热缩套管绝缘性能辐照退化情况分析和改良方法

热缩套管绝缘性能辐照退化情况分析和改良方法，热缩套管绝缘性能辐照效应研究

本文介绍热缩套管的体电阻率和击穿电场强度在空间带电粒子辐照环境中的退化情况。分别利用γ 射线和低能电子模拟低地球轨道带电粒子辐照环境，研究热缩套管辐照前后性能变化情况。试验结果表明，热缩套管的击穿电场强度在辐照后变化不明显，而体电阻率有不同程度的变化，电子辐照后热缩套管的体电阻率退化比γ 射线辐照后的更为严重。

关键词：电子辐照；γ 射线；热缩套管；辐照效应

航天器外部材料由于受到空间带电粒子辐照环境的作用，其性能会发生变化。带电粒子辐照使得航天器热控涂层的太阳吸收比退化，造成聚合物材料的分子键断裂，使太阳能电池的输出功率下降，对光学器件的性能产生影响。研究空间带电粒子辐照效应对研制我国长寿命、高可靠航天器具有重要意义。

航天器上常用热缩套管进行绝缘。例如在航天器的磁力矩器中使用热缩套管来保护电线电缆，起到绝缘、密封的作用。热缩套管的击穿电场强度和体积电阻率是反映其绝缘保护作用的重要性能指标。航天器在轨飞行期间，由于受到空间带电粒子的辐照作用，热缩套管的击穿电场强度和体积电阻率会发生变化，从而有可能导致电线、电缆间放电或导通，影响航天器的正常工作。

热缩套管在空间带电粒子辐照环境中，绝缘性能会发生退化。利用 γ 射线和低能电子进行的地面模拟试验结果表明，热缩套管的击穿电场强度在辐照环境中变化不大，而体电阻率下降比较严重。对应相同在轨飞行时间的等效模拟环境下，低能电子辐照要比 γ 射线辐照引起的效应更为严重。采用 γ 射线模拟在 LEO 飞行 8 年后，高压聚乙烯类热缩套管的体电阻率降低到原来的 50%左右，而添加抗氧化剂聚烯烃黑色热缩套管和聚乙烯黑色热缩套管的体电阻率基本没有降低。采用低能电子辐照模拟同样在轨时间后，高压聚乙烯类热缩套管的体电阻系数降低到原来的 5%以下，聚乙烯黑色热缩套管的体电阻率也下降到不足原来的 10%，而添加抗氧化剂聚烯烃黑色热缩套管的体电阻率退化最小，约退化了 70%。

随着我国空间技术的发展，越来越多的材料、组件将被用在航天器的表面。对于这些材料、组件，过去一般只采用 γ 射线电离总剂量辐照试验的方法来研究辐照效应，然而在新的应用要求面前，必须重视低能带电粒子的辐照效应模拟试验， 开展这方面的研究工作，从而保障航天器的高可靠运行。


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