Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции

Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на механические и электрические характеристики кабельной высоконаполненной антипиреннами изоляции из не распространяющей горение безгалогенной композиции на основе сополимера етиленвинилацетата. Установлена сильная...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Електротехніка і електромеханіка
Дата:	2018
Автори:	Беспрозванных, А.В., Мирчук, И.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2018
Теми:	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147944
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции / А.В. Беспрозванных, И.А. Мирчук // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 54-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147944
record_format	dspace
spelling	Беспрозванных, А.В. Мирчук, И.А. 2019-02-16T12:06:33Z 2019-02-16T12:06:33Z 2018 Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции / А.В. Беспрозванных, И.А. Мирчук // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 54-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.4.09 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147944 621.319 Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на механические и электрические характеристики кабельной высоконаполненной антипиреннами изоляции из не распространяющей горение безгалогенной композиции на основе сополимера етиленвинилацетата. Установлена сильная корреляционная связь между относительным удлинением при разрыве и прочностью при растяжении, между сопротивлением изоляции и пробивным напряжением. Показано, что при оптимальном значении коэффициента облучения в диапазоне от 7 до 5 сопротивление изоляции возрастает более чем в два раза, а пробивное напряжение на постоянном токе – в 1,3 раза. Относительное удлинение при разрыве остается в пределах допустимых значений. Досліджено вплив коефіцієнта опромінення прискореними електронами з енергією 0,5 МеВ на механічні та електричні характеристики кабельної високонаповненої антипіренами ізоляції, що не розповсюджує горіння, на основі сополимера етіленвінілацетата. Встановлено сильний кореляційний зв'язок між відносним подовженням при розриві і міцністю при розтягуванні, між опором ізоляції і пробивною напругою. Показано, що при оптимальному значенні коефіцієнта опромінення в діапазоні від 7 до 5, опір ізоляції зростає більш ніж в два рази, а пробивна напругу на постійному струмі – в 1,3 рази. Відносне подовження при розриві залишається в межах допустимих значень. Introduction. The high saturation of the cable routes of nuclear and thermal stations, wind parks and solar power plants, on-board systems imposes stringent requirements in the field of fire safety of cables, which makes it necessary to use highly flame retardant halogen-free compositions. The introduction of flame retardants causes the mandatory modification (crosslinking) of the polymer matrix. Purpose. Determination of the optimal radiation dose based on the correlation between the mechanical and electrical characteristics of a radiation-modified halogen-free ethylene vinyl acetate copolymer with high-strength flame retardant insulation cables. Methodology. Mechanical and electrical tests of samples of radiation-modified cables with a copper conductor cross section of 1.0 mm2 and a halogen-free filled insulation based on an EVA copolymer with a thickness of 0.7 mm have been performed. Results. A strong correlation is established between the elongation at break and the tensile strength, between the insulation resistance and the breakdown voltage. It is shown that at the optimum value of the irradiation coefficient in the range from 7 to 5, the insulation resistance increases more than twice, and the breakdown voltage at the direct current is increased by 1.3 times. The elongation at break is within the allowed values. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции Correlation between electrical and mechanical characteristics of cables with radiation-modified insulation on the basis of a halogen-free polymer composition Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
spellingShingle	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции Беспрозванных, А.В. Мирчук, И.А. Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
title_short	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
title_full	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
title_fullStr	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
title_full_unstemmed	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
title_sort	корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции
author	Беспрозванных, А.В. Мирчук, И.А.
author_facet	Беспрозванных, А.В. Мирчук, И.А.
