耐火電力電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)工藝的探討.doc

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1、耐火電力電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)工藝的探討劉群，劉艷芬，李德玲，沈淑明，袁亮(哈爾濱電纜廠，黑龍江哈爾濱150086）摘要：本文對額定電壓0.6/1kV聚氯乙烯絕緣耐火電力電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)制造工藝進行探討，以提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量及耐火試驗性能。關(guān)鍵詞：耐火電力電纜；工藝；結(jié)構(gòu)；材料；性能；質(zhì)量-3-中圖分類號：TM247.1文獻標識碼：A文章編號：31-1392(2001)05-0024-03-3--3-1引言國外耐火電力電纜的開發(fā)研制是始于20世紀70年代，并以其較優(yōu)良的防火耐燃燒，不延燃和在著火燃燒的情況下仍能維持一定時間

2、正常通電運行的功能，廣泛地被用于高層建筑、地鐵、發(fā)電廠、核電站、隧道等重要部門及公共場所，并正逐步向低煙、低毒、低鹵或無煙無鹵方向發(fā)展。我國耐火電纜開發(fā)雖然較晚，但發(fā)展迅猛，因國內(nèi)耐火電力電纜尚無行業(yè)或國家統(tǒng)一的標準，而只有非礦物絕緣耐火電纜的各種企業(yè)標準，而只有非礦物絕緣火電纜出的均為符合IEC331或GB12666.6—90規(guī)定的B類耐火試驗標準的產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝不統(tǒng)一，比較多樣，而且處于本地區(qū)本企業(yè)摸索生產(chǎn)，電壓等級也僅限于1kV及以下產(chǎn)品，多用于低電壓線路和電器設(shè)備。本文主要針對目前國內(nèi)生產(chǎn)耐火電纜的實

3、際水平，并且根據(jù)哈爾濱電纜廠已開發(fā)研制的額定電壓0.6/1kV聚氯乙烯絕緣耐火電力電纜，就結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)工藝上須注重的幾個重要方面進行分析，與同行進行探討，以期開發(fā)更多的新型耐火電纜，從而提高耐火電纜的產(chǎn)品質(zhì)量水平和耐火試驗性能等級。2產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)我廠研制生產(chǎn)了1~5芯的耐火電纜，本文以5芯耐火電纜為例進行闡述，其結(jié)構(gòu)見圖1。（圖1）2.2材料的選用-3-(1)耐火層耐火電纜的結(jié)構(gòu)與普通塑料電纜最主要的不同點就是在它的導(dǎo)體與絕緣層之間增加了一層耐火層；也有人主張在絕緣層外加耐火層，但是與前者相比，在經(jīng)濟、結(jié)

4、構(gòu)和應(yīng)用等方面有較多缺點。通常耐火層主要采用云母帶繞包而成。這種云母帶是選用金云母紙、有機硅樹脂粘合劑和無堿玻璃絲布，經(jīng)涂膠、粘合和烘焙而制成的。具有這種耐火層結(jié)構(gòu)的耐火電纜一般均可以通過GB12666.6—90標準規(guī)定的B類耐火試驗，即在750~800℃火焰中燃燒90min，在試樣上施加額定電壓，電纜不擊穿，3A保險絲不熔斷。若要達到A類耐火試驗，即950～1000℃，供火時間90min，試樣施加額定電壓而不擊穿，還需要在耐火層結(jié)構(gòu)上的材料選用上和材料選用上加以研究。（2）絕緣和護套絕緣層及外護套采用絕緣用、護套用的

5、阻燃型聚氯乙烯料擠包而成。（3）填充材料對于多芯耐火電纜，絕緣線芯成纜時，采用阻燃型玻璃纖維繩填充，并用阻燃型玻璃纖維帶繞包，或?qū)⑵渥鳛橛墟z裝電纜的內(nèi)墊層。2.3設(shè)計的思路上述結(jié)構(gòu)基本上能通過GB12666.6－90中B類耐火試驗，但如何開發(fā)更經(jīng)濟、更有效和低成本的產(chǎn)品，又能滿足用戶的要求。我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計和原材料選用上作以下幾點的考慮及選擇。（1）導(dǎo)體線芯因為鋁導(dǎo)體不耐高溫，所以生產(chǎn)耐火電纜時，選用銅芯形導(dǎo)體，并經(jīng)絞合后緊壓。圓形緊壓導(dǎo)體與扇形導(dǎo)體相比有較多優(yōu)點，在繞包耐火層時使云母帶與導(dǎo)體結(jié)合緊密，有利于電場均勻分布

6、，增強電纜絕緣的電氣特性，同時可節(jié)約耐火云母帶用量，降低成本。（2）耐火層耐火電纜的耐火特性及其質(zhì)量的關(guān)鍵在于耐火層的云母帶選擇及云母帶繞包工藝的質(zhì)量。設(shè)計過程中，可以根據(jù)耐火電纜耐火特性要求而選擇不同類型的繞包云母帶[1，2]，這直接影響到耐火電纜試驗類別。一般普通B類耐火試驗，則必須采用合成云母帶(即人工合成氟金云母帶)。因為合成云母帶有較好的耐高溫性能，但目前價格昂貴。另外耐火云母帶國內(nèi)各生產(chǎn)廠家質(zhì)量參差不齊，玻璃絲布有單、雙面兩種增強，其價格有同，特別是粘合劑的選用影響著云母帶，在生產(chǎn)過程中如有刮磨、擠壓都易損

7、壞云母帶，使之開裂脫落，導(dǎo)致電纜的電性能和耐火性能下降，所以工藝制造時上下工序應(yīng)特別注意。在繞包耐火層時，導(dǎo)電線芯截面大小同樣會影響繞包工藝，生產(chǎn)中應(yīng)正確選擇云母帶寬度、厚度，計算好搭蓋率及調(diào)整好繞包角度，避免漏包、斷帶，減小縫隙、打褶。文獻[3]中要求云母帶搭蓋率為50%，繞包兩層但在實際生產(chǎn)中，實際層數(shù)與搭蓋率之間是可以互為調(diào)整的，如果做得既省料又合格，既簡單又高質(zhì)量，那是最理想不過的。我廠企業(yè)標準要求云母帶交叉重疊繞包，搭蓋率不得低于帶寬的30%，層數(shù)不少于兩層，繞包均勻平整，斷帶搭接的接頭處不允許用帶有揮發(fā)性物

8、質(zhì)的材料粘接。（3）絕緣層我廠采用了阻燃型聚氯乙烯為0.6/1kV耐火電纜主要絕緣料，這也是目前國內(nèi)各生產(chǎn)廠廣泛采用的，其相應(yīng)的擠出工藝也是比較成熟的，但應(yīng)該看到，今后研制的耐火電纜向低鹵低煙、無鹵無煙型方向發(fā)展[4]，即主絕緣材料選擇不含鹵素的混合物，如乙丙橡膠、交聯(lián)聚乙烯等，這樣電纜在燃燒時就可以不釋放或少釋放有害氣體及煙霧，