本文件提供了评估/验证电离辐射下设备使用的电气绝缘材料(EIM)和电气绝缘系统(EIS)的一般性指南。除传感器、驱动器/电动机以及接头和端子外，电缆是应用EIM和EIS的典型电气设备，包括低压电力电缆、控制电缆和仪表电缆等。电缆设计简单，是研究EIM和EIS降解过程的理想设备。这些研究结果也能用于传感器、驱动器/电动机及接头和端子等电气设备。 本文件适用于模拟不同温度和辐射强度同时作用的评估/验证程序。 本文件不适用于特性试验方法的详细试验程序。 注1： 使用本文件评估某些特定产品时，可能需要使用其他与该产品相关的程序。 注2： 本文件所规定的程序中含有一定的新兴技术，因此在评估过程中，能将已获得经验以及特定的条件考虑其中。

ICS17.240;29.035.01
CCS K15
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019聚合物长期辐射老化
第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响
Long-term radiation ageing in polymers—Part 4 : Effects of differenttemperatures and dose rates under radiation conditions(IEC/TR 61244-4 :2019, Determination of long-term radiation ageing inpolymersPart 4: Effects of different temperatures and dose rates underradiation conditions,IDT)
2022-07-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-02-01实施
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019目
规范性引用文件
术语和定义及缩略语
术语和定义
缩略语
标准环境条件下辐射引发的降解机理4
氧气影响
剂量率效应影响-1：物理方面
剂量率效应影响-2：化学方面
降解机理研究
经验和加速因子
低剂量率试验和LOCA耐久性：
LOCA试验环境影响
顺序效应、协同效应和阻碍效应等同于协同效应的顺序效应的试验条件TMI事故及后续研究
Arrhenius定律及局限性
在役电缆老化过程中观察到的缓慢降解行为逆温度效应
抗氧化剂作用
热环境和辐照环境下的其他降解特性5加速老化试验方法·
顺序老化试验…
5.2同步老化试验·
参考文献
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/Z28820《聚合物长期辐射老化》的第4部分。GB/Z28820已经发布了以下部分：第1部分：监测扩散限制氧化的技术；一第2部分：预测低剂量率下老化的程序：第3部分：低压电缆材料在役监测程序：一第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响。本文件等同采用IEC/TR61244-4：2019《确定聚合物长期辐射老化第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响》，文件类型由IEC的技术报告调整为我国的国家标准化指导性技术文件。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：一为与现有标准协调，将文件名称改为《聚合物长期辐射老化第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会（SAC/TC301）归口。本文件起草单位：广东电网有限责任公司广州供电局、安徽天康（集团）股份有限公司、深圳市沃尔核材股份有限公司、安徽尚纬电缆有限公司、无锡江南电缆有限公司、中广核三角洲（太仓）检测技术有限公司、江苏省产品质量监督检验研究院、临海市亚东特种电缆料厂、四川东材科技集团股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、苏州太湖电工新材料股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、江苏钰明新材料有限公司、江苏昕讯光电科技有限公司、上海电缆研究所有限公司、哈尔滨理工大学、上海核工程研究设计院有限公司、辽宁省检验检测认证中心。本文件主要起草人：刘亚丽、莫文雄、黄青丹、黄慧红、宋浩永、王炜、徐成业、张龙、黄晓军、孙皓、李建喜、吴江、周巍、黄洪驰、张小俊、马俊锋、陈昊、朱永明、徐龙龙、孙建生、高俊国、卢燕云、郭宁、宋成伟、黄海琴、周城。
