一、课题来源与背景：随着工业技术的快速发展，电力电缆作为连接发电站与用电设备的关键，其稳定性和耐极端环境的能力至关重要。传统电缆材料在高温、高湿、强磁场和化学腐蚀等条件下易受损，影响电力系统安全。四川莉丰电缆有限公司针对这一问题，启动了“基于极端复杂环境用ETFE绝缘电缆设计与应用”项目，旨在开发一种耐高温、耐化学腐蚀、抗紫外线的ETFE绝缘电缆。项目团队由经验丰富的工程师和科研人员组成，采用计算机模拟和实验验证相结合的方法，确保电缆设计的可靠性和安全性。

二、研究目的与意义：该成果开发了一种新型电缆，采用ETFE绝缘材料，适用于极端环境。电缆具备优良的绝缘性、耐温性、耐腐蚀性和机械强度，确保了在恶劣条件下的性能稳定。技术经济指标如导体电阻、绝缘电阻等均达到行业领先，且成本效益高，满足多领域高性能需求。此研发为我国极端环境电缆应用提供了技术保障。

三、主要论点及论据：新型ETFE绝缘材料电缆在极端环境下表现出色，满足行业标准并提升了成本效益。通过测试和分析，其关键技术指标达到行业领先水平，确保了电缆在各种环境下的稳定性能。我们使用计算机模拟和实地测试验证了电缆的性能，这些数据支持了我们的论点并展示了其优异表现。与传统电缆相比，新型电缆在保持高性能的同时，通过优化材料和工艺控制了成本，提高了性价比，增强了市场竞争力。该电缆为我国极端环境下的电缆应用提供了技术支撑，我们有信心将其推广至更广泛领域，助力国家经济发展和科技进步。

四、创造与创新点：成果的创造性提出基于非等温结晶动力学的高温熔融工艺优化方法，通过分析螺杆挤出机加工ETFE绝缘电缆熔融与成型全流程工艺参数，建立高温熔融固体塞运动规律模型，研究螺杆结构与ETFE绝缘电缆塑化、交联之间的作用机制，确定最佳螺杆结构。同时，项目提出通过结晶行为表征ETFE绝缘电缆辐照改性的分析方法，建立辐照参数与ETFE绝缘电缆宏观性能、结晶行为和结晶程度的作用规律模型，确定最佳辐照工艺参数，全面提升了ETFE绝缘电缆力学、电学性能。

此外，项目从含氟基团产生及C-F键断裂出发，阐明了ETFE绝缘电缆氟析出机理，建立了加热失活工艺对ETFE绝缘电缆氟含量、力学性能、熔融和结晶行为的影响规律模型，实现了加热失活工艺的综合优化，提升ETFE绝缘电缆的工作可靠性。通过将优化的辐照交联制备关键技术、螺杆结构及工艺参数应用于导体和绝缘的基础结构、螺旋电缆的复杂结构两种航天工程用典型电缆中，测试改进生产工艺后的ETFE绝缘电缆力学性能和电气性能，并从使用过程中力学性能和热寿命演变角度出发，分析ETFE绝缘电缆的性能及评估在极端复杂环境下的期望应用寿命，验证了ETFE绝缘电缆高温熔融挤出、辐照交联工艺以及加热失活工艺的有效性。

我公司ETFE绝缘电缆的各项指标得到了很大程度的跃升，连续三年被中国质量监督中心抽检，质量稳定，产品合格；相比国内、外同类产品，公司产品的辐照交联ETFE绝缘电缆高温熔融过程中熔融、成型工艺以及螺杆设合理，主要采用采用加快螺杆转速、降低熔融温度的做法，在一定程度上解决交联剂自聚的难题；同时，相比国内产家我司已经形成了一套系统的辐照工艺方案，避免了辐照交联剂量小，交联剂未完全发挥作用，辐照交联剂量大，极易导致ETFE材料降解的难题。ETFE绝缘电缆辐照改性是采用高能电子束实现的，不同的后处理方式对最终产物的微观结构和性能影响很大。特别是，残留自由基导致绝缘材料中的F-含量增高，F-不仅影响绝缘材料结构本身，也腐蚀导体，造成导体出现锈迹。我司，通过本项目的实施，设置率合理的加热失活处理工艺如温度、时间和氛围等，能够在一定程度上降低F-的含量，但是目前国内厂家几乎都忽略了这一问题。

本项目着重研究了ETFE绝缘电缆在不同辐照交联工艺下的性能演变规律，揭示了熔融与成型机理、辐照改性机理和氟析出机理。建立ETFE材料高温熔融固体塞运模型，辐照工艺参数对ETFE材料绝缘结构、性能和结晶程度的影响规律模型，热失活工艺与氟析出之间作用规律模型。优化了挤塑螺杆结构、高温熔融与成型工艺、辐照改性技术以及加热失活工艺参数。以导体和绝缘的基础结构、螺旋电缆的复杂结构两种航天工程用典型电缆为载体验证了改进方法与工艺的有效性。开发出高质量ETFE绝缘电缆，产品的力学性能、电气性能均可满足实际情况中的工程应用，并与国外同类型同规格电缆进行对比测试，结果表明优化工艺生产出的螺旋ETFE绝缘电缆总体指标达到行业先进水平，部分指标优于国外同类产品，全面验证ETFE绝缘电缆高温熔融挤出、辐照交联工艺以及加热失活工艺的有效性。

    五、社会经济效益和存在的问题：该ETFE绝缘电缆的研发与应用，显著提升了电缆的性能指标，满足了高温、高辐射等特殊环境下的使用需求，提供了有力保障。经济效益方面，优化工艺降低了生产成本，提高了生产效率，增强了市场竞争力。同时，该成果还带动了相关产业链的发展，促进了上下游企业的技术创新与产业升级。然而，在推广应用过程中，也发现了一些存在的问题。例如，部分用户对ETFE材料的性能了解不够深入，需要进一步加强技术宣传与培训。此外，随着工业对电缆性能要求的不断提高，如何持续优化ETFE绝缘电缆的性能，以满足未来更苛刻的使用环境，也是当前面临的重要课题。