CN1293575C - 35kv xlpe绝缘低烟无卤a类阻燃电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层，绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电尼龙带层、金属屏蔽层、垫层、衬层和薄钢带防鼠铠装层及护套层；本发明的电缆的各项电气性能均满足GB-12706.3-91中最高电压等级26/35KV交联电缆的要求指标，阻燃性能满足GB-12666.5-90中最高阻燃级别-A类成束燃烧试验要求并且具有防鼠害功能。

Description

35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆
技术领域
本发明是关于一种阻燃电力电缆，更特别的是关于一种35KVXLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆。
背景技术
目前，为了防止电缆燃烧一般均采用聚氯乙烯加阻燃剂制造的护套来进行阻燃，但这种方法使电缆成本大幅度上升；另外，由于阻燃剂含有大量的卤素，高温时会产生大量有毒烟雾，污染环境，并且护套中加有阻燃剂使作为绝缘材料的电性能指标都有下降，致使电压等级下降，影响电缆的使用。
由于阻燃电缆在防止火灾蔓延，提高电气线路安全水平方面具有极其重要的作用，因此，电缆的阻燃化已成为线缆产品这几年的发展方向。阻燃电缆的品种从最早的聚氯乙烯绝缘及护套阻燃电缆逐渐发展出具有烟雾低、酸气少的低烟阻燃电缆，直至烟雾低、酸气微量的低烟无卤阻燃电缆品种。
低烟无卤阻燃电缆由于受到使用材料性能的限制，其阻燃性能很难令人满意，一般仅能达到GB-12666.5-90中的C类阻燃级别，而且电缆的电压等级一般也不能超过20KV。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能满足电缆使用的电气机械性能要求，又能具有良好的阻燃性能水平的绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆。
本发明的目的之二是提供一种电缆燃烧时烟雾发生量小，透光率80％以上，燃烧时释放出的卤酸气体量为零，并且具有防鼠害功能的XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆。
本发明的这些以及其它目的将通过下列详细说明来进一步描述和体现。
在本发明中，本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层，绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电尼龙带层、金属屏蔽层、垫层、衬层和防鼠铠装层及护套层，其中，防鼠铠装层为一层薄钢带。
进一步的，本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层，绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电尼龙带层、金属屏蔽层、垫层、衬层和防鼠铠装层及护套层，其中，防鼠铠装层为一层不锈钢薄钢带。
在本发明中，所述的防鼠铠装层不锈钢薄钢带以绕包形式卷缠在衬层上，重叠部分在5～15毫米之间，产品综合氧指数为28以上，绝缘层、绝缘屏蔽层和半导电尼龙带层综合氧指数为15～21，垫层的综合氧指数为32～50，护套的综合氧指数为35～45，卤素含量为零，金属屏蔽层由铜丝及铜带组成，垫层为高氧指数低氧无卤阻燃玻璃纤维布，垫层厚度为2.0～3.0毫米，护套厚度为2.3～3.0毫米。
本发明的产品在电缆外护层下重叠绕包了一层薄钢带，这样可在燃烧情况下使电缆护层受到的热量得到迅速分散，降低了起火的可能性。同时，这种钢带层可以使其内里的有机材料与其外面的火焰及助燃气体相隔离，有效地防止钢带层下大量的可燃烧物质产生燃烧，从而实现电缆阻燃的目的。另外，这层钢带绕层还可以防止敷设后的电缆受到老鼠的咬伤造成的线路停电事故。
本发明利用现有的电缆制造材料和工艺设备，通过合理的材料及结构组合，将35KV交联电缆的低烟无卤阻燃水平提高到A类，并提高了电缆防止鼠害的能力。
本发明的产品具有以下特点：
1、电缆的各项电气性能均满足GB-12706.3-91中最高电压等级26/35KV交联电缆的要求指标。
2、电缆的阻燃性能满足GB-12666.5-90中最高阻燃级别-A类成束燃烧试验要求。
3、电缆燃烧时烟雾发生量小，最差透光率也可达到80％。
4、电缆燃烧时释放出的卤酸气体量为零。
5、电缆具有防鼠害功能。
以下通过附图及其说明来进一步说明本发明。
附图说明
图1是本发明电缆的结构简视图。
具体实施方式
在图1中，符号1代表导体，符号2代表导体屏蔽层，符号3代表绝缘层，符号4代表绝缘屏蔽层，符号5代表半导电尼龙带层，符号6代表金属屏蔽层，符号7代表垫层，符号8代表衬层，符号9代表防鼠铠装层，符号10代表护套层。