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019引言
IEC60216（所有部分）和IEC60544（所有部分）分别提出了测试电气绝缘材料加速热老化和辐射老化的参考指南。电气设备在实际应用中通常需要同时考虑温度和不同辐射强度的影响。CIGREWGD1.42提供了在同时施加热作用、辐射作用下电缆和其绝缘材料的损坏数据。目前工业上广泛使用各类不同材料，但本文件仅研究如交联聚乙烯（XLPE）、乙丙橡胶（EPR）、硅橡胶（SIR）和聚氯乙烯（PVC)这几种较为常用材料。使用这些材料的测试数据，核电站运营商能够满足监管机构在“长期运行”框架下定义的要求，且表明多数已使用30年至40年的绝缘材料都处于良好的状态。此外，还从在役设备上获取材料作为试样，并与未老化的和人为老化的基准试样的试验结果进行比对。核电行业的主要目的是获得在役绝缘材料和由这些材料组成的设备连接件的可靠剩余寿命值。但随绝缘材料在役老化现象的出现，有必要更多地研究偏离加速老化试验的估计值。为更好地确定绝缘材料的降解过程，有必要更广泛了解材料在低强度热作用和辐射作用下的降解和相互关联的协同效应。GB/Z28820.4旨在总结结果，并在某些领域更新CIGREWGD1.42中的文献参考资料，提出热老化-辐射老化多因子评定程序。
目前，GB/Z28820由4个部分构成。第1部分：监测扩散限制氧化的技术。目的在于提出监测扩散限制氧化的技术，第2部分：预测低剂量率下老化的程序。目的在于提出预测聚合物在低剂量率辐射下的老化程序。
一第3部分：低压电缆材料在役监测程序。目的在于总结监测低压电缆材料在役降解的技术，一第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响。目的在于总结温度和剂量率对聚合物材料辐射老化的影响。
1范围
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019聚合物长期辐射老化
第4部分：辐射条件下不同温度和剂量率的影响
本文件提供了评估/验证电离辐射下设备使用的电气绝缘材料（EIM)和电气绝缘系统（EIS）的一般性指南。除传感器、驱动器/电动机以及接头和端子外，电缆是应用EIM和EIS的典型电气设备，包括低压电力电缆、控制电缆和仪表电缆等。电缆设计简单，是研究EIM和EIS降解过程的理想设备这些研究结果也能用于传感器、驱动器/电动机及接头和端子等电气设备本文件适用于模拟不同温度和辐射强度同时作用的评估/验证程序。本文件不适用于特性试验方法的详细试验程序。注1：使用本文件评估某些特定产品时，可能需要使用其他与该产品相关的程序。注2：本文件所规定的程序中含有一定的新兴技术，因此在评估过程中，能将已获得经验以及特定的条件考虑其中。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC60544（所有部分）电气绝缘材料确定电离辐射的影响（ElectricalinsulatingmaterialsDetermination of the effects of ionizing radiation)注：GB/T26168（所有部分）电气绝缘材料确定电离辐射的影响「IEC60544（所有部分）IEC/TS612441）（所有部分）确定聚合物长期辐射老化（Determinationoflong—termradiationageing inpolymers)
注：GB/Z28820（所有部分）聚合物长期辐射老化［IEC/TS61244（所有部分）3术语和定义及缩略语
3.1术语和定义
IEC/TS61244（所有部分）和IEC60544（所有部分）界定的术语和定义适用于本文件ISO和IEC中用于本文件中的术语和定义见下列网址：-ISO在线浏览平台：https：//www.iso.org/obp；IEC电子百科：http：//www.electropedia.org/。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
1）IEC/TS61244-3：2005已废止。1
