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高(gāo)溫電(diàn)纜(lǎn)材料選型
耐熱型(xíng)電綫電(diàn)纜(lǎn)分(fēn):耐熱材料(liào)和普(pǔ)通材料的耐熱改性(xìng)兩(liǎng)種。
(一)耐熱材(cái)料(liào)的電綫(xiàn)電(diàn)纜
耐(nài)熱材料(liào)的電綫(xiàn)電纜(lǎn)是絕(jué)緣和(hé)護套(tào)材(cái)料本體樹(shù)脂具有(yǒu)耐熱性(xìng)能,主要(yào)品(pǐn)種有:聚(jù)氨脂(可(kě)達 155℃級(jí)) ,
聚(jù)脂(zhī)(可達135℃),聚偏(piān)氟(fú)乙烯( 150℃)和(hé)尼(ní)龍(lóng)(可(kě)達115℃)的絕(jué)緣或(huò)護套(tào)材(cái)料(liào)。常用於(yú)通(tōng)信(xìn),汽車,電
機,建(jiàn)築等(děng)行業。
(二)普通電(diàn)纜(lǎn)材料(liào)通(tōng)過(guò)各種方(fāng)式的改性而(ér)達到耐(nài)熱性(xìng):
1,橡膠材料的耐熱(rè)改(gǎi)性
| 耐 熱 等(děng) 級 | Y | A | E | B | F | H | C |
| zui高(gāo)允許(xǔ)工作溫(wēn)度/℃ | 90 | 105 | 120 | 130 | 155 | 180 | ≥180 |
橡膠(jiāo)材料因其耐(nài)熱性(xìng)差, 因而提高(gāo)工作溫(wēn)度(dù)的(dí)餘(yú)度較(jiào)小, 普通橡膠(jiāo)填(tián)加(jiā)較(jiào)多熱(rè)穩定(dìng)劑和經(jīng)交(jiāo)聯處理才(cái)能(néng)達(dá)
到(dào)90℃,因(yīn)而不(bù)能稱為耐(nài)熱電纜,如丁(dīng)苯橡膠,氯丁(dīng)橡膠,氯磺化(huà)聚乙烯等(děng)。主(zhǔ)要應用於橡(xiàng)膠絕(jué)緣移動(dòng)用軟
電綫,橡膠絕緣軟電力電(diàn)纜和控製電纜等(děng)。
但三元(yuán)乙丙橡(xiàng)膠可經改(gǎi)性(xìng), 使耐溫等級(jí)提高(gāo)到135℃, 加上(shàng)具(jù)有較(jiào)好的絕(jué)緣性能, 因而在(zài)橡膠(jiāo)方麵(miàn)具有(yǒu)較
好的發(fā)展前景(jǐng)。
2,聚(jù)氯乙烯電(diàn)纜的(dí)改(gǎi)性
普(pǔ)通(tōng)聚(jù)氯乙烯電纜(lǎn)的(dí)工(gōng)作(zuò)溫度為70℃,聚氯(lǜ)乙烯電纜(lǎn)料的高可混(hùn)性,使其改(gǎi)性成(chéng)為可能,多(duō)量(liáng)的熱(rè)穩定
劑(jì)的(dí)使用,可便(biàn)PVC的耐(nài)熱從70℃上升到90℃或105℃,因而大(dà)大擴大了(liǎo)PVC這(zhè)種老(lǎo)式材(cái)料(liào)的(dí)適用性,也許(xǔ)
這就(jiù)是PVC電(diàn)纜(lǎn)長(cháng)盛(shèng)不衰(shuāi)的(dí)原(yuán)因之一吧?
