一、前 言
一般的电线电缆是以塑料和橡胶为绝缘护套,这些材料都是常规工程材料,具有丰富的来源,能够满足大规模生产,而且成本相对较低。但对于一些特殊行业如石油化工、钢铁、航空航天、造船、军工、制药、食品、塑料机械、锅炉等与热与高温有关的行业,都需要能够耐一定较高温度的电线电缆,普通的电线电缆显然不能使用,需能耐高温的电线电缆才能保证其电力和信号的安全运行。
随着我国经济快速发展,特种行业对高温电缆的需求已显高速增长阶断,耐热和高温电缆每年以20%的速度增长,高温电缆作为特种电缆的重要组成部分,具有极强的生命力,供不应求,我国每年从国外进口约二十亿元用于国内建设。
下面我们了解一下什么样的工作温度称为耐热与高温电缆。国际电工委员会(IEC)对绝缘的耐热的等级一般按表1规定分为:
表1 耐热的等级的规定
用的电线电缆绝缘和护套为普通工程橡胶和塑料为基本树脂,但要求是绝缘级的。常见电缆用橡胶材料有:丁本橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶和氯磺化聚乙烯等,工作温度为(60~75)℃;常见电缆用塑料材料有聚氯乙烯、聚乙烯(包括交联聚乙烯)和聚丙烯等,工作温度为(70~90)℃。由此可见,这些电缆不是严格意义上的耐热或高温电缆。
耐热电缆一般指(90~155)℃及以下的电缆,而高温电缆则是180℃及以上的电缆。而要解决普通电缆不耐高温的状况,则是要对材料进行改进,或使用能够耐高温的绝缘级材料。
二、 耐热和高温电线电缆的主要特点
耐热和高温电线电缆一般是由两种需求决定的。第一种是电线电缆环境温度较高,电缆在长期在高温下能够正常传输信号或电能;另一种是电力传输电缆,主要是增加截流能力为主要目的。
高温环境下工作的电缆。普通电缆在高温时易产生绝缘老化和焦烧现象,使用电缆失去性能,受破坏而不能使用。高温电缆在额定高温下能够正常稳定地工作,信号或电能传输性能不受影响,还能保证电缆具有较长的使用寿命。这类功能电缆是高温电缆最常见最多的一种,使用特性也最易于理解的。
增载型高温电缆,主要是为了保证载流的前题下减小电缆外径和重量,向轻量化发展的。一般来说,电缆的工作温度越高,同样截面的电缆通过的载流量越大。象飞机和汽车等场合,减轻重量的意义相当大,利用高温电缆大大减少了截面。工作温度从90℃升到155℃,则载流能力上升50%,同样载流量下,电缆重量要减轻一半,成本也有所降低。当然高截流的同时,大多数绝缘材料的电能损耗也会有所增加。
三、耐热型电线电缆
耐热型电线电缆分:耐热材料和普通材料的耐热改性两种。
(一)耐热材料的电线电缆
耐热材料的电线电缆是绝缘和护套材料本体树脂具有耐热性能,主要品种有:聚氨脂(可达155℃级)、聚脂(可达135℃)、聚偏氟乙烯(150℃)和尼龙(可达115℃)的绝缘或护套材料。常用于通信、汽车、电机、建筑等行业。
(二)普通电缆材料通过各种方式的改性而达到耐热性:
1、橡胶材料的耐热改性
橡胶材料因其耐热性差,因而提高工作温度的余度较小,普通橡胶填加较多热稳定剂和经交联处理才能达到90℃,因而不能称为耐热电缆,如丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等。主要应用于橡胶绝缘移动用软电线、橡胶绝缘软电力电缆和控制电缆等。
但三元乙丙橡胶可经改性,使耐温等级提高到135℃,加上具有较好的绝缘性能,因而在橡胶方面具有较好的发展前景。
2、聚氯乙烯电缆的改性
普通聚氯乙烯电缆的工作温度为70℃,聚氯乙烯电缆料的高可混性,使其改性成为可能,多量的热稳定剂的使用,可便PVC的耐热从70℃上升到90℃或105℃,因而大大扩大了PVC这种老式材料的适用性,也许这就是PVC电缆长盛不衰的原因之一吧?
