高溫(wēn)電纜材料選型耐熱(rè)型電線電纜分:耐熱材料和普通(tōng)材料的耐熱改性兩種。
(一)耐熱(rè)材料的電線電纜耐(nài)熱材料的電線電(diàn)纜(lǎn)是絕緣和護(hù)套(tào)材料本體樹脂(zhī)具有耐熱性能(néng),主要品種(zhǒng)有:聚氨脂(可達 155℃級) 、聚脂(zhī)(可達135℃)、聚偏氟乙烯( 150℃)和尼龍(可達115℃)的絕緣或護套材料。
常用於通信、汽車、電機、建築等行業。
(二)普通電纜材料通過(guò)各種(zhǒng)方式的改性而達到耐熱性:1、橡膠材料(liào)的耐熱改(gǎi)性
| 耐(nài) 熱 等 級 | Y | A | E | B | F | H | C |
| 最高允許工作溫度/℃ | 90 | 105 | 120 | 130 | 155 | 180 | ≥180 |
橡(xiàng)膠材料因其(qí)耐熱性差, 因而提高工作溫度的餘度較小, 普通橡膠填加較多熱穩定劑和(hé)經交聯處理才能達到90℃,因而不(bú)能稱為(wéi)耐熱電纜,如丁苯橡膠、氯丁(dīng)橡膠(jiāo)、氯磺化(huà)聚(jù)乙烯等。
主要應用(yòng)於橡膠絕緣移動用軟電線、橡膠絕緣軟電力電纜和(hé)控製電纜等。
但三元乙丙橡(xiàng)膠可經改性, 使耐溫等級提高到135℃, 加上具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)絕(jué)緣性(xìng)能, 因而在橡(xiàng)膠方麵具有較好的發展(zhǎn)前(qián)景。
2、聚氯乙烯電纜的改性普通聚氯乙(yǐ)烯電纜的(de)工作溫度為70℃,聚氯乙烯電纜料的高可混性,使其改性成為可能,多(duō)量(liàng)的(de)熱穩定劑的使用,可(kě)便PVC的耐熱從70℃上(shàng)升到90℃或105℃,因而(ér)大大擴(kuò)大了PVC這種老式材(cái)料的適用性,也許這就是PVC電纜長盛不衰的原因之一吧?90℃PVC電纜料常用於交聯聚乙烯電纜護套,主要用於電力、控製和電氣裝備線纜,由於 PVC的改性, 使本可淘汰的PVC電(diàn)纜料在護套的使用上將會延續相當長的(de)時間。
聚(jù)氯乙烯丁(dīng)晴複合物(wù)的主要成分是PVC, 因而與聚氯乙(yǐ)烯丁晴複合物電纜與PVC絕緣電纜具有相同的改性(xìng)性能。
3、聚乙烯電(diàn)纜的改性聚乙烯材料的塑(sù)性較好, 但(dàn)可填充性較差, 因而不(bú)能填加熱穩定劑方法提高耐熱溫度。
聚乙烯電纜可通過DCP幹法化學交聯(lián)和矽烷溫水交聯將工作溫(wēn)度提高到 90℃,前者用於中(zhōng)高壓電力電纜,後者用於低(dī)壓電纜(lǎn)。
但另一種交聯方式——輻照交聯改性, 則可將聚烯烴( 主要是聚乙烯) 的工作溫度大幅度提高, 經輻照的絕緣料可按條件不同, 耐溫可達到(dào)105℃、 125℃、 135℃、 150℃, 國外則有能提高(gāo)到(dào)180℃。
主要是通(tōng)過高能電子(zǐ)轉化成穩定的鍵能, 使其分子結構對熱穩定性加強, 同時配以適當的熱穩定劑, 根據能級大(dà)小和熱穩定劑的效能,分(fèn)為不同耐熱等級。