90℃PVC電纜(lǎn)料常(cháng)用(yòng)於交(jiāo)聯(lián)聚(jù)乙烯電(diàn)纜護套,主要用於(yú)電(diàn)力,控製和電(diàn)氣裝(zhuāng)備(bèi)綫纜,由於(yú) PVC的(dí)改性, 使
本可(kě)淘(táo)汰的(dí)PVC電纜料在護套(tào)的使用(yòng)上將會延續相當長(cháng)的時間(jiān)。
聚氯(lǜ)乙烯丁(dīng)晴復(fù)合物(wù)的主要(yào)成(chéng)分(fēn)是PVC, 因而(ér)與(yǔ)聚氯乙烯(xī)丁晴(qíng)復(fù)合物(wù)電纜(lǎn)與(yǔ)PVC絕緣(yuán)電纜具有(yǒu)相(xiāng)同的改(gǎi)性(xìng)
性能。
3,聚(jù)乙烯(xī)電纜的(dí)改性(xìng)
聚乙(yǐ)烯(xī)材(cái)料的塑性(xìng)較好, 但(dàn)可填充(chōng)性(xìng)較差(chà), 因(yīn)而(ér)不能(néng)填(tián)加(jiā)熱(rè)穩定(dìng)劑(jì)方法(fǎ)提高耐熱(rè)溫度。 聚(jù)乙(yǐ)烯電纜可(kě)通(tōng)過
DCP幹法化(huà)學交聯和矽(guī)烷(wán)溫(wēn)水交(jiāo)聯(lián)將工(gōng)作溫(wēn)度(dù)提高到(dào) 90℃,前(qián)者用於中高壓電力(lì)電纜,後(hòu)者用於低壓電纜。
但另一種交聯方式——輻照(zhào)交(jiāo)聯(lián)改性(xìng), 則(zé)可將(jiāng)聚烯(xī)烴(tīng)( 主要是聚(jù)乙(yǐ)烯(xī)) 的(dí)工(gōng)作溫(wēn)度(dù)大幅度提高(gāo), 經輻(fú)照(zhào)的(dí)
絕緣(yuán)料(liào)可(kě)按條件不同, 耐溫可達(dá)到105℃, 125℃, 135℃, 150℃, 國(guó)外則(zé)有能(néng)提高(gāo)到180℃。 主要(yào)是(shì)通過(guò)高能(néng)
電子轉化成穩定的鍵能(néng), 使(shǐ)其分子(zǐ)結(jié)構對熱穩(wěn)定性加(jiā)強(qiáng), 同時配以(yǐ)適(shì)當的熱穩定劑(jì), 根據能級大小和(hé)熱穩定(dìng)劑(jì)
的效能(néng),分為不同(tóng)耐熱等級(jí)。
輻(fú)照交(jiāo)聯工(gōng)業常(cháng)用加工設備為(wéi)電子加速器, 是(shì)將電子(zǐ)束高壓增(zēng)加能量, 達(dá)到交聯聚(jù)烯(xī)烴材料的(dí)目(mù)的(dí), 電費(fèi)
加工常用(yòng)加(jiā)速(sù)器(qì)能級為1.0 ~ 3MeV。輻照交聯還(huán)可(kě)對(duì)橡膠, PVC和氟(fú)塑料等材料進(jìn)行交(jiāo)聯。
輻(fú)照(zhào)交聯(lián)聚(jù)烯烴電綫(xiàn)電(diàn)纜主(zhǔ)要用於耐(nài)熱(rè)建(jiàn)築(zhù)綫(xiàn),汽車(chē)綫(xiàn),航空(kōng)導(dǎo)綫(xiàn),機車綫電綫(xiàn)和電機電(diàn)器引(yǐn)接綫(xiàn)等。
耐(nài)熱(rè)電纜(lǎn)是中(zhōng)等溫(wēn)度的電(diàn)纜(lǎn), 具(jù)有(yǒu)一(yī)定耐(nài)熱性(xìng), 能適(shì)應一定(dìng)溫度環(huán)境。 而(ér)應(yīng)用zui多的是, 在電力傳輸電纜(lǎn)
