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橡套電纜知識 線纜相關知識
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秦力電纜提醒您:

一、橡套電纜的概念 
     顧名思義就是以各種橡膠或等同性能的熱固性彈性體為絕緣和護套基礎的電線電纜。
     所謂熱固性塑料彈性體,就是經過一次加熱成型固化以后,其形狀就因為分子鏈內部進行鉸鏈而使形狀達到穩定(通常這一過程就叫硫化或者交聯,)再次對其加熱也不能讓其再次達到粘流狀態,進而再次對其進行加工成型的彈性體。 
     橡套電纜因為其自身特有的柔軟性,通常大多數都是使用于移動性的電氣設備上。
二、橡套電纜的分類
     橡套電纜由于其獨特的機械性能與物理性能被很多領域的產品所采用,因而其分類眾多,比如:通用型、電焊機、電力、船用、礦用、風能,核能等等,其中比較廣泛運用的是移動通用型橡套電纜和礦用電纜,本講座主要結合這兩大類的電纜來簡單探討。   
    1、移動通用型橡套電纜   
    適用于交流額定電壓450/750v及以下的家用電器、電動工具和各種移動式的設備上。主要型號有YQ(H03RT)輕型、YZ(H05RN H05RR)中型、YC(H07RN)重型之分。(其中括弧外型號部分是引用標準GB 5013.4,括弧內的型號部分引用的標準是VDE 0282.4。)輕型移動通用型橡套電纜的電壓付級一般220v,主要作日常生活電氣設備裝置用。中、重型移動通用型橡套電纜的電壓付級一般可達380v,主要作工業電氣設備裝置用。     
    YQ輕型:型號的全稱是移動通用輕型橡套軟電纜,用于輕型移動電邊設備及工具上,具有極好的柔軟性,一般不承受外力作用。   
    YZ中型:型號的全稱是移動通用中型橡套軟電纜,用于各種移動設備和工具,具有足夠的柔軟性,便于移動、彎曲、并能承受一般的機械外力。    
    YC重型:型號的全稱是移動通用重型橡套軟電纜,用于各種移動電器設備上,能承受較大的機械外力,并能承受自身的拖動力量,護套應有很高的彈性和機械強度,還應有一定的柔軟性的保證移動和彎曲。 
    2、礦用電纜(引用自標準:MT 818-2009)
      礦用電纜的命名。
      1).命名類容 
       礦用電纜的命名有八個部分組成
      第一部分 系列代號用M表示;第二部分  使用特性代號; 第三部分  結構特征代號;第四部分  材料特征代號(后加—); 第五部分  額定電壓U0/U(kv) ;第六部分  動力線芯數×標稱截面積;第七部分地線芯數×標稱截面積; 第八部分輔助線芯數×標稱截面積 。  
      其中的第一、第二、第三、第四、第五部分構成電纜的型號,第六、第
七、第八部分構成電纜的規格。   
       2).命名標記的含義 
      第一部分:大寫字母M表示煤礦用阻燃電纜的系列代號
      第二部分:使用特性代號反映電纜所使用的場合環境
      代號/使用特性:C/采煤機用; D/低溫環境; M/帽燈用線; Y/移動采煤設備用; Z/電鉆用。
      第三部分:結構特征代號代表電纜的結構特征  
      代號/結構特征: B/編織加強; J/帶監視線芯; P/非金屬屏蔽; PT/金屬屏蔽; Q/輕型; R/繞包加強。
      第四部分:材料特征代號,用大寫字母E來表示絕緣和護套采用彈性體材料,絕緣和護套都是橡膠材料時,本部分省略。 
      第五部分:用阿拉伯數字表示額定電壓U0/U,單位是kv。  
      第六部分:用阿拉伯數字表示動力線芯數和標稱截面積,兩者之間用“×”連接,單位是mm2。 
      第七部分:用阿拉伯數字表示地線芯數和標稱截面積,兩者之間用“×”連接,單位是mm2。 
      第八部分:用阿拉伯數字表示輔助線芯數和標稱截面積,兩者之間用“×”連接,單位是mm2。 
      第四和第五部分之間用“—”來連接,第六和第七、第八部分之間用 “+”來連接。 
 
