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電纜用高分子材料的電氣性能探討

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摘要:高分子材料的電氣性能是由高分子材料的內部結構所決定的,用于不同的電壓等級和使用環境的電纜在考核電纜用高分子材料的電氣性能時,應該有針對性地來進行參數指標考核。電線電纜用高分子材料有多種多樣的分類,可以分為聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、天然橡膠、氟塑料、丁苯橡膠、芳綸纖維等。電纜用高分子材料的耐熱等級、用途、加工形式、環保特性等性能都不同,可以分為多種種類。

關鍵詞:電纜;高分子材料;電氣性能;性能分析

隨著科學技術的不斷進步,越來越多的電線電纜用高分子材料出現在市場上,其性能多種多樣,應用范圍越來越廣,為電線電纜的迅猛發展提供了良好的基礎。為更好地做好高分子材料的性能和應用范圍的提高,對高分子材料的性能提出了更高的要求。電纜用高分子材料可以分為多種種類,可按電線電纜的交聯類型分類,還可以按照阻燃特性、發泡類型、環保特性、透明程度等進行分類。電線電纜的特性主要取決于線纜材料的性能,應該對線纜材料的性能提出更高的要求。應該正確的設計電線電纜的結構,正確的選擇材料來提高電線電纜的壽命和性能用途。

一、電線電纜用高分子材料的分類

1.按照電線電纜用高分子材料的成分來分類的話,可以將其分為EVA材料、聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、聚酰胺、天然橡膠、丁苯橡膠、硅橡膠、芳綸纖維等。

2.按照電纜用高分子材料的用途來分類,可以將其分為護套和絕緣兩大類。

3.按照電纜用高分子材料的交聯類型來分類,可以將其分為物理交聯、化學交聯、非交聯材料三類。

4.按照電纜用高分子材料的耐熱程度等級分類,可以分為70℃、80℃、90℃、105℃、125℃、150℃、200℃、250℃、260℃多種耐熱等級。

5.按照電纜用高分子材料的透明程度分類,可以分為非透明和透明兩類。

6.按照電纜用高分子材料的阻燃特性分類,可以分為非阻燃和阻燃兩類。

7.按照電線電纜用高分子材料的環保特性來分類,可分為非環保類和環保類。

8.按照電線電纜用高分子材料的發泡類型來分類,可以分為物理發泡、化學發泡、非發泡材料三大類。

9.按電線電纜用高分子材料的加工形式分類,可以將其分為推擠材料、熱擠材料、繞包燒結材料等。

二、電氣性能

高分子材料是制造護套和電線電纜極為重要的材料。而電絕緣性能是最基本、最重要的性能。點絕緣性能是在高場作用下由高分子運動所能表現出來的電導和介電現象。高聚物的介電性、耐電性和導電性可作為高聚物在電壓作用下的宏觀特性,將靜電現象和在熱、光、機械力等作用下表現出的電氣性能作為高聚物的微觀特性。

三、性能和用途

1.氟塑料:氟塑料按照化學成分可以分為聚四氟乙烯、交聯F40、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯等品種。所有的氟塑料均具有耐化學藥品、耐低溫高溫、高頻特性優異和電器絕緣性等特點,而且氟塑料還具備優異的低摩擦和非黏附性特性。更有多種氟塑料能耐各種化學藥品,不受各種堿、酸、有機溶劑或氧化劑影響。國內的氟產品公司主要以浙江巨化和上海三愛富為佳,國外的蘇威、日本大金、美國杜邦為佳。

2.電線電纜用軟聚氯乙烯塑料:電線電纜用軟聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為主要原料,加入穩定劑、增塑劑等助劑,經混合、塑化、成粒而制成的材料。到目前為止,電線電纜用軟聚氯乙烯塑料是使用最廣泛的電線電纜材料之一,它是一種混合物。

3.低煙無鹵阻燃電纜料:低煙無鹵阻燃電纜料是最近這些年研發成功并投入批量生產的電線電纜料。低煙無鹵阻燃電纜料是隨著人們對火災的逐步認識而加強安全所研制出來的電纜材料,這種材料提出了低煙阻燃的要求,從而能夠減少人們在火災中因為煙霧窒息死亡情況發生的幾率,從而能夠從現實生活中能夠保護到人們的安全。低煙無鹵阻燃電纜料是以乙丙橡膠或聚烯烴材料或者是聚氨酯等無鹵材料為基礎樹脂,加入了大量的抗氧劑、阻燃劑、潤滑劑等助劑加工生產而成。按照用途低煙無鹵阻燃電纜料可以分為護套料和絕緣料兩種材料。低煙無鹵阻燃電纜料具有耐高溫的特性,它的耐溫等級一般可達到90攝氏度,通過一定的加工程序,該材料的耐溫等級可達到150攝氏度。

4.聚四氟乙烯樹脂:聚四氟乙烯樹脂具有優異的耐熱性和耐化學藥品性。聚四氟乙烯樹脂是所有碳氟聚合物中耐熱性和耐化學藥品性最優的產品。本材料具有特殊的化學結構,所以性能較其他材料來說較好。在寬范圍的頻率內,損耗因數和介電常數穩定,在各種絕緣體中數值最小。PTFE屬于熱塑性樹脂,具有異常高的熔體粘度。一般的熱塑性樹脂的加工方法不可以使聚四氟乙烯樹脂成型,所以一般采用粉末黏合法方便加工。

5.聚全氟乙丙烯樹脂:聚全氟乙丙烯樹脂是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,它具有優良的溫度穩定性,在大幅度的溫度范圍內其特性保持不變,在寬范圍的溫度和頻率內,損耗因子和介電常數低且介電強度高。聚全氟乙丙烯樹脂具有很高的透明度,具有可見射線和紫外線的良好透射比,并且在所有的塑料中折射率最低。在氧指數高達95%以上的時候,它具有極高的阻燃性,并且對陽光和臭氧具有非常優良的耐候性,并在一定條件下具有優異的熱穩定性和較低的溶解粘性。綜上所述,在科技迅速發展的今天,制造電線電纜不僅要深入了解電線電纜的具體用途、使用要求,還要注重于電線電纜材料的電氣性能,使得電線電纜用高分子材料得到充分的利用。

參考文獻:

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[2]李維康,張翀,閆轟達,等.高壓直流電纜用交聯聚乙烯絕緣材料交聯特性及機理[J].高電壓技術,2017.

[3]林木松,郭坤,張晟,等.電纜絕緣聚合物材料的老化成因機理及其研究[J].高分子材料科學與工程,2017.

[4]王聰,曲波.建筑構造中阻燃和耐火電纜的特性及使用分析[J].建筑工程技術與設計,2017.

作者:曹秉營;曹德利;劉鯤鵬 單位:山東華能線纜有限公司

電子元件與材料雜志責任編輯:張雨    閱讀:人次
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