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019ACA：核电站电缆老化评估（assessmentof cableageingfornuclearpowerplants）AO：抗氧化剂（anti-oxidant）CEA：原子能委员会（AtomicEnergyCommission）CERN：欧洲原子核研究委员会（EuropeanOrganizationforNuclearResearch）CRIEPI：中央电力工业研究院（CentralResearchInstituteof Electric Power Industry）CSPE：氯磺化聚乙烯（chrolo-sulphonatedpolyethylene）DED：等效损伤剂量（dosetoequivalentdamage）DLO：扩散限制氧化（diffusion-limitedoxidation）DOR：反应堆运行部门（DepartmentofOperationReactor）DSC：差示扫描量热法（differential scanningcalorimetry）EAB：断裂伸长率（elongationatbreak）EdF：法国电力公司（PowerofFrance）EIM：电气绝缘材料（electricalinsulationmaterials）EIS：电气绝缘系统（electricalinsulationsystems）EPDM：三元乙丙橡胶（ethylenepropylenedienerubber）EPR：乙丙橡胶（ethylenepropylenerubber）EPRI：电力研究院（ElectricPowerResearchInstitute）EQ：环境鉴定（environmentalqualification）FR：阻燃剂(flameretardant)
HDPE：高密度聚乙烯（highdensitypolyethylene）HELB：高能管道断裂（highenergylinebreak）IAEA：国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency）IEEE：电气与电子工程师学会（Institute of Electrical andElectronicsEngineers）IEEJ：日本电气工程师学会（InstituteofElectricalEngineersof Japan）IH：抑制剂（抗氧化剂）［inhibitor（antioxidant）IR：红外线的（infrared）
IRSN：辐射防护与核安全研究院（Instituteof radiationprotectionand nuclearsafety）JAEA：日本原子能机构（JapanAtomicEnergyAgency）JAERI：日本原子能研究院（JapanAtomicEnergyResearchInstitute）JAMPSS：日本老化系统安全管理程序（JapanAgeingManagementProgramonSystemSafety）JNES：日本核能安全组织（JapanNuclearEnergySafetyOrganization）LDPE：低密度聚乙烯（lowdensitypolyethylene）LET：线性能量转移（linearenergytransfer）LOCA：冷却剂丧失事故（lossof coolantaccident）MSLB：主蒸汽管道破裂（main steam linebreak）NISA：核工业安全局（NuclearandIndustrialSafetyAgency）NPP：核电站(NuclearPowerPlant）NRC：核管理委员会（NuclearRegulatoryCommission）ORNL：橡树岭国家实验室（OakRidgeNationalLaboratory）PE：聚乙烯（polyethylene）
PVC：聚氯乙烯（polyvinylchloride）QST：美国国家量子和放射科学研究院（NationalInstitutesforQuantumandRadiologicalScienceand Technology)
SIR（SiR）：硅橡胶（siliconerubber）GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4：2019SNL：桑迪亚国家实验室（SandiaNationalLaboratories）TED：等效损坏时间（timetoequivalentdamage）TMI：三里岛（Three MileIsland）XLPE：交联聚乙烯（cross-linkedpolyethylene）XLPO：交联聚烯烃（cross-linkedpolyolefin）标准环境条件下辐射引发的降解机理4
4.1概述
自20世纪50年代，已从材料改性和降解两个方面研究了辐射对聚合物材料的影响[1-3]。20世纪60年代，由于大量设计和建设商用核电站，对使用的聚合物绝缘材料和电缆护套材料的研究引起了特别的关注[3}。绝缘材料辐射性能最早期的研究报告由ORNL[4-6]和哈韦尔（HarWell）原子能机构发布。
当聚合物材料曝露于电离辐射时，由于光电效应、康普顿效应等，能在大部分材料中生成二次电子。这些电子能诱导分子电离和电子激发8。因为射线很轻易穿透到大部分材料中，这种物理现象在当时被认为是引起材料降解的主要原因。由于相同的原因，还假设辐射对降解的作用远大于热的作用9，并了解到氧气加速降解，但低估了氧气的作用。认为分子链仅在存在氧气情况下断裂，并假设其在无氧环境中发生交联[3,10]。