      3).產品表示方法 產品用型號、規格及標準編號表示。 
             例如: 
      a) 采煤機屏蔽橡套軟電纜,額定電壓0.66/1.14kV,動力線芯3×50、地線芯1×10、控制線芯4×4,帶半導電屏蔽層。  
      表示為: MCP-O.66/1.14 3×50+1×10+4×4 MT 818.2—2009 1Owk
      主要用途:額定電壓為0.66/1.14kV采煤機及類似設備用。  
 
      b) 采煤機屏蔽監視編織加強型橡套軟電纜,額定電壓0.66/1.14 kV,動力線芯3×50、地線芯1×25、控制線芯3×1.5、監視線芯3×1.5、帶半導電屏蔽層和編織加強層。
      表示為:MCPJB-O.66/1.14 3×50+1×25+3×1.5+3×1.5 MT 818.3—2009 u\;
      主要用途:額定電壓為0.66/1.14kV及以下采煤機及類似設備用電纜,可直接拖曳使用。  
        c) 采煤機金屬屏蔽橡套軟電纜,額定電壓0.66/1.14kV,動力線芯3×70、地線芯1×35、輔助線芯 1×35,帶金屬屏蔽層。
      表示為:MCPTJ-O.66/1.14 3×70+1×35+l×35 MT 818.4—2009
      主要用途:額定電壓為0.66/1.14kV及以下采煤機類似設備用。
 
      d) 煤礦用移動軟電纜,額定電壓0.38/0.66 kV,動力線芯3×25、地線芯1×16。
      表示為:MY-O.38/0.66 3×25+1×16 MT 818.5-2009 
      主要用途:額定電壓為0.38/0.66 kV各種井下移動采煤設備用。
 
      e) 煤礦用移動金屬屏蔽監視型橡套軟電纜,額定電壓3.6/6kV,動力線芯3×35、地線芯3×16/3、監視線芯3×2.5,帶金屬屏蔽層。
      表示為;MYPTJ-3.6/6 3×35+3×16/3+3×2.5 MT 818.6-2009
      主要用途:額定電壓為3.6/6kV的井下移動變壓器及類似高壓設備用。
 
 
      f) 煤礦用移動屏蔽橡套軟電纜,額定電壓為3.6/6kV,動力線芯3×25、地線芯1×16,帶半導電屏蔽層。
      表示為:MYP-3.6/6 3×25+1×l6 MT 818.7-2009
      主要用途:額定電壓為3.6/6kV的井下移動變壓器及類似高壓設備用。
 
      g) 煤礦用電鉆屏蔽橡套電纜,額定電壓0.3/0.5kV,動力線芯3×4、地線芯l×4,帶半導電屏蔽層。
      表示為:MZP-0.3/0.5 3×4+l×4 MT 818.8—2009
      主要用途:煤礦井下額定電壓為0.3/0.5kV及以下電鉆用。
 
      h) 煤礦用移動輕型橡套軟電纜,額定電壓0.3/0.5kV,絕緣線芯3×2.5,不帶屏蔽層。
      表示為:MYQ-0.3/0.5 3×2.5 MT 818.9—2009 
      主要用途:井下巷道照明、運輸機連鎖、控制與信號設備用。
 
      i) 煤礦用礦工帽燈線,絕緣線芯2×0.75。
      表示為:MM 2×0.75 MT 818.10—2009
      主要用途:用于各種酸、堿性礦燈用。三、橡套電纜的結構與性能
 
    橡套的電纜的主要結構為銅導體、橡皮絕緣層、橡皮護套層。輔助結構有填充、隔離、自承重等。  
 
    1.導體的概念:即是能夠讓電流順利通過的金屬載體材料。導體必須有良好的導電性能、物理機械性能、工藝性能和防腐性能。就導電性能來說,金屬依次為銀、銅、金、鋁、鎳、鋼、合金。但是由于金屬銀的價格昂貴,所以我們在電纜當中多采用銅絲,一般在20℃銅的電阻率為 0.0175 Ω · mm2/m。我們為了保證導體能夠充分的滿足電纜應有的性能,在電纜導體中我們多選擇無氧銅。氧的含量不大于0.03%,雜質總含量不大于0.05%,銅的純度大于99.95%的銅就叫無氧銅。無氧銅無氫脆現象,導電率高,加工性能、焊接性能、耐蝕性能和低溫性能都非常的良好。 
 