90℃PVC电缆料常用于交联聚乙烯电缆护套,主要用于电力、控制和电气装备线缆,由于PVC的改性,使本可淘汰的PVC电缆料在护套的使用上将会延续相当长的时间。
聚氯乙烯丁腈复合物的主要成分是PVC,因而与聚氯乙烯丁腈复合物电缆与PVC绝缘电缆具有相同的改性性能。
3、聚乙烯电缆的改性
聚乙烯材料的塑性较好,但可填充性较差,因而不能填加热稳定剂方法提高耐热温度。聚乙烯电缆可通过DCP干法化学交联和硅烷温水交联将工作温度提高到90℃,前者用于中高压电力电缆,后者用于低压电缆。
但另一种交联方式——辐照交联改性,则可将聚烯烃(主要是聚乙烯)的工作温度大幅度提高,经辐照的绝缘料可按条件不同,耐温可达到105℃、125℃、135℃、150℃,国外则有能提高到180℃。主要是通过高能电子转化成稳定的键能,使其分子结构对热稳定性加强,同时配以适当的热稳定剂,根据能级大小和热稳定剂的效能,分为不同耐热等级。
辐照交联工业常用加工设备为电子加速器,是将电子束高压增加能量,达到交联聚烯烃材料的目的,电费加工常用加速器能级为1.0 ~ 3MeV。辐照交联还可对橡胶、PVC和氟塑料等材料进行交联。
辐照交联聚烯烃电线电缆主要用于耐热建筑线、汽车线、航空导线、机车线电线和电机电器引接线等。
耐热电缆是中等温度的电缆,具有一定耐热性,能适应一定温度环境。而应用最多的是,在电力传输电缆中,在能够保证绝缘性能的同时,增加电缆载流能力,减少电缆重量和截面,意义重大。
四、高温和超高温电线电缆
高温电缆分:有机高分子材料高温电缆和无机材料高温电缆。
(一)有机高分子材料高温电缆主要是氟塑料和硅橡胶电缆。
1、氟塑料绝缘电线电缆
氟塑料是塑料的一个重要品类,通常人们认识氟塑料是从接触塑料王--聚四氟乙烯(PTFE)开始的。其实聚四氟乙烯只是产量和用量最大的氟塑料品种,电线电缆常用的氟塑料是:聚全氟乙丙烯(FEP,俗称F46)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE,俗称F40)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。
表2、各种氟塑料性能
氟塑料电缆主要有:高温通讯电缆、耐高温引按线和安装线、高温补偿导线和工业用耐高温电力和控制信号电缆,原子反应堆用耐辐射电缆和机车车辆用电线等。
2、硅橡胶绝缘电线电缆
硅橡胶主要是以硅元素代替碳元素形成的高分子材料,硅橡胶具有较好的耐热性能。电线电缆常用硅橡胶为甲基乙烯硅橡胶,工作温度范围是-60℃~180℃。硅橡胶具有较好的弯曲性能和低温性能,不易损坏和开裂,这些性能是一般高温电缆不具有的,因而硅橡胶电缆具有较宽的应用范围,已是高温电缆的一个亮点。
硅橡胶电缆在高温移动电缆、软电力电缆、电机引接线、低温环境高温运行场所。
(二)无机材料高温电缆
无机材料因不具有可挤塑等优良加工性能,因而加工形成电缆绝缘较为困难,附着性和均匀性较差,而且绝缘性能比高分子材料要低,但优异的高温性能,能够满足特种高温行业的需求。
1、矿物绝缘防火电缆
产品结构为铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆,主要是电力电缆、控制电缆、加热电缆和布电线。常规工作温度是250℃,但实际工作温度可更高,因为氧化镁的熔点是2800℃,远高于铜的熔点,电缆经火灾后仍可重复安全使用。
本电缆生产是氧化镁定型瓷柱穿于铜导体外,铜导体与外套铜管同时拉拨退火而形成,氧化镁瓷柱经压碎均匀形成电缆绝缘,矿物绝缘防火电缆生产长度受到一定限制,大规格则更短。
矿物绝缘防火电缆具有耐高温、防火、防爆、防水、耐辐射、耐腐蚀性强、机械强度高、具有良好的接地性能、体积小、寿命长、载流量大、过载能力强等特点。
2、无机包制绝缘超高温电缆
无机绝缘包制绝缘电缆一般采用无机包带和丝,采用电缆采用工艺加工而成。耐火包带作为耐高温材料,在800℃时仍能正常保持绝缘性能,因而是耐高温电缆的主要材料之一;无碱玻璃丝为无机硅材料,具有一定绝缘性,熔化温度为600℃以上,采用编织工艺加工,也作为加强件;以上两种材料不能形成密封性和紧密的绝缘,因而通过涂无机固化漆、硅微粉和硼砂等,才能形成绝缘体。
在无机材料中,耐高温的材料较多,但可加工性和成形性较差,按以上方法形成电缆绝缘也易于损坏,根据选取材料不同可制成工作温度500℃、800℃,甚至于1000℃的电缆,除此之外导体应选用镀镍铜导体或相匹配的耐高温合金导体。
