让电缆生产更绿色更经济，聚丙烯是咋做到的
目前常见的电力电缆大多采用交联聚乙烯（XLPE）绝缘材料，在生产过程中，添加的交联剂及交联过程产生的副产物等杂质可能会引入绝缘层内部，使得在电场下空间电荷积聚更加严重，从而加速绝缘老化。此外，交联工艺本身能耗大、效率低，交联时的硫化脱气，不仅使得工艺复杂化，而且生产环境非常恶劣，难以循环再利用，其交联和去应力时间、成本远高于热塑性材料。
聚丙烯（PP）是非极性材料，具有优异的绝缘性能、耐温等级高、可塑化循环再利用等特点，不仅在提高传输容量上具有很大优势，而且在简化加工工艺、降低成本、提升生产效率等方面具有独特优势，因此特别适用于电力线路的传输。
与传统的XLPE电缆绝缘料相比，PP材料是一种相对体积质量比较轻（目前所有塑料中最轻的品种之一）、无毒、无臭和无味的乳白色高结晶的聚合物。其不仅具有良好的电气性能，还具有很好的耐热性能（使电缆长期运行温度由90 ℃提高到105 ℃）。
因PP材料不需交联处理即可有较高的机械强度，而且是典型的热塑性材料，可循环利用，符合环境友好型电缆绝缘的发展需求，是一个更绿色环保的生命周期的材料。
表1 PP和XLPE电缆试验对比
表2 PP与XLPE电缆绝缘厚度对比
（1）导体直流电阻符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》的第二类导体的要求。
（2）热循环试验，加热循环应持续至少8h，在每一加热过程中导体温度达到110-115 ℃后应在此温度下至少维持2h，随后应在空气中自然冷却至少3h。此循环应重复20次。
（3）冲击电压试验（200 kV），温度达110~115 ℃，正负极性各10次。
（4）绝缘老化后的机械性能空气箱老化温度和时间为150 ℃，168h。
（5）绝缘收缩试验温度和试验时间分别为150 ℃，1h。
（6）35kV PP电缆绝缘标称厚度为8.5mm（XLPE绝缘厚度为10.5mm，相对减薄）。
（7）电缆局部放电试验：试验电压应逐渐升高至2U0，并保持10s，然后缓慢降到1.73U0（45kV），应无任何由被试电缆产生的超过声明试验灵敏度（5pC或更优）的可检测到的放电。
PP绝缘中压电力电缆的生产工艺不同于普通电力电缆的生产过程，将三层共挤材料由传统的交联聚烯烃材料改为非交联的PP半导电屏蔽材料和105 ℃环保型改性聚丙烯绝缘材料。
针对PP熔点高、熔体强度低和相形态控制难等问题，国内创新提出挤出生产线中加温、冷却方式和流道设计方案，研制了PP中高压电缆三层共挤高温生产线。
以聚丙烯单芯电缆26/35kV 1x400mm2的结构为例，产品工艺流程示意图见图1。
图1 工艺流程示意图
PP绝缘中压电力电缆结构示意图，见图2。
图2 PP绝缘中压电力电缆结构示意图
以聚丙烯单芯电缆26/35kV 1x400mm2的结构为例，参考GB/T 12706.3《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3部分：额定电压35kV（Um=40.5kV）电缆》和企业标准进行检测，所检测型式试验项目符合标准要求。
表3 主要电气性能指标
由表3可以看出：PP绝缘中压电力电缆导体温度在110-115 ℃（XLPE绝缘进行该试验温度为95~100 ℃）时，满足tan δ 测量和冲击电压试验。
表4 部分非电气性能试验
由表4可以看出：PP绝缘中压电力电缆成品绝缘老化机械性能和热收缩试验测试温度在150 ℃（XLPE绝缘试验温度为135 ℃）情况下进行，符合产品标准要求。
额定电压26/35kV环保型PP绝缘电力电缆，选取环保型PP绝缘材料，生产的PP电缆相对XLPE电缆具有工作温度高、绿色环保、生产效率高和经济成本低等优点，填补国内外市场空白。电缆外径小，综合生产成本低，便于客户安装敷设。
本工作选用改性PP作为中压电缆的绝缘材料，同时对绝缘挤出生产线进行改进和工艺优化，实现了PP绝缘中压电力电缆的生产制造。该产品具有工作温度高、载流量大、可塑化循环再利用、成本低等优点。其各项性能顺利通过型式试验检测，不仅满足客户的使用需求，而且能够提高电缆运行的可靠性，具有较大的推广和应用价值。