    2、絕緣的概念:所謂絕緣,就是用絕緣物質和材料把帶電體包住并封閉起來,以隔離帶電體或不同電位的導體,使電流按一定的通路流通。絕緣橡皮必須具有良好的介電性能、較高的絕緣電阻和耐壓強度、優良的物理機械性能,并具有一定的可塑性便于加工和柔軟性便于安裝使用。橡套電纜的絕緣材料早期選用的材料有天然膠(NR)、丁苯膠(SBR)、三元乙丙膠(EPR或EPDM)等。但是由于新標準規定絕緣材料一定要通過空氣彈測試,所以現在企業多用純三元乙丙膠或者氯化聚乙烯(CPE)與三元乙丙膠并用的材料來滿足標準的要求。
 
    3、護套的概念:電纜在安裝和使用過程中,為了防御外來因素的損傷,在絞合后的絕緣導線的外層包裹了特殊的保護層,這在電纜里通常叫護套層。因為電纜在安裝使用的過程中不可避免的會遭受到外力和環境因素的破壞,所以護套層必須具有良好的抗張強度、耐磨、抗撕裂、耐氣候、耐防腐等性能,并也要具有一定的可塑性便于加工和柔軟性便于安裝使用,橡套電纜的護套材料早期選用的材料有天然膠(NR)、丁苯膠(SBR)、三元乙丙膠(EPR或EPDM)、氯丁(CR)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM或CSPE)、氯化聚乙烯(CPE)等,現在由于為了滿足新標準工藝的規定,多數企業選用氯磺化聚乙烯橡膠(CSM或CSPE)和氯化聚乙烯(CPE)。
   
    除上述橡套電纜的主要結構之外,在標準規定或允許的范圍內,可以對橡套電纜進行填充(保持電纜的圓整度,節約材料成本)、隔離(防止電纜絕緣線芯與線芯、線芯與絕緣之間粘連)、自承重(添加鋼絲、纖維、麻線等,以滿足承受鋪設使用中電纜的自身重量)等輔助結構的添加。
    綜上可以看出,橡套電纜如要安全的安裝和使用,就必須滿足電纜的兩大性能:電氣性能和物理機械性能。而要滿足這兩大性能就必須選擇合適的橡膠,進行合理的配比,通過嚴格的加工,才能達到最終的合格產品。

四、橡套電纜的制造工藝
        1、橡膠、橡皮和橡套的區別
 
         在橡套電纜里一般橡膠指的就是原膠,比如天然、丁苯、乙丙、氯丁等的原膠統稱為橡膠,也稱生膠。橡皮是指以橡膠(生膠)為主體,經過配比加入各種輔助材料加工后經過壓延后的未硫化成品材料。橡套就是使用橡皮作為絕緣和護套經過硫化處理后的成品電纜的統稱。
 
        2、橡皮的組成
   
        橡皮是由幾大體系組合而成的,除生膠本身外還有幾大體系輔助材料,如填充補強體系、硫化體系、防護體系、增塑體系、特殊物質加入劑如顏色,芬芳劑等 。
        1)、填充補強體系:填充補強的目的是改進橡膠的定伸應力和抗破壞性能(如抗張強度、撕裂強度和耐磨性等),多以滑石粉、碳酸鈣、陶土、炭黑等為主要原料。
   
        2)、硫化體系:硫化是包覆絕緣層或護套層以后的一種處理方法、其目的就是讓輔助體系里的硫化體系發生作用,使橡膠永久交聯、增加彈性、減少塑性。硫化的名詞是因最早時間是用硫磺使橡膠交聯的故稱硫化,沿用至今 。因硫分子對于銅絲導體有腐蝕作用,所以現在選用硫化體系中多以無硫或少硫的硫化劑作為主體硫化劑,并針對不同的橡膠選用不同類型和份額的硫化劑+促進劑,以達到橡膠合理交聯(硫化)的目的。 
  
        3)、防護體系:橡套電纜在儲存、使用的過程中常受外界種種因素的(高溫、低溫、氧、臭氧、反復的機械應力等)作用,橡膠的分子結構發生變化,從而發生外表發粘、變脆、龜裂、失去光澤與變色以及物理機械性能的變化,逐漸失去優良的使用性能甚至喪失使用價值,這個過程就叫老化。為了阻止橡膠過早的老化,在橡皮加工過程中加入合適和適量的防老劑,抵御外界因素對于橡膠的影響,幫助橡套電纜在儲存、使用中延長老化的時間。 
 
