高压电缆料最重要的性能指标有哪些？

高压电缆料的性能指标直接关系到电缆系统的安全性和长期可靠性，其核心性能指标可划分为四大类：电气性能、机械性能、热性能和化学性能。以下是具体分析及国内外材料的对比：

一、电气性能指标

电气性能是高压电缆料最核心的指标，直接影响电缆的绝缘能力和输电效率：

工频击穿场强：表征材料在工频电压下的绝缘能力。国产XLPE绝缘料的击穿场强可达30kV/mm以上，与进口材料（如北欧化工LE401S）的32-35kV/mm接近，但国产材料的稳定性较差（标准差为进口材料的1.5倍）。

介质损耗正切（tanδ）：反映绝缘材料的热损耗。国产材料的tanδ值约为0.02%-0.03%，略高于进口材料的0.01%-0.02%，长期运行中可能增加电缆温升风险。

体积电阻率：国产材料在90℃高温下的体积电阻率为1×10¹⁶Ω·cm，与进口材料相当，但高温（130℃以上）下电导率匹配性仍需优化。

国产与进口电气性能对比表

二、机械性能指标

机械性能决定电缆在敷设和运行中的物理耐久性：

拉伸强度：国产材料可达18-20MPa，优于部分进口材料的16-18MPa，但交联度分布不均可能导致局部弱点。

断裂伸长率：国产材料为500%-600%，进口材料为550%-650%，差异主要源于分子链交联结构的均匀性。

表面光洁度：半导电屏蔽料的表面突起点需控制≤60μm，国产材料通过分散剂优化已达标，如添加0.5wt%聚乙烯醇（PVA）后突起点消失。

三、热性能指标

热性能保障电缆在高温环境下的稳定运行：

熔融温度：国产XLPE的熔融峰值为105-108℃，进口材料为110-112℃，影响长期热稳定性。

热延伸率：交联度指标，国产材料为80%-85%（标准要求≤175%），与进口材料相当，但高温（150℃）老化后拉伸强度下降速率较进口材料快20%。

长期耐热老化：135℃加速老化1680小时后，国产材料的体积电导率增幅达50%，进口材料为30%，表明抗氧化体系需改进。

四、化学性能指标

化学性能决定材料的环境适应性和寿命：

交联度：国产材料交联度可达70%-75%，与进口材料（75%-80%）接近，但交联副产物（如甲烷）残留量较高，可能引发局部放电。

耐化学腐蚀性：在盐雾试验中，国产屏蔽料的体积电阻率波动范围为±15%，进口材料为±10%，需提升导电炭黑的分散均匀性。

五、国产化进展与挑战

国产高压电缆料在多项核心指标上已实现突破：

220kV电缆绝缘料通过工程验证，投运11公里示范工程并稳定运行。

半导电屏蔽料采用国产导电炭黑，体积电阻率低至5.1Ω·cm（23℃），达到国际先进水平。

瓶颈问题：材料纯净度（杂质含量≤50ppm）、长期老化稳定性（20年寿命模拟）仍需提升。

未来研发需聚焦纳米改性技术和交联工艺优化，例如通过添加无机纳米粒子（如SiO₂）抑制空间电荷积聚，同时开发低介质损耗的复配添加剂体系。