超高温电缆常应用于航空航天、军工、加热炉、化学反应釜、核电站核岛内和钢铁等行业。
五、结 论
在特种电缆品种中,高温电缆和超高温电缆已是一个重要趋势,虽然高温电缆电能损耗稍大,在一些较高温度的场合,用普通电缆则极易损坏,高温电缆能够安全运行,是现代工业和军工中不可缺少的品种。
目前我国高温电缆的研制技术水平远远不能满足新市场需求,我国在这方面的技术远落后于国外先进国家,近一半的高温电缆需从国外进口,而国内有些生产厂多集中于一些小厂,技术研制和生产能力较弱,特别是生产加工仍局限于电缆现有设备和工装,材料的开发也没能突破现有电缆料的圈子。希望国内有能力开发高温特种电缆的厂家能够审时度势,针对我国资源情况,开发推广高温系列电缆,提高我国在这一技术领域的水平,满足我国高温行业的要求。
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第一章:特种电缆
第二章:耐高温电缆
1.AFR-250 2. KFF47 KF47 KF47P 3.AFP AFPF AF4 AF46 4.ZR-KFV ZR-KFVP ZR-KFV22 ZR-KFFP 5.AFSPF-200 6.KFV KFVP KFVP22 KFVRP22 7.AF250 8.AFPXR-200 9.F2H8 F46H3 F4H4 10.ZR-F46V KF46GR KFGRP 11.YGC-F46R ZR-F46-22 12.AF46R AF46RP 13.F46 ZR-F46 14.AFHBRP 15.FF22 ZR-FV ZR-FVR 16.KHF46 17.GN500-01 GN500-02 GN500-03 GN500-04 GN500-05 18.KHFRP 19.IA-DJFPF46P 20.KHF46RP KHF46P KHF46R 21.AFRPF 22.KFF KFFR KFFP 23.ZR-KFVR 24.DJFVP DJFPV DJFPVP DJFP2V DJFVP2 DJFP2VP2 DJFFP DJFPF DJFPFP DJFFP2 DJFP2F DJFP2FP2 DJFVRP、DJFPRV DJFPVRP DJFP2RV DJFVRP2 DJFP2VRP2 DJFFRP DJFPRF DJFPFRP DJFFRP2 DJFP2RF DJFP2FRP2 25.KHF46FRP ZR-KHF46VRP KFF22 KFF22P KFFP22 26.YGCF46 YGCF46R
第三章:低烟无卤电缆
1. WDZ-KYJYP2-23 2.WDZN-KYJY WDZN-KYJY22 WDZN-KYJYP2-22 3.WDZN-RYJS 4.WD-CYY WD-CYYC WD-TYY 5.WDZN-KYJ(F)Y WDZN-YJ(F)Y23 6.WDZ-KYJYP WDZ-KYJYRP WDZ-KYJEP 7.WDZN-KYJYP2-22 8.WDZN-RYJS WDZN-BVVB WDZN-BYJ 9.WDZ-DCEYJR-125 10.WDZN-KYJE WDZANH-KYJEP 11.WD-NH-YJE 12.WDZ-RYJSP13.WDZ-KYJY33 WDZN-YJY23 WDZN-KYJYP2-23 WDZ-KYJYP2 14.WDZN-KYJYP 15.WDZ-DJYPYPR 16.WLD-KJEGP2-22 17.WDZN-YJY22 18.WDZA-KYJVRP2 WDZA-YJV22 WDZA-KYJVP2 WDZA-DJYJPVP 19.WDZ-RYY WDZ-RYYP 20.WDZN-KYJE WDZN-KYJE22 WDZN-KYJEP2
第四章:补偿导线(电缆)
1. ZR-KX-GVPVPR 2.KX-FF46-RP1 KX-HA-FFRP KX-GA-VV KX-HA-FGR 3. KX-HA-FGRP 4.ZRC-KX-YP2VP2 5.KX-FPG-1 KX-FPV-2 KX-FPF-3 6.KX-HF4PB KX-HF4PR 7.KX-GS-FP1FP1 8.KX-GA-VVRP KX-HA-FVRP 9.KX-HA-FFP 10.KX-FF46-RP1 KX-HA-FFRP 11.SC-G-VV SC-G-VPVPR SC-H-FFR SC-G-VPVP32 12.KX-HF4P EX-HF4P KC-HF4P SC-HF4P 13.TX-HA-FFP 14.JHKX-HF46PF46P 15.ZR-SC-G-VVP 16.KX-HA-FPFP 17.ZR-KC-HA-FF46P 18.KC-GB-VVP KX-GS-VVRP