中(zhōng),在能(néng)夠(gòu)保(bǎo)證絕緣(yuán)性能(néng)的同時,增(zēng)加電(diàn)纜載流能力,減(jiǎn)少(shǎo)電纜重量(liáng)和截麵(miàn),意義(yì)重大。
四(sì),高溫(wēn)和超(chāo)高(gāo)溫電(diàn)綫(xiàn)電(diàn)纜
高(gāo)溫電(diàn)纜分有(yǒu)機高(gāo)分子材料高溫電(diàn)纜和無(wú)機(jī)材(cái)料(liào)高溫電(diàn)纜。
(一)有(yǒu)機高(gāo)分子材(cái)料(liào)高(gāo)溫(wēn)電纜(lǎn)主要是(shì)氟塑料和(hé)矽橡膠電纜(lǎn)。
1,氟塑(sù)料(liào)絕緣(yuán)電綫電(diàn)纜(lǎn)
氟(fú)塑料是塑(sù)料的(dí)一個重(zhòng)要(yào)品類(lèi), 通(tōng)常人們(mén)認識氟塑料(liào)是從接觸(chù)塑料王--聚四(sì)氟(fú)乙烯(xī)( PTFE) 開(kāi)始(shǐ)的(dí)。 其實(shí)
聚四(sì)氟(fú)乙烯(xī)隻是產量(liáng)和(hé)用(yòng)量zui大(dà)的(dí)氟(fú)塑(sù)料品(pǐn)種(zhǒng), 電綫電纜常(cháng)用的(dí)氟(fú)塑料(liào)是(shì): 聚全氟乙(yǐ)丙烯( FEP, 俗稱(chēng)F46) ,
聚四氟乙烯( PTFE),乙烯-四(sì)氟(fú)乙烯(xī)共(gòng)聚物( ETFE,俗稱F40),聚偏(piān)氟乙(yǐ)烯( PVDF)等(děng)。
表2,各種(zhǒng)氟(fú)塑(sù)料(liào)性(xìng)能
| 樹(shù)脂(zhī)性(xìng)能 | PTFE | FEP | ETFE | PVDF | |
| 耐(nài)熱性(xìng)( ℃) | 260 | 200 | 150 | 150 | |
| 電性(xìng)能 | 優 | 優 | 優 | 好 | |
| 阻燃(rán)性( VOI%) | 95L | 95L | 30 | 43 | |
| 機械性能 | 可用(yòng) | 可用(yòng) | 好 | 好 | |
| 低(dī)摩(mó)擦(cā)性 | 優 | 優 | 可用 | 可用 | |
| 耐(nài)藥 品性 | 酸 | 優 | 優 | 優(yōu) | 好 |
| 鹼(jiǎn) | 優(yōu) | 優 | 優 | 好 | |
| 溶(róng)劑 | 優(yōu) | 優 | 優(yōu) | 可(kě)用 | |
| 不粘(nián)性(xìng) | 優 | 優(yōu) | 好 | 好 | |
| 耐(nài)候(hòu)性(xìng) | 優(yōu) | 優(yōu) | 優 | 優(yōu) | |
| 比(bǐ)重(zhòng) | 2.17 | 2.15 | 1.73 | 1.76 |
氟(fú)塑料(liào)電(diàn)纜主要有: 高溫(wēn)通訊電纜, 耐高(gāo)溫(wēn)引按綫和安(ān)裝綫, 高(gāo)溫補(bǔ)償(cháng)導綫(xiàn)和工業用(yòng)耐(nài)高(gāo)溫(wēn)電力和(hé)控製(zhì)信(xìn)
號電(diàn)纜,原子反(fǎn)應堆(duī)用(yòng)耐輻(fú)射(shè)電纜(lǎn)和機車(chē)車輛用電綫等(děng)。
( 2)矽橡(xiàng)膠絕緣電(diàn)綫(xiàn)電(diàn)纜(lǎn)
矽(guī)橡膠(jiāo)主(zhǔ)要是(shì)以(yǐ)矽元素(sù)代(dài)替碳元素形成(chéng)的(dí)高分(fēn)子材(cái)料(liào), 矽(guī)橡膠(jiāo)具(jù)有較(jiào)好(hǎo)的耐熱(rè)性(xìng)能。 電(diàn)綫(xiàn)電(diàn)纜常用(yòng)矽(guī)橡(xiàng)膠