topic	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
topic_facet	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
publishDate	2018
language	Russian
container_title	Електротехніка і електромеханіка
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
format	Article
title_alt	Correlation between electrical and mechanical characteristics of cables with radiation-modified insulation on the basis of a halogen-free polymer composition
description	Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на механические и электрические характеристики кабельной высоконаполненной антипиреннами изоляции из не распространяющей горение безгалогенной композиции на основе сополимера етиленвинилацетата. Установлена сильная корреляционная связь между относительным удлинением при разрыве и прочностью при растяжении, между сопротивлением изоляции и пробивным напряжением. Показано, что при оптимальном значении коэффициента облучения в диапазоне от 7 до 5 сопротивление изоляции возрастает более чем в два раза, а пробивное напряжение на постоянном токе – в 1,3 раза. Относительное удлинение при разрыве остается в пределах допустимых значений. Досліджено вплив коефіцієнта опромінення прискореними електронами з енергією 0,5 МеВ на механічні та електричні характеристики кабельної високонаповненої антипіренами ізоляції, що не розповсюджує горіння, на основі сополимера етіленвінілацетата. Встановлено сильний кореляційний зв'язок між відносним подовженням при розриві і міцністю при розтягуванні, між опором ізоляції і пробивною напругою. Показано, що при оптимальному значенні коефіцієнта опромінення в діапазоні від 7 до 5, опір ізоляції зростає більш ніж в два рази, а пробивна напругу на постійному струмі – в 1,3 рази. Відносне подовження при розриві залишається в межах допустимих значень. Introduction. The high saturation of the cable routes of nuclear and thermal stations, wind parks and solar power plants, on-board systems imposes stringent requirements in the field of fire safety of cables, which makes it necessary to use highly flame retardant halogen-free compositions. The introduction of flame retardants causes the mandatory modification (crosslinking) of the polymer matrix. Purpose. Determination of the optimal radiation dose based on the correlation between the mechanical and electrical characteristics of a radiation-modified halogen-free ethylene vinyl acetate copolymer with high-strength flame retardant insulation cables. Methodology. Mechanical and electrical tests of samples of radiation-modified cables with a copper conductor cross section of 1.0 mm2 and a halogen-free filled insulation based on an EVA copolymer with a thickness of 0.7 mm have been performed. Results. A strong correlation is established between the elongation at break and the tensile strength, between the insulation resistance and the breakdown voltage. It is shown that at the optimum value of the irradiation coefficient in the range from 7 to 5, the insulation resistance increases more than twice, and the breakdown voltage at the direct current is increased by 1.3 times. The elongation at break is within the allowed values.
issn	2074-272X
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147944
citation_txt	Корреляция между электрическими и механическими характеристиками кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией на основе безгалогенной полимерной композиции / А.В. Беспрозванных, И.А. Мирчук // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 54-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT besprozvannyhav korrelâciâmežduélektričeskimiimehaničeskimiharakteristikamikabeleisradiacionnomodificirovannoiizolâcieinaosnovebezgalogennoipolimernoikompozicii AT mirčukia korrelâciâmežduélektričeskimiimehaničeskimiharakteristikamikabeleisradiacionnomodificirovannoiizolâcieinaosnovebezgalogennoipolimernoikompozicii AT besprozvannyhav correlationbetweenelectricalandmechanicalcharacteristicsofcableswithradiationmodifiedinsulationonthebasisofahalogenfreepolymercomposition AT mirčukia correlationbetweenelectricalandmechanicalcharacteristicsofcableswithradiationmodifiedinsulationonthebasisofahalogenfreepolymercomposition