輻照交聯工業常用加工設(shè)備(bèi)為電子加速器, 是將電子束(shù)高壓增加能量, 達到交聯聚烯烴(tīng)材(cái)料的目的, 電費(fèi)加工常用加速器能級為1.0 ~ 3MeV。
輻照交聯還可對橡膠、 PVC和氟塑料等材料進行交(jiāo)聯。
輻照交聯聚烯烴電線電纜主要用於耐熱建築線、汽車線、航空導(dǎo)線、機車線電線和電機電器引接線等(děng)。
耐熱電纜是中等溫度的電(diàn)纜, 具有一定耐熱(rè)性, 能適應一定溫度環境。
而應(yīng)用最多的是, 在電(diàn)力傳輸電(diàn)纜中,在能夠保證絕緣(yuán)性能的(de)同(tóng)時,增(zēng)加電纜載流(liú)能力,減少電纜(lǎn)重量和截麵,意義重大。
四、高溫和超高溫電線電纜高溫電纜分有機高分子材料(liào)高溫電纜和無機材料高溫電纜。
(一)有機高分子材料高溫電纜主要是氟塑料和矽橡(xiàng)膠電纜。
1、氟塑料絕緣電線(xiàn)電纜氟塑料是塑料的一個重要品類, 通常人們認識氟塑料是從接觸塑料王--聚四氟(fú)乙烯( PTFE) 開始的。
其實聚四氟乙烯隻是產量(liàng)和用量最大的(de)氟塑料品種, 電線電纜常用的氟(fú)塑料是: 聚全氟乙(yǐ)丙烯( FEP, 俗稱F46) 、聚四氟乙烯( PTFE)、乙烯-四氟乙(yǐ)烯共聚物( ETFE,俗稱F40)、聚偏氟乙烯( PVDF)等。
表2、各種氟塑料性能
| 樹脂性能(néng) | PTFE | FEP | ETFE | PVDF | |
| 耐熱性( ℃) | 260 | 200 | 150 | 150 | |
| 電(diàn)性能 | 優 | 優(yōu) | 優 | 好 | |
| 阻燃性( VOI%) | 95L | 95L | 30 | 43 | |
| 機械性能 | 可(kě)用(yòng) | 可用 | 好 | 好 | |
| 低摩擦性(xìng) | 優 | 優 | 可用(yòng) | 可用(yòng) | |
| 耐(nài)藥(yào)品(pǐn)性 | 酸(suān) | 優 | 優 | 優 | 好 |
| 堿 | 優 | 優 | 優(yōu) | 好 | |
| 溶劑(jì) | 優 | 優 | 優 | 可用 | |
| 不粘性 | 優 | 優 | 好 | 好 | |
| 耐候(hòu)性 | 優 | 優 | 優 | 優 | |
| 比重 | 2.17 | 2.15 | 1.73 | 1.76 |
氟(fú)塑料電纜主要有: 高溫通訊電纜、 耐高溫引按線和安裝(zhuāng)線(xiàn)、 高溫補(bǔ)償導線和工業用(yòng)耐(nài)高溫電力和控製信號電纜,原子(zǐ)反應堆用耐輻射電纜和機(jī)車車輛用(yòng)電線(xiàn)等。
( 2)矽橡膠絕緣電線(xiàn)電纜矽(guī)橡膠主要是以矽元素代替碳元素形成的高分子材料(liào), 矽橡膠具有(yǒu)較好的耐熱性能。
電線電纜常用矽橡膠為甲基乙烯矽橡膠, 工作溫度範圍是-60℃~180℃。
矽橡膠具有較好的彎曲性能和低(dī)溫性能, 不易損壞和開裂,這些性能是(shì)一般高溫電纜不具有的,因而矽橡(xiàng)膠電纜具有(yǒu)較(jiào)寬的應用範(fàn)圍,已是高溫電纜的一個亮點。