        4)、增塑體系:橡皮在加入大量的填充補強物后,其本身的強度增加、硬度加大,而可塑性和流動性減小,這樣就造成橡皮在后期工藝難度增加。為了增強橡皮的可塑性和流動性,在橡皮的加工過程中加入適量的化合物或聚合物,通常它們不與橡皮起化學反應,和橡皮的相互作用主要是在升高溫度時的溶脹作用,從而改善橡皮的可塑性和流動性,確保后期加工工藝的正常。
 
        5)、特殊物質加入劑:如為了區分色譜的顏料,為了改善橡膠氣味的芬芳劑等。
 
        3、橡皮的加工
        橡皮是由生膠塑煉后加入其他的輔助配合體系,經過特殊設備(密煉機、開煉機)在一定的空間里混合、擠壓、剪切,以達到各材料分子均勻分布的一個過程。橡皮加工特性除了和配方的本身有關外,還和橡膠的門尼粘度有關,門尼粘度越大,強度越高,加工性能越差,反之則門尼粘度越低,加工性能越好,強度越低。
        塑煉:橡膠的塑煉的目的是改變橡膠的性能,提高膠料的塑性、流動性、黏性和橡膠的加工性能。隨著橡膠可塑性的增大,硫化橡皮的機械強度降低,永久變形增大,可塑性增大。一般塑煉好的橡膠在滾筒上拉 起薄薄的一層,看橡膠的均勻性,不能看到生粉,直到透明為止。   混煉:是將橡膠和配合劑在混煉設備上(密煉機、開煉機)混合均勻得到混煉膠和母煉膠的工藝。混煉的均勻度和揉合度直接影響到產品的加工性能和質量性能。橡膠混煉目的就是將已塑煉的膠料與其它配合劑相互混合滲和,使配合劑均勻分散在膠料中及配合劑在膠料硫化時,起到各種應有的作用。為使經過混煉后各種配合劑與膠料分散均勻,在加入配合劑的程序、輥距、溫度以及混煉時間,必須根據工藝規程要求操作,否則會影響膠料質量和擠出成型,以致造成產品質量事故。檢驗橡膠的混煉質量除了用一些測試手段以外,還可以用手拉薄橡皮,觀看到橡皮中是否有粒狀或者塊狀的物質存在,這樣就可以基本判斷到橡皮的加工均勻度的。
 
        4、橡皮加工的設備
        加壓式捏煉機:顧名思義是需要一定的壓力和溫度和時間才能保證膠料的均勻度和揉合度。加壓式捏煉機比開煉的動力大好多,從加工方式上來講,因為膠料是在密室里不外漏,那么相對的效果和時間都比開煉機要好的多。但是在加工的過程當中要是不注意加壓和翻轉膠料,有時候上半部分是混煉不到的.但加工安全性沒開煉機那么好,易出現燒焦.所以在加工的時候一定要按照工藝文件來執行操作。
 
 
        開煉機:開煉機的兩個輥筒有一定的速比的,一般都是1:1.2左右,這樣在膠料的混煉當中起到剪切揉合的作用。開煉機的輥距一般取6-8mm,輥距太大,膠料無法充分均勻,輥距太小,容易產生高熱量。開煉機基本都是速度慢的是前輥,所以一般操作工人是在前輥上進行操作,所以三角包在前輥打.但有些好的開煉機可以調整輥筒的轉速及速比,在生產某些橡膠時會選擇將前輥速度設定快點,因為有些橡膠易包輥速較快的輥筒.  
 
        濾橡機:為了保證絕緣的橡皮的電氣性能,需要對絕緣橡皮過濾橡膠和輔助材料中的雜質的。使用的一般是20目和40目的濾網,有些高壓制品需要使用到60目的濾網來加強橡膠的電氣性能。
 
        三輥棍壓延機:是保證成品橡皮的厚度的,基本厚度參照工廠的擠出設備來制定的。
 
        混煉膠注意事項:注意加料時間以及先后順序,煉膠時間和溫度按照工藝控制,特別是批量性的產品一定要注意不要遺漏加配料(小料),同時翻包(三角包、橫包)次數和薄通次數一定要執行規定。

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