first_indexed	2025-11-25T22:45:06Z
last_indexed	2025-11-25T22:45:06Z
_version_	1850570532893753344
fulltext	54 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 © А.В. Беспрозванных, И.А. Мирчук УДК 621.319 doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.09 А.В. Беспрозванных, И.А. Мирчук КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ И МЕХАНИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ КАБЕЛЕЙ С РАДИАЦИОННО-МОДИФИЦИРОВАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА ОСНОВЕ БЕЗГАЛОГЕННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ Досліджено вплив коефіцієнта опромінення прискореними електронами з енергією 0,5 МеВ на механічні та електрич- ні характеристики кабельної високонаповненої антипіренами ізоляції, що не розповсюджує горіння, на основі сополи- мера етіленвінілацетата. Встановлено сильний кореляційний зв'язок між відносним подовженням при розриві і міц- ністю при розтягуванні, між опором ізоляції і пробивною напругою. Показано, що при оптимальному значенні коефі- цієнта опромінення в діапазоні від 7 до 5, опір ізоляції зростає більш ніж в два рази, а пробивна напругу на постійному струмі – в 1,3 рази. Відносне подовження при розриві залишається в межах допустимих значень. Бібл. 12, рис. 3 Ключові слова: безгалогенна композиція, радіаційне модифікування, коефіцієнт опромінення, механічні та електричні характеристики, коефіцієнт кореляції. Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на механические и элек- трические характеристики кабельной высоконаполненной антипиреннами изоляции из не распространяющей горе- ние безгалогенной композиции на основе сополимера етиленвинилацетата. Установлена сильная корреляционная связь между относительным удлинением при разрыве и прочностью при растяжении, между сопротивлением изоля- ции и пробивным напряжением. Показано, что при оптимальном значении коэффициента облучения в диапазоне от 7 до 5 сопротивление изоляции возрастает более чем в два раза, а пробивное напряжение на постоянном токе – в 1,3 раза. Относительное удлинение при разрыве остается в пределах допустимых значений. Библ. 12, рис. 3. Ключевые слова: безгалогенная композиция, радиационное модифицирование, коэффициент облучения, механиче- ские и электрические характеристики, коэффициент корреляции. Введение. Высокая насыщенность кабельными трассами атомных и тепловых станций, ветропарков и солнечных электростанций, бортовых систем предъ- являет жесткие требования в области пожарной безо- пасности кабелей [1]. Все это вызывает необходи- мость применения для изоляции и оболочки кабелей материалов нового класса, таких как безгалогенные композиции. Термин «безгалогенная композиция» не является строгим обозначением полимера с техниче- ской точки зрения, как, например полиэтилен или поливинлхлорид. Однако этот термин применяется в кабельной отрасли и фактически представляет собой отдельный класс материалов [1]. Безгалогенные ком- позиции представляют собой полимерные материалы, в составе которых отсутствуют или имеются в очень малом количестве (менее 0,5 % масс.) галогены, и которые не распространяют горение при воздействии огня. Отсутствие галогенов в изоляции, заполнении и оболочке кабелей является одной из важнейших ха- рактеристик их пожарной безопасности. Для обеспе- чения высокой стойкости к распространению горения полимер наполняют большим количеством (до 70 % масс.) неорганических антипиренов (в основном гид- роксидами алюминия или магния). Однако введение антипиренов обуславливает обязательное модифици- рование (сшивку) полимерной матрицы, которое при- водит к созданию пространственной структуры. Наи- более предпочтительным методом сшивки является радиационное модифицирование [2-4], при котором вероятность образования низкомолекулярных продук- тов, в том числе и влаги, значительно меньше в срав- нении с химическим методом [5]. Источниками ионизирующего излучения для мо- дифицирования полимерной изоляции кабелей и про- водов с сечением жилы до 240 мм2 являются элек- тронные ускорители с энергиями (0,3-5) МэВ и мощ- ностью до сотен кВт [6, 7]. Необходимая доза для сшивания