早期研究集中于辐射的物理效应，如碰撞截面以及线性能量转移（LET）L3。所有研究被认为于1967年完成，但当时未认识到氧气的重要性，大多数试验都是在真空或情性气体下进行。这导致试验未考虑剂量率的影响，而基于“等剂量等损伤”以高剂量率进行了加速老化试验，允许采用总的辐射剂量[11]来定义聚合物的抗辐射性。能从ORNL[4-6}，CERN[12-15]，JAEA（当前的QST）[16}和EPRI[17]的报告以及其他文献[18-25]中获得此类数据。“等剂量等损伤”概念体现于IEEE型式试验标准[26]，以鉴定核电站中与安全相关的设备，并以高达10kGy/h的剂量率进行加速老化。用超剂量方法以提高可维护性，该方法使用的剂量大于模拟在役设备承受的总剂量。该方法还可对当时一些尚未确定的结论提供补充27]。SNL提示这些试验未考虑剂量率效应[28]。
4.2氧气影响
辐射是高分子材料产生自由基和化学键断裂的因素之一，且热因素有助于氧化反应，也可能产生自由基。由于材料本身会发生自氧化，所产生的自由基和氧化共同作用会导致材料降解。在情性气体中，材料受辐射影响，其机械性能（如拉伸强度)不会明显下降[29]。当在氮气（N2）中辐照时，材料的断裂伸长率（EAB）、电阻率和介质损耗因数（tan)不发生变化。而在空气中辐照时，上述特性将显著下降L30]。此外，材料受辐照时，初始阶段羰基红外吸收峰很少，但随加速热老化试验的进行，炭基红外吸收峰会逐渐升高。羰基的产生与断裂伸长率（EAB)的下降相关[29]。Seguchi等的研究指出，80%～90%的氧气会导致在材料内部显著发生氧化反应，其中不少于80%的氧气会导致材料氧化形成羧酸10]。4.3剂量率效应影响-1:物理方面不考虑诱发因素，DED值随剂量率的降低而减小的现象称为“剂量率效应”。也就是，较强的辐射剂量率能导致材料严重降解，但若基于总剂量，较低辐射剂量率会导致更严重的降解31。早在1956年，在基础研究层面已被确定这种剂量率效应[6.22-32-34]。威尔斯基（Wilski）等指出大量GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019不均匀降解是形成这种效应的原因[35-37]。吉伦（Gillen)等的试验表明不均匀降解与断裂伸长率（EAB）减小之间存在关系[38.39]。由DLO引起不均匀降解，当氧化反应速率比外部空气供氧速率以及扩散至材料内部更快时，则会发生DLO。高温环境下，即使不存在辐射，也会观察到降解现象[40]。吉伦(Gillen)等的研究，将空气中供氧量化，也证明了氧气供给速率随着氧化而降低，这导致后续的降解过程中DLO增强L40]。吉伦（Gillen）等论述了DLO的表征方法以及其对加速热老化下寿命预测的影响[41]。
通过研究氟橡胶的剂量率效应42]，发现降解过程（脆化和柔韧性）取决于辐射剂量率。因此，引起非均匀降解的加速热老化试验可以模拟在役的老化过程。而公认的加速老化试验宜在不产生DLO的条件下进行。其他文献总结了导致均匀降解的试验条件极限。IEEEStd775L43」给出的示例见表1。也能使用吉伦（Gillen)等提出的分析计算研究避免DLO发生的条件[41]表1不引起非均匀降解的剂量率条件剂量率
片材厚度
海帕隆
氯丁橡胶
注：辐照温度为25℃[43]。
剂量率效应影响-2：化学方面
当辐射剂量率足够低，热氧化反应对材料降解起主导作用时，寿命或TED将显示为恒定值。在DED曲线中，以TED为常数的条件绘制热氧老化线”，这些曲线体现化学剂量率效应[39.44]，以区分由DLO引发的物理剂量率效应。
最初，未认识这种化学剂量率效应。初期的研究经常使用气体分析，表明氧气吸收随着剂量率的降低而增加[37]。尽管目前尚缺乏数据支持，氧气浓度增加时，氧化反应并未加速[10]。其他报告指出，若聚合物材料被抑制剂作用保持稳定，将观察不到化学剂量率效应[45]。仅在美国和法国通过以低至数十mGy/h的剂量率进行长期试验或通过XLPO电缆的EQ试验[48]证实了这种现象后，IEEJ的技术报告[11]才提出剂量率效应的重要性[46,47]。4.5降解机理研究
已明确上述两种剂量率效应影响以及氧气的重要性，化学反应被认为是聚合物材料降解的主要原因。此外，若随后对辐照材料施加热因子，材料会发生降解而不会出现诱导期28]。引发降解的因素在GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019辐照过程会逐渐积累，过氧化物官能团（-ROOH)是此类因素。例如，-ROOH的热分解会促进自氧化链反应，从而导致PE的热降解[49-52]。克拉夫（Clough）等的研究表明，磷化氢气体去除-ROOH可抑制降解L53]。