矽橡膠電纜在高溫移動(dòng)電纜、軟電(diàn)力電纜、電機引接線、低溫環境高溫運行場所。
(二)無機材料高溫電纜無(wú)機材料因(yīn)不具(jù)有可擠塑等優良加工性能, 因而加工形成電纜絕緣較為困難, 附(fù)著性和均勻性較差, 而且(qiě)絕緣性能比高分子材料要低,但優(yōu)異的高溫性能,能夠滿(mǎn)足特種高溫行業的(de)需求。
1、礦物絕緣防火電纜產品結構為銅芯銅護套(tào)氧化鎂絕緣電纜, 主要是電力電纜、 控製(zhì)電纜、 加熱電纜和布電線。
常(cháng)規工作(zuò)溫度是250℃, 但(dàn)實際工(gōng)作溫(wēn)度可更(gèng)高, 因為氧化鎂的熔點(diǎn)是2800℃, 遠高於銅的(de)熔點, 電纜經火災後繞包機仍可重複安全使用。
本電纜生產是氧化鎂定型瓷柱穿於銅導體外, 銅導體與外套銅管同(tóng)時拉撥退(tuì)火(huǒ)而形成, 氧(yǎng)化鎂瓷柱經壓碎(suì)均勻(yún)形成電(diàn)纜絕緣(yuán),礦物絕緣防火電纜生產長(zhǎng)度受到一定限製,大規格則更短。
礦物絕緣防火電纜具有耐高溫、 防火、 防爆、 防水、 耐輻射、 耐腐蝕性強、 機械強度(dù)高、 具有良(liáng)好的接地性能(néng)、體積小、壽命長、載流(liú)量大、過載能(néng)力強等特點。
2、無機包製(zhì)絕緣超高(gāo)溫電纜無機絕(jué)緣包製絕緣(yuán)電纜一般采用(yòng)無機包帶和絲,采用電纜采用工藝加工而成。
耐火包帶作為耐高溫材(cái)料(liào),在800℃時仍能正常保持絕(jué)緣性能, 因而是耐(nài)高溫電纜的主要材料之一; 無堿玻璃絲為無機矽材料, 具有一定絕緣性, 熔(róng)化溫度為600℃以上, 采用編織工藝加工, 也作為加(jiā)強件; 以上兩種材料(liào)不能形成密封性(xìng)和緊密(mì)的絕緣,因而通過(guò)塗無機固化漆、矽微粉和硼砂等,才能形成絕緣體。
在無機材料中,耐高溫的材料較多,但可加工性和成形性較差(chà),按以上方法形成電纜絕緣也易於損壞,根據選取材料不同可(kě)製成工作溫度500℃、 800℃,甚至於(yú)1000℃的電纜,除此之外導體應選用鍍鎳銅導體或相匹配的耐高溫合金導體。
超高溫電纜常應用於航空航天、、加熱(rè)爐、化學反應釜(fǔ)、核電站核島內和鋼鐵等行業。
五、結 論在特種電纜品種中, 高溫電纜和超高(gāo)溫電纜已是一個(gè)重要趨勢, 雖然高溫電纜電能損耗稍大(dà), 在一些較高溫度的場合,用普通電纜則極易損壞,高溫電纜能夠安全運行,是現代工業和中(zhōng)*的品種。
目(mù)前我國高溫電(diàn)纜的研製技術水(shuǐ)平遠遠不能滿(mǎn)足新市場需求,我國在這方麵的技術遠落後於*國家, 近一半的高溫電(diàn)纜需從國外進(jìn)口, 而國內有些生產廠多集中於一些(xiē)小廠, 技術研(yán)製和生產能力(lì)較弱, 特(tè)別是生產加工仍局限於電纜現有設備和工裝, 材料的開發也沒能突破現有電纜(lǎn)料的圈(quān)子。
希望國內有能力開發高(gāo)溫特種電纜的廠家能夠審時度勢, 針(zhēn)對我國資源情況, 開發推廣高溫係列電纜, 提(tí)高我國在這一技術領域的水平,滿足(zú)我國高溫行業的需求