полиэтилена составляет 20-40 Мрад [5, 8-11]. Для фторполимеров – от (0,5-2) до (20-30) МРад [5]. Сшивка полимеров по- зволяет значительно повысить их механическую прочность, теплостойкость, стойкость к воздействию химически активных веществ, растрескиванию [8-11]. Наибольший интерес в качестве безгалогенных композиций представляют композиции на основе со- полимеров этилена (этилен-винилацетат, этилен- акрилат, этилен-пропилен и др.) с введением в поли- мерную матрицу антипиренов и других добавок, по- вышающих стойкость материала к распространению горения, а также лучшему диспергированию наполни- телей в полимере [12]. Наличие в макромолекуле этиленовых звеньев, а также двойных связей, обеспечивают полимерной композиции на основе сополимера этилен- винилацетата, также как и полиэтилена, сшивку под воздействием ионизирующего излучения. Доза облу- чения определяется на стадии исследования кабель- ной композиции и разработки кабеля. Цель статьи – определение оптимальной дозы облучения на основе корреляции между механиче- скими и электрическими характеристиками радиаци- онно-модифицированной безгалогенной на основе сополимера этиленвинилацета высоконаполненной антипиренами изоляции кабелей. Технологические параметры радиационного модифицирования. При облучении в результате ио- низации молекул и разрыва связей С–Н в полимере образуются свободные макрорадикалы и атомарный водород. В результате дальнейшей рекомбинации макрорадикалов и образования поперечных связей между макромолекулами полимер приобретает трех- мерную (пространственную) структуру. Однако при облучении протекает не только процесс сшивания ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 55 макромолекул, но и процесс их деструкции, обуслов- ленный разрывом валентных связей в макромолекуле. Возможность осуществления радиационной сшивки полимера определяется соотношением скоростей процессов «сшивка – деструкция» и зависит от того, какой из этих процессов преобладает. Значительное влияние на соотношение процес- сов сшивки и деструкции влияют технологические параметры радиационного модифицирования и, как следствие, доза облучения. При фиксированном напряжении ускорителя элек- тронов технологическая доза облучения прямо про- порциональна току пучка электронов и обратно про- порциональна скорости прохождения кабеля под этим пучком [5]: VL NI D   120 , МРад, где I – ток пучка электронов (мА), N – число проходов провода под пучком электронов, L – длина развертки пучка пер- пендикулярно направлению протяжки заготовки, V – скорость прохождения под пучком электронов (м/мин). На практике при радиационном модифицирова- нии изоляции и оболочек кабелей используют коэф- фициент облучения (К), который регулируется изме- нением скорости прохода кабеля под пучком электро- нов при неизменном токе пучка электронов: чем выше К, тем меньше степень облучения материала [5]. Ко- эффициент облучения является результатом компро- мисса между механическими и электрическими свой- ствами изоляции и техническими требованиями, предъявляемыми к готовому кабелю. Для обеспечения равномерной сшивки по всему объему изоляции необходимым условием является стабильность работы ускорителя, что обуславливает постоянство параметров электронного пучка. Тестовые образцы и параметры облучения. На промышленном ускорителе заряженных частиц ЕЛВ-1 выполнено радиационное модифицирование образцов изолированного провода длиной 5 м с мед- ными жилами сечением 1,0 мм2 (рис. 1). Изоляция толщиной 0,7 мм – высоконаполненная до 70 % мас- совых долей антипиренами безгалогенная композиция на основе сополимера этиленвинилацетата. Образцы провода облучены с разными коэффициентами облу- чения К: 17; 15; 13; 11; 10; 9; 8; 7; 6; 5 и 4 при энергии ускоренных электронов 0,5 МэВ. Один образец – кон- трольный (не подвергался облучению). Ток пучка электронов – 10 мА. Количество проходов провода под пучком электронов – 80. Корреляция между электрическими и меха- ническими характеристиками радиационно- сшитой изоляции. В исходном состоянии (до облу- чения) и после воздействия проведены механические и электрические испытания образцов провода. На рис. 2 представлены