)以及耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，在工業(yè)裝置或者其他需要大容量用電的領(lǐng)域是非常適用的。例如大型工廠中的高功率設(shè)備供電線路、礦山中的大型挖掘設(shè)備和運輸設(shè)備供電等場景。這些場景下，設(shè)備用電量大，電纜可能處于高溫、有化學(xué)腐蝕風(fēng)險、存在機(jī)械外力干擾等復(fù)雜環(huán)境，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜能夠穩(wěn)定運行確保電力供應(yīng)。  

聚乙烯電纜：相對于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜而言，由于其在大電流情況下散熱等能力的限制，較多應(yīng)用于對容量需求不是極高且環(huán)境較為溫和的小功率工業(yè)設(shè)備或輔助線路，在一般性工業(yè)廠房的低功率照明系統(tǒng)、普通辦公區(qū)的電氣線路等小容量、低應(yīng)力場景下可以發(fā)揮其電氣性能較好且輕便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。  

（二）電力輸配電線路的不同適用情況  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：適用于固定敷設(shè)在交流50Hz、額定電壓6kV-35kV的電力輸配電線路上，在城市電網(wǎng)建設(shè)中這種電纜被廣泛采用。主要原因是其優(yōu)良的綜合性能，如前面提到的，它在耐熱性、絕緣性、機(jī)械性能等方面的優(yōu)勢能夠適應(yīng)城市復(fù)雜的地下敷設(shè)環(huán)境以及大容量的電力分配需求。而且在火災(zāi)安全性方面，燃燒不產(chǎn)生鹵素有毒氣體也使其更符合城市建筑環(huán)境的安全需求。  

聚乙烯電纜：在一些對電壓等級要求不高（低于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜適用的電壓等級范圍）、用電負(fù)荷較小且對電纜機(jī)械性能要求不高的短距離電力傳輸場景中有一定適用性，例如一些小區(qū)內(nèi)低電壓的分支線路鋪設(shè)，旨在滿足基本的居民用電需求的局部電力輸送線路等。  

（三）防火與安全性要求不同導(dǎo)致的不同應(yīng)用  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：由于其燃燒產(chǎn)物主要為水和二氧化碳，阻燃性能較好并且不會產(chǎn)生有毒鹵素氣體，在一些對防火要求高，人員密集的場所如商場、醫(yī)院、地鐵等場所的電力供應(yīng)系統(tǒng)中較為適用。一旦發(fā)生火災(zāi)，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜不會產(chǎn)生劇毒腐蝕性煙霧對疏散人員和消防設(shè)備造成損害，為應(yīng)急救援和人員逃生提供了較好的保障。  

聚乙烯電纜：其燃燒時會釋放與石蠟燃燒時同樣的臭味并且易燃，在防火要求高的場所并不適合大規(guī)模使用，但是在一些防火條件相對寬松、空間開闊通風(fēng)良好且人們較少接觸的場所可以考慮使用，如戶外的一些簡易照明設(shè)施或者個別遠(yuǎn)離人群的小型設(shè)備供電線路。  

五、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜和聚乙烯電纜材料構(gòu)成區(qū)別  

（一）材料分子結(jié)構(gòu)  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：它是通過化學(xué)或物理手段將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯轉(zhuǎn)化為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。這種交聯(lián)的過程形成特殊的分子鍵結(jié)構(gòu)，使得材料的許多性能得以提升。例如，使其從熱塑性材料變?yōu)闊峁绦圆牧希瑤砟蜔嵝?、機(jī)械性能等多方面的改變。常見的交聯(lián)方法包括過氧化物交聯(lián)、硅烷交聯(lián)和輻照交聯(lián)等，過氧化物交聯(lián)是利用過氧化物分解產(chǎn)生的自由基引發(fā)聚乙烯分子間的交聯(lián)反應(yīng)，從而使分子鏈之間形成化學(xué)鍵，最終構(gòu)建起三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在宏觀上表現(xiàn)為電纜絕緣性能、耐熱性能等的提升。  

聚乙烯電纜：主要成分就是聚乙烯樹脂、抗氧劑等，分子結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)，這種線性結(jié)構(gòu)在性能上如前所述決定了其固有特性，比如軟化溫度低、在高溫下機(jī)械性能不足等。聚乙烯分子鏈之間的相互作用相對較弱，在受到外力、高溫或者化學(xué)物質(zhì)影響時，鏈與鏈之間容易發(fā)生相對滑動，導(dǎo)致材料變形、性能變化等情況，而不像交聯(lián)聚乙烯的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性和抵抗性。  

（二）添加劑與純度要求之類別  

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：除了形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的相關(guān)化學(xué)試劑（因交聯(lián)方法而定，如過氧化物交聯(lián)中的過氧化物等）在生產(chǎn)過程可能有少量殘留（當(dāng)然，作為合格產(chǎn)品，這些殘留是在安全范圍內(nèi)），在一些特殊應(yīng)用情況下可能還會添加其他一些助劑來進(jìn)一步優(yōu)化性能，如在要求低煙無鹵的情況下會添加相應(yīng)的無鹵阻燃劑等?？傮w上，相對而言其在制造過程對工藝純度、添加劑的控制要求較高，以保證交聯(lián)過程的順利進(jìn)行和最終產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。  

聚乙烯電纜：對于普通聚乙烯電纜的制作，除了基礎(chǔ)的抗氧劑之外（抗氧劑主要是為防止聚乙烯樹脂在加工和使用過程中氧化老化），如果要對其性能進(jìn)行某些特定調(diào)整，如制作半導(dǎo)電聚乙烯塑料（主要用于電纜中的半導(dǎo)體層），則要加入導(dǎo)電碳黑，或者制作耐寒性較好的電纜可能需要加入耐寒性助劑等。相對來講，在添加劑的使用種類和純度要求方面與交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜有差異，更側(cè)重滿足基本的加工和性能改進(jìn)需求。