本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层2，绝缘层3、绝缘屏蔽层4、半导电尼龙带层5、金属屏蔽层6、垫层7、衬层8和防鼠铠装层9及护套层10，其中，防鼠铠装层9为一层薄钢带。
进一步的，本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层2，绝缘层3、绝缘屏蔽层4、半导电尼龙带层5、金属屏蔽层6、垫层7、衬层8和防鼠铠装层9及护套层10，其中，防鼠铠装层9为一层不锈钢薄钢带。
本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，其中防鼠铠装层9不锈钢薄钢带以绕包形式卷缠在衬层8上，重叠部分在5～15毫米之间，产品的综合氧指数为28以上；绝缘层3、绝缘屏蔽层4和半导电尼龙带层5的综合氧指数为15～21，垫层7的综合氧指数为32～50，护套层10的综合氧指数为35～45，卤素含量为零；金属屏蔽层6由铜丝及铜带组成，垫层7为高氧指数低氧无卤阻燃玻璃纤维布，垫层7的厚度为2.0～3.0毫米，护套层10的厚度为2.3～3.5毫米。
本发明的交联聚乙烯(XLPE)绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，可以用现有的材料和工艺条件来制备。例如，中心导体1可以是铜或铝材，导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4可以是半导电塑料，绝缘层3为交联聚乙烯材料，半导电尼龙带层5可以由尼龙材料浸渍导电处理剂来制备，金属屏蔽层6由铜丝及铜带组成，垫层7为高氧指数低氧无卤阻燃玻璃纤维布，衬层8和护套层10为低烟无卤挤出聚烯烃材料，防鼠铠装层9为一层薄钢带，以上这些材料的选择均可以从现有技术中不花费创造性劳动而得知。
在制备时，除常规的条件外，垫层及护套挤包时，宜采用挤压或半挤压方式，挤包层要密实，断面不应有可见气孔，垫层的厚度控制在2.0～3.0毫米，最薄点不能低于1.6毫米，护套层的厚度控制在2.3～3.5毫米，最薄点不能低于2.3毫米，钢带宽度与绕包前直径相近，偏差不宜超过5毫米，钢带绕包的平整和重叠要严格控制，重叠部分宜控制在5～15毫米之间。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明范围。
例1：1×95mm226/35KV交联电缆
(1)、结构尺寸：
铜导体外径          11.6毫米
绝缘及屏蔽层厚度    12.5毫米
金属屏蔽层外径      39.1毫米
垫层厚度            2.8毫米
防鼠铠装层外径      46毫米
护套层厚度          3.2毫米
电缆外径            55毫米；
(2)、材料配比控制：
交联聚乙烯绝缘屏蔽   氧指数  17    卤素含量  0；
垫层                 氧指数  49    卤素含量  0；
外护套               氧指数  41    卤素含量  0；
电缆综合氧指数为     29；
(3)、电缆燃烧试验结果：
燃烧气体：
卤素气体含量(毫克/克)       0
PH 值                       6.57
电屏率(μs/mm)              0.95
烟浓度试验
最小透光率                  80％
A类成束燃烧
炭化部分所达到高度(毫米)    0.92。
例2：2×116mm226/35KV交联电缆
(1)、结构尺寸：
铜导体外径                6.8毫米
绝缘及屏蔽层厚度          14.5毫米
金属屏蔽层外径            41.1毫米
垫层厚度                  2.7毫米
防鼠铠装层外径            50毫米
护套层厚度                3.3毫米
电缆外径                  60毫米；
(2)、材料配比控制：
交联聚乙烯绝缘屏蔽   氧指数  19      卤素含量  0；
垫层                 氧指数  48      卤素含量  0；
外护套               氧指数  44      卤素含量  0；
电缆综合氧指数为     30；
(3)、电缆燃烧试验结果：
燃烧气体：
卤素气体含量(毫克/克)            0
PH 值                            6.67
电屏率(μs/mm)                   0.97
烟浓度试验
最小透光率                       80％
A类成束燃烧
炭化部分所达到高度(毫米)         0.94。
本发明的产品经国家电线电缆质量监督检验中心检测，所有的指标均达到或超过了国家标准，具体检测结果见附表一。
                                             表一
  试样型号和规格：DDZR-YJS53-26/35 1*95   检验编号：CT2001-0018