корреляционные зависи- мости от коэффициента облучения механических (рис. 2,а) и электрических (рис. 2,б) характеристик: относительного удлинения при разрыве Δε и прочно- сти при растяжении σ (рис. 2,а); сопротивления изо- ляции Rins и пробивного напряжения Ubr (рис. 2,б) соответственно. Рис. 1. Компоновка электронного ускорителя для облучения изоляции кабелей и проводов ,MPa K ,% 300 250 200 150 100 50 10.6 11.8 12.2 12.7 13.3 13.0 0 18 16 14 12 10 8 6 2 4 а Rins,Mkm K Ubr,kV 80 0 18 16 14 12 10 8 6 2 4 100 120 140 160 180 200 220 240 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 б Рис. 2. К установлению корреляционной зависимости между механическими (а) и электрическими (б) характеристиками радиационно-сшитой изоляции Для механических и электрических характери- стик наблюдается сильная корреляционная связь. Причем, между относительным удлинением при раз- рыве и прочностью при растяжении – отрицательная; сопротивлением изоляции и пробивным напряжением – положительная. Коэффициенты корреляции равны -0.9189 и 0.8045 соответственно. С уменьшением ко- эффициента облучения, т.е. с ростом дозы облучения, прочность при растяжении, сопротивление изоляции и пробивное напряжение на постоянном токе возрас- тают до некоторого значения, после которого начи- нают уменьшаться; относительное удлинение при разрыве монотонно уменьшается. Для механических характеристик корреляция выражена в большей степени, что также подтвержда- 56 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 ется результатами рангового корреляционного анали- за Спирмена: тест значимости для 100 % данных при р-уровне 0,001496. Для электрических характеристик тест значимости только для 25 % измеренных значе- ний при р-уровне 0,617075. Такое различие связано с объемом выборки из- мерений образцов для каждой дозы облучения: меха- нические характеристики усреднены для 5-и измере- ний, электрические – для 1-го. Между механическими и электрическими харак- теристиками существует также корреляционная связь (рис. 3). 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260  ,MPa Rins,MOhm.km Rins,Mkm ,MPa а 100 150 200 250 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260   Rins, MOhm.kmRins,Mkm ,% б 100 150 200 250 20 21 22 23 24 25 26 27   Ubr, kV ,% Ubr,kV в 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 20 21 22 23 24 25 26 27  , MPa Ubr, kVUbr,kV ,MPa г Рис. 3. Корреляционная зависимость между механическими и электрическими характеристиками радиационно-сшитой изоляции Коэффициент корреляции между сопротивлени- ем изоляции и прочностью при растяжении положи- тельный и равен 0.6253 (рис. 3,а), между сопротивле- нием изоляции и относительным удлинением (рис. 3,б) – отрицательный и равен –0.7105. Корреля- ция между пробивным напряжением и относительным удлинением (рис. 3,в), между пробивным напряжени- ем и прочностью при растяжении (рис. 3,г) – слабая: коэффициенты парной корреляции Пирсона равны -0.4980 и 0.4964 соответственно. Учитывая, что стойкость к радиации материалов определяется радиационным индексом (RI) по [2] как десятичный логарифм поглощённой дозы в Греях, при которой относительное удлинение снижается не более чем на 50 % (в два раза) относительно исходного зна- чения, оптимальное значение коэффициента облуче- ния лежит в диапазоне от 7 до 5. В этом диапазоне значений коэффициента облучения наблюдаются мак- симальные значения прочности при растяжении (см. рис. 2), сопротивления изоляции и пробивного на- пряжения на постоянном токе (см. рис. 3). Сопротив- ление изоляции возрастает более чем в два раза, про- бивное напряжение на постоянном токе – в 1,3 раза относительно необлученного состояния, что связано с повышением однородности и упорядоченности моле- кулярной структуры полимера после сшивки. С уменьшением коэффициента облучения, т.е. увеличе- нием дозы облучения, наблюдается тренд к снижению электрических характеристик вследствие накопления в полимере носителей заряда и свободных радикалов, образующихся в процессе облучения. Выводы. Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на ме- ханические и электрические характеристики кабель- ной высоконаполненной антипиреннами изоляции из безгалогенной композиции на основе сополимера этиленвинилацетата и установлена сильная корреля- ционная связь между относительным удлинением при разрыве и прочностью при растяжении, между сопро- тивлением изоляции и пробивным напряжением. Впервые определен оптимальный диапазон ко- эффициента облучения изоляции кабелей, состав- ляющий от 5 до 7, при обеспечении которого элек- трическое сопротивление изоляции возрастает бо- лее чем в два раза, пробивное напряжение на по- стоянном токе возрастает в 1,3 раза, а относитель- ное удлинение при разрыве остается в пределах допустимых значений. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. IEC 60092-359:2014. Electrical Installations In Ships – Part 359: Sheathing Materials For Shipboard Power And Telecom- munication Cables By IEC TC/SC 18A. – 50 p. 2. Standard IEC 5444-4. Guide for determining the effects of ionizing radiation on insulating materials. Part 4: Classification system for service in radiation environments. – 1986. – 22 p. 3. Cleland M.R. High Power Electron Accelerators for Industrial Radiation Processing of Polymers // Hanser Publishers, Munich and Oxford University Press. – New York. – 1992. – 23 p. 4. Studer N. Electron beam crosslinking of insulated wire and cable: Process economics and comparison with other technologies // International Journal of Radiation Applications and Instrumen- tation. Part C. Radiation Physics and Chemistry. – 1990. – vol.35. – no.4–6. – pp. 680-686. doi: 10.1016/1359-0197(90)90296-t. 5. Финкель Э.Э., Лещенко С.С., Брагинский Р.П. Радиацион- ная химия и кабельная техника. – М.: Атомиздат, 1968, 313 с. 6. Machi S. Role of radiation processing for sustainable devel- opment // Emerging applications of radiation processing. – 2004, Vienna: IAEA. (IAEA-TECDOC-1386). – pp. 5-13. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 57 7. Zimek Z., Przybytniak G., Nowicki A., Mirkowski K., Ro- man K. Optimization of electron beam crosslinking for cables // Radiation Physics and Chemistry. – 2014. – vol.94. – pp. 161- 165. doi: 10.1016/j.radphyschem.2013.07.005. 8. Беспрозванных А.В., Набока Б.Г., Морозова Е.В. Радиа- ционная стойкость кабелей общепромышленного назначе- ния // Електротехніка і електромеханіка. – 2006. – №3. – С. 82-86. doi: 10.20998/2074-272X.2006.3.16. 9. Беспрозванных А.В., Набока Б.Г., Морозова Е.В. Изме- нение механических свойств материалов конструктивных элементов оптических кабелей под действием радиации // Вісник НТУ «ХПІ». – 2004. – №7. – C. 28-35. 10. Беспрозванных А.В., Морозова Е.В., Соколенко А.Н. Влияние ионизирующего излучения на емкость и тангенс угла диэлектрических потерь сетевых кабелей // Вісник НТУ «ХПІ». – 2003. – вип.9. – т.4. – С. 3-8. 11. Berejka A.J. Radiation response of industrial materials: Dose-rate and morphology implications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2007. – vol.261. – no.1–2. – pp. 86-89. doi: 10.1016/j.nimb.2007.03.097. 12. IEC 60811-2-1:2001. Common test methods for insulating and sheathing materials of electric and optical cables – Part 2-1: Methods specific to elastomeric compounds – Ozone resistance, hot set and mineral oil immersion tests. – 32 p. REFERENCES 1. IEC 60092-359:2014. Electrical Installations In Ships – Part 359: Sheathing Materials For Shipboard Power And Telecom- munication Cables By IEC TC/SC 18A. 50 p. 2. Standard IEC 5444-4. Guide for determining the effects of ionizing radiation on insulating materials. Part 4: Classification system for service in radiation environments. 1986. 22 p. 3. Cleland M.R. High Power Electron Accelerators for Indus- trial Radiation Processing of Polymers. Hanser Publ., Munich and Oxford University Press. New York, 1992. 23 p. 4. Studer N. Electron beam crosslinking of insulated wire and cable: Process economics and comparison with other technolo- gies. International Journal of Radiation Applications and Instru- mentation. Part C. Radiation Physics and Chemistry, 1990, vol.35, no.4–6, pp. 680-686. doi: 10.1016/1359-0197(90)90296-t. 5. Finkel E.E., Leschenko S.S., Braginsky R.P. Radiatsionnaia khimiia i kabel'naia tekhnika [Radiation chemistry and cable technology]. Moscow, Atomizdat Publ., 1968. 