為(wéi)甲基(jī)乙(yǐ)烯(xī)矽橡(xiàng)膠, 工(gōng)作(zuò)溫度(dù)範(fàn)圍是(shì)-60℃~180℃。矽橡膠具(jù)有較好的彎曲性能和低(dī)溫性(xìng)能, 不(bù)易損(sǔn)壞(huài)和開裂(liè),
這(zhè)些性能(néng)是一般高溫(wēn)電纜不具(jù)有的,因(yīn)而(ér)矽橡膠(jiāo)電纜(lǎn)具有(yǒu)較寬的(dí)應用範圍(wéi),已是高溫電(diàn)纜的一(yī)個(gè)亮點(diǎn)。
矽(guī)橡(xiàng)膠(jiāo)電纜(lǎn)在高溫(wēn)移(yí)動電(diàn)纜(lǎn),軟(ruǎn)電力電纜,電(diàn)機引接(jiē)綫(xiàn),低(dī)溫(wēn)環(huán)境高溫運行場所。
(二)無機材(cái)料(liào)高溫電(diàn)纜
無機材料(liào)因不(bù)具有可擠塑等優良(liáng)加工(gōng)性能, 因而(ér)加(jiā)工形成(chéng)電(diàn)纜絕(jué)緣較(jiào)為困難, 附(fù)著性(xìng)和均匀性較(jiào)差(chà), 而且
絕緣(yuán)性能比高(gāo)分子材料(liào)要(yào)低,但優異(yì)的(dí)高溫性(xìng)能(néng),能(néng)夠滿足特種(zhǒng)高溫行(háng)業的(dí)需(xū)求(qiú)。
1,礦物(wù)絕(jué)緣防火電纜(lǎn)
產(chǎn)品結構(gòu)為銅(tóng)芯(xīn)銅護(hù)套氧化(huà)鎂絕(jué)緣電(diàn)纜(lǎn), 主要(yào)是(shì)電力(lì)電(diàn)纜, 控(kòng)製(zhì)電(diàn)纜(lǎn), 加(jiā)熱電纜(lǎn)和布(bù)電綫。 常規工(gōng)作溫度(dù)
是250℃, 但(dàn)實(shí)際(jì)工作(zuò)溫(wēn)度可更高, 因(yīn)為氧(yǎng)化鎂的熔(róng)點是2800℃, 遠高於銅的(dí)熔(róng)點(diǎn), 電纜經火災後(hòu)仍可重復安(ān)
全(quán)使用。
本電纜(lǎn)生產(chǎn)是(shì)氧(yǎng)化鎂(měi)定型瓷柱(zhù)穿於銅導(dǎo)體外, 銅導(dǎo)體與(yǔ)外套銅管(guǎn)同時拉(lā)撥(bō)退(tuì)火而形成, 氧化鎂瓷(cí)柱(zhù)經(jīng)壓(yā)碎(suì)
均匀(yún)形(xíng)成電纜絕緣,礦(kuàng)物絕(jué)緣防(fáng)火電纜(lǎn)生(shēng)產(chǎn)長(cháng)度受到(dào)一(yī)定限(xiàn)製,大(dà)規格(gé)則(zé)更短(duǎn)。
礦物(wù)絕緣防火(huǒ)電纜(lǎn)具(jù)有耐高溫, 防(fáng)火(huǒ), 防爆(bào), 防(fáng)水(shuǐ), 耐(nài)輻(fú)射(shè), 耐腐(fǔ)蝕性強(qiáng), 機械強度(dù)高(gāo), 具(jù)有良(liáng)好的(dí)接(jiē)地(dì)
性能,體(tǐ)積小(xiǎo),壽(shòu)命長,載流(liú)量大(dà),過(guò)載能(néng)力強等(děng)特點(diǎn)。
2,無機包(bāo)製絕(jué)緣超高(gāo)溫電纜(lǎn)
無(wú)機絕(jué)緣包製(zhì)絕緣(yuán)電纜一般采(cǎi)用(yòng)無機包帶和(hé)絲,采(cǎi)用電纜采(cǎi)用工(gōng)藝加(jiā)工而成(chéng)。耐火包(bāo)帶作(zuò)為耐高(gāo)溫材料,