另据报道，即使热老化和辐射老化两者之间间隔了1个～6个月，顺序进行的热老化和辐射老化仍然会产生快速降解。因为通常由辐射直接产生的自由基难以长时间维持，因此稳定的-ROOH被认为是累积降解因素。通过测量EAB获得活化能（E。）54.55]与-ROOH分解获得活化能（E。）[29.53]相一致。这表明-ROOH是材料降解速率的控制因素，也支持使用包含-ROOH的自氧化方案。福斯（Fuse)等最近提出一个考虑抗氧化剂（见4.15）对各种温度效应影响的新模型，并划分了热效应和辐射效应对自由基形成的影响。需进一步研究以完善其自动氧化模型56]。4.6经验和加速因子
1980年公布的调查结果，提示宜注意安全相关设备在LOCA条件下继续运行的能力[11]。在LOCA条件中，电缆同时曝露于高温蒸汽和强辐射环境中，重点关注在这种复杂环境条件协同作用的影响[3}。如基础研究表明，顺序效应具有协同性，与顺序型式试验相关。考虑到会产生严重后果，所选加速老化试验条件具有抗LOCA的能力。自1990年始，加速因子（型式试验时间与预期的服役时间之比）受到广泛关注，见4.7。
4.7低剂量率试验和LOCA耐久性
美国NRC、SNL和CEA等研究机构以5Gy/h～100Gy/h为中等辐照条件，在40℃～70℃温度下对各类电缆进行五年的辐射老化试验，研究加速试验条件对LOCA耐久性的影响56}，表明，加速老化试验会导致材料降解，随后的LOCA试验会进一步降低材料的功能特性。LOCA试验后，大多数电缆仍可保持绝缘功能，但XLPE电缆中的一根发生过度降解且出现故障。SNL几项研究结果引起了LOCA条件对抗低剂量率辐射导致材料降解的关注[57-59]。美国NRC指出，在LOCA发生期间，多芯电缆的绝缘层可能会从护套中膨胀出来，而膨胀点可能是失效位置。该研究进一步得出结论，在绝缘层上直接包覆护套的电缆对LOCA的耐久性较差[60]。美国Wyle实验室对绝缘材料进行了等效服役60年的老化试验，发现在LOCA试验后，某些电缆的泄露电流增大且出现介电击穿的情况，基于该研究结果，美国NRC报告指出延长电缆的使用年限可能会增加材料的降解L60]。
德国和法国曾进行超过10年的长期辐照试验[61.62]。EPRI也曾开展长期辐照试验，并在核电站中设置了电缆样品，将这些电缆作为试验的一部分进行了研究[61,63-65]。在役期间，未发现这些样品性能发生变化，但性能的评估仍在进行中。CERN的长期试验结果见参考文献L66|和L67」。4.8LOCA试验环境影响
在1979年以前，JAERI实验室的Takasaki开发了可同时进行辐照试验和热试验的设备SEMATE-II,用以验证同时进行辐照试验一热试验与先后进行两项试验的等效性[47.68-71]。美国也开展了类似的研究，结果显示LOCA情况下两种试验方法无差异[58]。辐照试验环境不同是造成该结果的原因，电缆样品是在无氧环境下同时进行辐照和热的试验，而按顺序先后进行辐射和热试验是在空气中进行。不同空气环境所造成差异的原因是氧化分解的物质与压缩蒸汽和氧气一同从高压反应釜中被排出[72]，因此，研究称按顺序先后进行的试验条件更为严苛。在上述NRC、SNL和CEA的联合研究中，还探讨了LOCA试验中氧浓度的影响[46]。结果表明，氧气浓度会影响氯丁橡胶的性能，但对XLPE、乙烯-四氟乙烯、SIR、EPR和FR-XLPE的性能下降没有影响。研究表明，有必要对LOCA期间安全壳内氧气浓度随时间的变换进行评估。也有报告指出，在高湿度条件下材料的降解趋于缓解3]。在压水堆LOCA试验中用作冷却剂的化学喷雾与射线辐射或蒸汽温度相比，对材料降解的影响较小[3.47.73.74]。5
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:20194.9顺序效应、协同效应和阻碍效应辐射会诱发自由基的形成，这是化学反应的一个过程，而热量可能会产生自由基。因此可通过调整试验顺序增强降解的效果。通常作为降解程度指数的羰炭基在室温下受到辐射后的光吸收28]仍然很小，但此后随着热降解的进行而增加[29]。材料降解也受试样形状、制造工艺、材料特性和材料组成、湿度、氧气含量、温度等影响。因此，一段时间内未发现试验顺序效应以及热和辐射的协同效应。通过研究已确定CSPE的协同效应，但还未证实EPR的协同效应4。在多种材料中已证实存在这两种辐射效应，且认为这两种效应产生的机理相同L38]。由于IEEE标准未规定试验顺序，顺序效应也一定程度影响IEEE标准规定的型式试验[53]。若降解行为表现出强烈的协同效应，宜关注使用顺序效应对在役环境中再现性的影响29]。因热因素也参与自由基的产生，在高温老化环境中，这个问题变得更为复杂。对于相关基本化学反应，评估热量和辐射的影响，有必要明确反应速率及活化能（E，），但评估过程较为困难。