313 p. (Rus). 6. Machi S. Role of radiation processing for sustainable devel- opment. Emerging applications of radiation processing, 2004, Vienna: IAEA. (IAEA-TECDOC-1386), pp. 5-13. 7. Zimek Z., Przybytniak G., Nowicki A., Mirkowski K., Ro- man K. Optimization of electron beam crosslinking for cables. Radiation Physics and Chemistry, 2014, vol.94, pp. 161-165. doi: 10.1016/j.radphyschem.2013.07.005. 8. Bezprozvannych G.V., Nabokа B.G., Morozova E.V. Radi- ating resistance of common commercial cables of internal lay- ing. Electrical engineering & electromechanics, 2006, no.3, pp. 82-86. doi: 10.20998/2074-272X.2006.3.16. (Rus). 9. Bezprozvannych G.V., Naboka B.G., Morozova E.V. Change in the mechanical properties of materials of structural elements of optical cables under the influence of radiation. Bul- letin of NTU «KhPI», 2004, no.7, pp. 28-35. (Rus). 10. Bezprozvannych G.V., Morozova EV, Sokolenko A.N. Ef- fect of ionizing radiation on the capacitance and tangent of the dielectric loss angle of network cables. Bulletin of NTU «KhPI», 2003, no.9, vol.4, pp. 3-8. (Rus). 11. Berejka A.J. Radiation response of industrial materials: Dose-rate and morphology implications. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2007, vol.261, no.1–2, pp. 86-89. doi: 10.1016/j.nimb.2007.03.097. 12. IEC 60811-2-1:2001. Common test methods for insulating and sheathing materials of electric and optical cables – Part 2-1: Methods specific to elastomeric compounds – Ozone resistance, hot set and mineral oil immersion tests. – 32 p. Поступила (received) 29.04.2018 Беспрозванных Анна Викторовна1, д.т.н., проф., Мирчук Игорь Анатолиевич2, аспирант, 1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002, Харьков, ул. Кирпичева, 2, тел/phone +38 057 7076010, e-mail: bezprozvannych@kpi.kharkov.ua 2 Приватное акционерное общество «Украинский научно-исследовательский институт кабельной промышленности», 71101, Запорожская обл., Бердянск, ул. Промышленная, 2-Р, тел/phone +38 066 8288554, e-mail: garik710@ukr.net G.V. Bezprozvannych1, I.A. Mirchuk2 1 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2, Kyrpychova Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. 2 Private Joint Stock Company «Ukraine Scientific-Research Institute of Cable Industry», 2-P, Promychlennaya Str., Berdyansk, Zaporozhye Region, 71101, Ukraine. Correlation between electrical and mechanical characteristics of cables with radiation-modified insulation on the basis of a halogen-free polymer composition. Introduction. The high saturation of the cable routes of nu- clear and thermal stations, wind parks and solar power plants, on-board systems imposes stringent requirements in the field of fire safety of cables, which makes it necessary to use highly flame retardant halogen-free compositions. The introduction of flame retardants causes the mandatory modi- fication (crosslinking) of the polymer matrix. Purpose. De- termination of the optimal radiation dose based on the corre- lation between the mechanical and electrical characteristics of a radiation-modified halogen-free ethylene vinyl acetate copolymer with high-strength flame retardant insulation cables. Methodology. Mechanical and electrical tests of samples of radiation-modified cables with a copper conduc- tor cross section of 1.0 mm2 and a halogen-free filled insula- tion based on an EVA copolymer with a thickness of 0.7 mm have been performed. Results. A strong correlation is estab- lished between the elongation at break and the tensile strength, between the insulation resistance and the break- down voltage. It is shown that at the optimum value of the irradiation coefficient in the range from 7 to 5, the insulation resistance increases more than twice, and the breakdown voltage at the direct current is increased by 1.3 times. The elongation at break is within the allowed values. References 12, figures 3. Key words: halogen-free composition, radiation modification, irradiation coefficient, mechanical and electrical character- istics, correlation coefficient.

Репозитарії

Схожі ресурси