第五章:硅橡胶电缆
1. JHXG 2.GFR GFP GFRP 3.YGCB 4.KFGR KFGRP KF46G KF46GP 5. YGZP 6.YGCPB YGGB YGCB-AF46R 7.ZR-YGGRP ZR-JGGRP 8.KHGPG KHGPG KHG30G KHPG20G 9.RGG YGZ YG 10.FDGG-40 FDGU-55 11. RGGP KF46GR KF46GRP 12.AGR 13.NH-KGGRP NH-KFGRP 14.YGCP 15.IMKGG IMKGGP 16.HGVF HGVFP 17.KFGD KFGDP 18.YGG 19.JGGFR 20.DJFGP 21.BPGGP BPGGP2 BPGGPP2 BPGGP3 BPGVFPP2 22.FYGC 23.AGRP 24.AGG 25.YGC YGC22 YFG YGC-F46R 26.ZRC-DPGPGRP 27.YGVFZ 28.JGGP ZR-JGGP 29.YGCR JGGR 30.JG JGG
第六章:扁电缆
1. ZR-YSFVBR ZR-YSFVBRJ ZR-YSFVBRZ ZR-YSFVBRJP 2.YFFB-G YVFB-G 3.YFVB 4.CEFBR 5.YEFB YEFBP YEFBJ YEURB YEURBP YEURBJ 6.YFFPB YVFPB YFFBP YVFBP 7.YCB YCBP 8.YGPB-6KV YGPB-10KV 9.ZR-YFFB ZR-YVFB 10.YBF 11.YEFRBG YGFRBG 12.H25VVH6-F 13.YGGB-J YGCB-VFR-J YGCB-J YGVFCB-J YFGCB-J 14.YBP-J 15.YB 16.EFB EFBP EFBJ EURB EURBP EURBJ 17.YVVB TVEB YFEB YGFB 18.YKVFBG YFFRBP 19.YGCB-L 20.YJGCFPB 21.YQB YQSB YQSFB YQFB 22.YCFB YCFBG 23.YBZ 24.TVVB KGGB YGCB 25.YEEB YFEB 26.YFFB-FJL 27.GKFB 28.TVVBPG
第七章:电机引接线
1. JZQB.F-1140V 2.JF46 3.JZ 4.JHGG 5.JGG 6.JHGX 7.JEH 8.JV 9.JF 10.JBF JBHF 11.JBQ 12.JXN 13.JXF 14.JH 15.JE 16. JYJ-125 17.JYJ-150 18.JO-150
第八章:铁路机车电缆
1. WDZ-DCYJ-125 2.DCEH/3-100 3.CXVF DCXVF DCXVFP DCXHF DCXHFP 4.DC-WDZB-EPR-1.8kV 5.WDZ-DCYJR 6.SLEX-125 SPLEX 7.DCEYH 8.DCEYHR 9.DCXF DCEH 10.DT-KAFPR 11.DWZR-PGYP2/23 DWZR-PGY23 12.WDZ-DC-H-90 WDZ-DC-ZP-H-90 13.WDZ-DCK-125 WDZ-DCKP-125 14.WDZ-DCYG-180 WDZ-DCYGP-180 15.DCH/3 DCXF/2 DCEH/3 16.WDZ-WL1 WDZ-WL2 WDZ-WL3 17.FY/WDZA-YJE FY/WDZA-YJE FY/WDZA-EJEJ FS/FY/WDZA-EJE23 18.JVN JVNP 19.DC-WDZA-EYR DC-WDZX-YJY DC-WDZA-FF 20.NSGAFOU 21.DVYJVR DCEFR WDZ-DCEFR FSZ-WDZ-DCYJYR 22.WDZA-DCYJTY WDZA-DCYJTYR 23.HSGCEVMP WDZ-DCEVMP HSGCEVMNH WDZ-DCEVMNH 24.DCYH DCYHR DCYHP DCEYHP
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