在(zài)800℃時仍(réng)能(néng)正(zhèng)常(cháng)保(bǎo)持絕(jué)緣性能, 因(yīn)而是耐高溫電(diàn)纜的主要(yào)材(cái)料(liào)之(zhī)一; 無鹼玻璃絲為(wéi)無(wú)機矽(guī)材料(liào), 具有一(yī)定(dìng)
絕緣性(xìng), 熔化溫度(dù)為600℃以上(shàng), 采用編織(zhī)工藝加(jiā)工(gōng), 也(yě)作為加強件(jiàn); 以(yǐ)上兩種(zhǒng)材料不能(néng)形(xíng)成密(mì)封(fēng)性(xìng)和(hé)緊(jǐn)密(mì)的
絕緣,因而(ér)通(tōng)過(guò)塗(tú)無(wú)機固(gù)化(huà)漆,矽微粉和硼(péng)砂等,才(cái)能(néng)形(xíng)成絕緣體(tǐ)。
在無機材(cái)料中,耐(nài)高溫的材(cái)料較多(duō),但可加(jiā)工性(xìng)和(hé)成形(xíng)性(xìng)較差,按(àn)以(yǐ)上(shàng)方法形(xíng)成電(diàn)纜(lǎn)絕(jué)緣也(yě)易於損壞,根
據(jù)選(xuǎn)取材(cái)料不(bù)同(tóng)可(kě)製(zhì)成(chéng)工(gōng)作溫度(dù)500℃, 800℃,甚至(zhì)於(yú)1000℃的電纜,除(chú)此之外導(dǎo)體應(yīng)選用鍍鎳銅導體(tǐ)或相(xiāng)
匹(pǐ)配(pèi)的耐高溫(wēn)合(hé)金(jīn)導體。
超高溫(wēn)電纜常應用於(yú)航(háng)空航天,,加熱(rè)爐(lú),化(huà)學(xué)反(fǎn)應釜(fǔ),核(hé)電(diàn)站(zhàn)核島內和(hé)鋼鐵等行業(yè)。
五(wǔ),結 論
在特種電纜品種中, 高溫(wēn)電(diàn)纜和超(chāo)高(gāo)溫電(diàn)纜已(yǐ)是一個(gè)重(zhòng)要趨勢, 雖然高溫電(diàn)纜電(diàn)能損耗稍大, 在(zài)一些較高
溫(wēn)度的(dí)場合(hé),用普(pǔ)通電(diàn)纜則極易損壞,高(gāo)溫電纜(lǎn)能(néng)夠安全運行,是現(xiàn)代(dài)工(gōng)業和中(zhōng)*的品種。
目前我(wǒ)國高溫電(diàn)纜的研製技(jì)術水(shuǐ)平(píng)遠遠(yuǎn)不(bù)能(néng)滿(mǎn)足(zú)新市場(cháng)需求,我(wǒ)國(guó)在這(zhè)方麵的(dí)技(jì)術(shù)遠(yuǎn)落後於*國(guó)
家, 近一(yī)半的高溫電纜(lǎn)需從國(guó)外(wài)進口, 而(ér)國內有(yǒu)些生(shēng)產(chǎn)廠多(duō)集中於(yú)一些小(xiǎo)廠(chǎng), 技術研(yán)製和生(shēng)產能(néng)力(lì)較弱, 特(tè)別(bié)
是生產(chǎn)加(jiā)工(gōng)仍局(jú)限於電(diàn)纜現(xiàn)有設(shè)備和工裝(zhuāng), 材料的(dí)開發也沒能(néng)突破(pò)現有電纜料的(dí)圈(quān)子。 希(xī)望(wàng)國(guó)內有能力開(kāi)發高
溫特(tè)種電纜的廠家(jiā)能夠審時度勢(shì), 針對(duì)我國資源情況, 開(kāi)發(fā)推廣高(gāo)溫係(xì)列(liè)電(diàn)纜, 提(tí)高我國在這(zhè)一技(jì)術領域的(dí)水
平(píng),滿(mǎn)足我國(guó)高溫行(háng)業(yè)的(dí)需求