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精彩论文:浅析优质柔性矿物质绝缘电缆的必备结构及性能

 吴工图书馆 2019-09-02

随着我们国家电力事业的发展,对于电线电缆的需求也日益加大,尤其是各类特种电缆产品,笔者今天要为大家介绍的柔性防火电缆就是现在电力事业设备器材中的重要组成部分。该产品具有很多的优良特性,在实际的应用中得到了大家的普遍认可,它达到国际上通用的电缆安全使用标准,连续长度长,不管是单芯,还是多芯电缆,单芯电缆截面可达1000mm2,多芯电缆截面可达240mm2;可以盘在电缆盘上,其弯曲半径≤20D,绝缘采用无机材料,燃烧时不会产生任何有害气体,更不会发生二次污染,称得上是环保绿色产品;电缆不仅载流量大,而且具有较大的过载能力。

对于柔性矿物质绝缘电缆,大家首先想到的就是两部标准:

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2014年住房和城乡建设部颁布的中华人民共和国建筑工业行业标准——JG/T 313-2014《额定电压0.6/1kV 及以下金属护套无机矿物绝缘电缆及终端》,此标准对柔性矿物质绝缘电缆材料的选用以及材料相应的结构参数做了明确的规定,对于柔性矿物质绝缘电缆后续的进步和发展有着指导的意义。

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2017年国家标委会和质监总局颁布的GB/T 34926-2017《额定电压0.61kV及以下云母带矿物绝缘波纹铜护套电缆及终端》,这个标准明确了金属护套是铜,并且带波纹,更加确定了柔性的定义。但是两部标准针对的主要是铜护套,那么对于金属铝护套的柔性矿物质绝缘防火电缆的规定只能是各个企业的企业标准,这就造成了目前市场对于柔性防火电缆的认知还不是很全面,导致尤其金属铝护套的柔性矿物质绝缘防火电缆在市场上千差万别,国家没有固定的标准去衡量它,只是参照不同的标准对他的性能进行检测,至于产品相应的结构参数、材料参数以及试验规范等均没有相应准确的国家标准。但是无论产品怎么变化,都必须符合:GB/T 19216-2003系列在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验,GB/T 19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则,BS:6387-2013在火焰条件下电缆线路完整性试验耐火试验方法,以及GB 31247-2014电缆及光缆燃烧性能分级等相关标准规定的要求,因此产品如果达到以下几点,柔性矿物质绝缘防火电缆(金属铝护套系列)的产品会更优。

绝缘为无机矿物质绝缘

电缆绝缘材料的选用,对于柔性矿物质绝缘防火电缆的电气性能、耐火性能至关重要。目前柔性矿物质绝缘防火电缆大多会采用合成云母带作为绝缘绕包层。如果该款电缆产品绝缘出现交联聚乙烯、聚乙烯、聚烯烃等塑料绝缘,那么在耐火效果上会大打折扣,同时参照执行的JG/T 313-2014和GB/T 34926-2017中对绝缘材料的选用也有明确的规定。同时随着电缆行业辅材的发展,也会出现耐火性能、绝缘性能更强的材料,但整体性能也应等于或优于以合成云母带为绝缘的无机矿物质材料。

合成云母是以氟离子代替羟基,在常压条件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工云母。合成云母带是将合成云母抄制成的云母纸为主要材料,再用粘合剂将玻璃布粘贴在一面或两面用云母带机制成的。将玻璃布粘贴在云母纸一面的叫做“单面带”,两面都粘贴的叫“双面带”。在制造过程中,将几个结构层次粘合在一起后,再经过炉子烘干,然后收卷,再分切成不同规格的带子。

云母带是一种高性能的云母绝缘制品,具有优良的耐高温性能和耐燃烧性能。粉云母带常态时具有良好的柔软性,适用于各种耐火电缆中主要耐火绝缘层。在遇明火燃烧时基本不存在有害烟雾的挥发,所以该产品用于电缆不但有效,而且很安全。据相关数据显示:合成云母带的熔点在1375℃以上,且不含结晶水。在常规无机矿物绝缘材料中,绝缘能达到阻燃A级的水平。据目前YTTW、RTTZ等产品市场使用的情况,绝缘材料的使用也得到很好的验证。

电缆应具备完整的金属扎纹护套

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柔性矿物质绝缘防火电缆的金属护套有着很重要的屏蔽和抗击穿保护作用,带有金属护套的柔性防火电缆其金属护套屏蔽层主要是对电磁进行屏蔽,使其内部不受外部的电磁干扰,而内部的电磁能量不轻易跑到外面去。能解决在电力输送过程中抗电磁干扰,保证电能输送。同时金属护套在正常情况下流过电容电流,短路时金属带可作为短路故障电流的回路,将击穿信号反映到配电的漏电保护系统中,及时报警。

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柔性矿物质绝缘防火电缆的金属护套也有很好的防火作用,铜的熔点是1000℃以上,铝的熔点660℃以上,其铝材还具备较好的导热传递和散热效果。在使用过程中无卤无毒、耐高温、耐腐蚀防爆。

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该电缆的金属护套还具备保护电缆免受机械损伤的功能,与常规电力电缆的铠装层起同等作用,且区别于钢带铠装绕包是柔性矿物质绝缘防火电缆采用氩弧焊接,其焊接强度为原有材质的80%,进一步增强了电缆的完整性。

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这里有提到金属扎纹护套,其中“扎纹”的功能就是柔性矿物质绝缘防火电缆中的“柔性”的意思,在电缆的制造工艺中对于扎纹的深度和节距必须做出严格的要求,以此满足电缆足够的弯曲性能。

防火电缆必须具备独立防火层

目前市场对于防火材料应用比较广泛的就是氢氧化铝和氢氧化镁,二者均为目前国内比较通用、燃烧性能稳定、燃烧质地稳定的高阻燃填充材料,其共同的特点是环境友好、阻燃、抑烟和填充功能,熔点范围均在(脱水以后2050℃-2800℃之间),二者PH值≤9。独立填充防火层的设立一般在金属护套之外,在这一层结构的设立上进一步明确了防火电缆的含义,是保证电缆在火灾环境下持续通电运行的重要保证。(重庆科宝电缆股份有限公司  黄美华)

(本文系节选,全文刊发于《电线电缆报》2019年第33期第3版)

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