IEEJ发布的技术报告[11.47]且已从SNLL75]的研究中被认可，许多聚合物材料的降解在反向顺序试验中比在正向顺序试验中更加严重。报告[11]还提到，为遵循NRCDOR指南[76]，宜首先进行辐射试验。尚未完全了解在役环境下的应力因素。对于目前的老化试验程序，仍要克服困难，以提供寿命评估11]。加速老化试验被认为是一种定性筛选技术11]。一系列评估核电站（NPP)电缆寿命的试验，发现反向顺序（先辐射后加热）老化比常见的顺序（先加热后辐射)老化的试验结果降解程度更为严重。就降解程度，同时进行的两种应力试验的结果介于两种不同顺序试验的结果之间。这证明氧化的重要性以及抗氧剂在这些结果中的作用[77]。4.10等同于协同效应的顺序效应的试验条件协同效应和顺序效应首要是确定等同于协同效应的反向顺序老化试验的试验条件。推荐材料在辐照后，在70℃温度下热老化，以模拟协同效应的降解，见参考文献[78］和[79]。以650Gy/h剂量率辐照后进行120℃温度热老化，或同时进行1.2kGy/h剂量率辐照和140℃温度热老化。研究表明在EPR和XLPE等材料中引起均匀氧化的最大可接受剂量率取决于辐射温度。如4.3，温度会影响氧在材料中扩散的速率。因此，50Gy/h剂量率适合于室温下1mm厚的XLPE。若在100℃下进行辐照，则最大剂量率将增加到800Gy/h。对具有较高氧扩散速率的EPR，则可使用更高的温度。较高的辐照温度也会引起其他化学反应，而影响老化机理。若继续研究，辐照温度不宜超过100℃[80]。4.11TMI事故及后续研究
自1990年初，已大量长期研究低剂量率辐照。该项研究可使用几个时间一温度一剂量率叠加的标准化方法推动，其中包括由IEC和IAEA开发的“DED数据叠加法”。基于对如切尔诺贝利(Chernobyl)核事故的关注，IEC和IAEA发布了评估和监测材料劣化的方法标准。但由于长期辐照试验需要进行数年评估，因而该类研究也随之减少。以日本为例，将评估电缆劣化技术列为1999年老化管理紧急实施项目之一，由JNES评估核电站电缆老化（ACA)C81}。研究ACA的目的是验证日本国家标准规定的型式试验标准，与使用低剂量率加速老化程序的国际趋势接轨。对日本核电站（NPP)使用的安全相关电缆进行低剂量率辐照，发现为使在役电缆在100℃与130℃试验结果相关联，有必要调整Arrhenius曲线。主要研究辐照效应和温度特性，且假定这些特性符合正常的Arrhenius定律。而若非Arrhenius定律的曲线，也被SNLL82}认可。SNL还建议ACA时重新考虑：首先，对于在役数据未表明明显降解的聚合物材料，使用暂定活化能值（E。）。其次，对于如XLPE和EPR等结晶聚合物，不考虑逆温度效应。6
2Arrhenius定律及局限性
GB/Z28820.4—2022/IEC/TR61244-4:2019对于类似于上述其他辐射效应的情况，非Arrhenius定律在基础研究水平上也得到了认可。IEEJ技术报告[11,47]指出，XLPO的热寿命具有符合Arrhenius定律的类线性特征，而EPR则表现出较差的线性特征。JAEA在1984年也发布了与此相关的研究报告[9.83]。Arrhenius定律基于以下假设：活化分子浓度和分子碰撞概率随温度升高以恒定的速率增加，从而促进化学反应。因此，若老化试验超过某温度，如玻璃化转变温度或熔融温度，则无论基础材料还是与降解相关的添加剂，发生反应的条件都会发生非线性变化。
E。值以及其他与Arrhenius定律有关的控制因素也很重要。IRSN报告指出，在役电缆发生劣化的速率快于传统线性Arrhenius曲线所预测的速率。这与ACA项目[81]研究结果一致。IRSN关注统一使用E。值的适用范围有限[84]。表2总结了报告中所列的E。值，不同的制造商的和品级的材料所表现出的非线性的E。值和温度会有所变化。表2
制造商”
Rockbestos
Brandrex
公司A
公司B
公司C
公司A
公司B
美国绝缘导线
AnacondawwW.bzxz.Net
Anaconda
Eaton Dekoron
Okonite
公司C
2/C#14AWG
不同制造商和品级的材料所对应的E。值低温度
kJ/mol
Surprenant Exane II
3/C#16AWG
防火罩14AWG
Durasheeth 12AWG
Elastoset 16AWG
EP橡胶
50~144
小于110
小于120
高温度
kJ/mol
180~200
50~144
90~130
90~170
100~120
100~120
100~120
100~120
100~120
141~160
100~170
99~139
110~160
100~140
大于110
大于120
100～120
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。