检验项目 标准要求 检验结果 单项判断
  电缆芯数*截面   1*95
  1.   结构尺
  1.1   导体材料导体单线根数 最小 15    根   铜19 √
  1.2   绝缘平均厚度绝缘最薄处厚度   最小 10.5   mm最小 9.35   mm   10.610.3 √
√
  1.3   内衬层最薄处厚度   最小 0.84   mm   2.70 √
  1.4   不锈钢铜带尺寸--厚度*宽度 mm 0.15*50
  1.5   护套平均厚度护套最薄处厚度               mm最小 1.64   mm   3.22.80 √
  1.6   电缆外径               mm   56.2
  2.   成品电缆表面标志标志间距离   标正确、字迹清楚；容易辨认、耐擦最大 500    mm   通过470 √√
  3.   电性能
  3.1   导体直流电阻(20℃)   最大 0.193Ωkm   0.189 √
3.2 常态下局部放电(1.5u0下) 最大 5      pC 4.8
  3.3   弯曲试验后的局部放(1.5u0下)   最大 5      pC   4.9
3.4 热循环试验后的局部放电(1.5u0下) 最大 5      pC 4.9
  3.5   介质损耗角正切(90℃，u0下)   最大 0.0010   0.0005 √
  3.6   冲击电压试验(250kv，正负极性各10次)随后的交流电压试验(65kv，15min)   不击穿不击穿   通过通过 √√
  3.7   4小时交流电压试验(104kv)   不击穿   通过 √
  4.   绝缘物理机械性能
  4.1   老化前抗张强度老化前断裂伸长率   最小 12.5   Nmm2最小 200    ％   20.8510 √√
  4.2   (135℃，7d空气箱老化后)老化前后抗张强度变化率老化前后断裂伸长率变化率 最大 ±25   ％最大 ±25   ％ +17+8 √√
4.3 (100℃，7d附加段老化后)老化前后抗张强度变化率老化前后断裂伸长率变化率 最大 ±25   ％最大 ±25   ％ -1-6 √√
  4.4   热延伸试验
  (200℃，15min，20Ncm2)--负载下伸长率--冷却后永久变形率 最大 175  ％最大 15   ％ 380 √√
  4.5   热收缩试验(130℃，1h)-收缩率 最大 4    ％ 0.5 √
  4.6   绝缘吸水试验--重量变化 最大 1    mgcm2 0.04 √
  5.   护套物理机械性能
  5.1   老化前抗张强度老化前断裂伸长率   最小 9.0  Nmm2最小 120  ％   14.9130 √√
  5.2   (100℃，7d空气箱老化后)老化前后抗张强度变化率老化前后断裂伸长率变化率 最大 ±25 ％最大 ±25 ％ +13-8 √√
  5.3   (100℃，7d附加段老化后)老化前后抗张强度变化率老化前后断裂伸长率变化率 最大 ±25 ％最大 ±25 ％ +19-8 √√
  5.4   氧指数   最小 38   ％   41 √
  5.4   氧指数   最小 38   ％   41 √
  5.5   护套卤素气体含量   最大 100   0 √
  5.6   护套--值--电导率   最小 2.5最大 30   6.570.95 √
  6.   电缆成束燃烧试验(A类)--炭化部分所达高度 最大 2.5  m 0.92 √
  7.   电缆烟浓度试验--最小透光率 最小 30  ％ 80 √
注：“√”表示该项目合格，“×”表示该项目不合格。

Claims (4)

1、一种35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，其特征在于自电缆中心导体往外，依次为导体屏蔽层，绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电尼龙带层、金属屏蔽层、垫层、衬层和防鼠铠装层及护套层，其中，防鼠铠装层为一层不锈钢薄钢带，不锈钢薄钢带以绕包形式卷缠在衬层上，重叠部分在5～15毫米之间，综合氧指数为28以上。
2、如权利要求1所述的35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，其特征在于绝缘层、绝缘屏蔽层和半导电尼龙带层综合氧指数为15～21，垫层的综合氧指数为32～50，护套的综合氧指数为40～45，卤素含量为零。
3、如权利要求1所述的35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，其特征在于金属屏蔽层由铜丝及铜带组成。
4、如权利要求1所述的35KV XLPE绝缘低烟无卤A类阻燃电力电缆，其特征在于垫层为高氧指数低氧无卤阻燃玻璃纤维布，垫层厚度为2.0～3.0毫米，护套厚度为2.3～3.0毫米。
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