耐火电力电缆结构设计及生产工艺的

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1、耐火电力电缆结构设计及生产工艺的探讨刘群，刘艳芬，李德玲，沈淑明，袁亮(哈尔滨电缆厂，黑龙江哈尔滨150086）摘要：本文对额定电压0.6/1kV聚氯乙烯绝缘耐火电力电缆结构设计及生产制造工艺进行探讨，以提高产品生产质量及耐火试验性能。关键词：耐火电力电缆；工艺；结构；材料；性能；质量-3-中图分类号：TM247.1文献标识码：A文章编号：31-1392(2001)05-0024-03-3--3-1引言国外耐火电力电缆的开发研制是始于20世纪70年代，并以其较优良的防火耐燃烧，不延燃和在着火燃烧的情况下仍能维持一定时间正常通电运行的功能，广泛地被用于高层建筑、地铁、发电厂、核电站、隧

2、道等重要部门及公共场所，并正逐步向低烟、低毒、低卤或无烟无卤方向发展。我国耐火电缆开发虽然较晚，但发展迅猛，因国内耐火电力电缆尚无行业或国家统一的标准，而只有非矿物绝缘耐火电缆的各种企业标准，而只有非矿物绝缘火电缆出的均为符合IEC331或GB12666.6—90规定的B类耐火试验标准的产品，产品结构及生产工艺不统一，比较多样，而且处于本地区本企业摸索生产，电压等级也仅限于1kV及以下产品，多用于低电压线路和电器设备。本文主要针对目前国内生产耐火电缆的实际水平，并且根据哈尔滨电缆厂已开发研制的额定电压0.6/1kV聚氯乙烯绝缘耐火电力电缆，就结构设计和生产工艺上须注重的几个重要方面进

3、行分析，与同行进行探讨，以期开发更多的新型耐火电缆，从而提高耐火电缆的产品质量水平和耐火试验性能等级。2产品的结构设计2.1结构我厂研制生产了1~5芯的耐火电缆，本文以5芯耐火电缆为例进行阐述，其结构见图1。（图1）2.2材料的选用-3-(1)耐火层耐火电缆的结构与普通塑料电缆最主要的不同点就是在它的导体与绝缘层之间增加了一层耐火层；也有人主张在绝缘层外加耐火层，但是与前者相比，在经济、结构和应用等方面有较多缺点。通常耐火层主要采用云母带绕包而成。这种云母带是选用金云母纸、有机硅树脂粘合剂和无碱玻璃丝布，经涂胶、粘合和烘焙而制成的。具有这种耐火层结构的耐火电缆一般均可以通过GB126

4、66.6—90标准规定的B类耐火试验，即在750~800℃火焰中燃烧90min，在试样上施加额定电压，电缆不击穿，3A保险丝不熔断。若要达到A类耐火试验，即950～1000℃，供火时间90min，试样施加额定电压而不击穿，还需要在耐火层结构上的材料选用上和材料选用上加以研究。（2）绝缘和护套绝缘层及外护套采用绝缘用、护套用的阻燃型聚氯乙烯料挤包而成。（3）填充材料对于多芯耐火电缆，绝缘线芯成缆时，采用阻燃型玻璃纤维绳填充，并用阻燃型玻璃纤维带绕包，或将其作为有铠装电缆的内垫层。2.3设计的思路上述结构基本上能通过GB12666.6－90中B类耐火试验，但如何开发更经济、更有效和低成本

5、的产品，又能满足用户的要求。我们在结构设计和原材料选用上作以下几点的考虑及选择。（1）导体线芯因为铝导体不耐高温，所以生产耐火电缆时，选用铜芯形导体，并经绞合后紧压。圆形紧压导体与扇形导体相比有较多优点，在绕包耐火层时使云母带与导体结合紧密，有利于电场均匀分布，增强电缆绝缘的电气特性，同时可节约耐火云母带用量，降低成本。（2）耐火层耐火电缆的耐火特性及其质量的关键在于耐火层的云母带选择及云母带绕包工艺的质量。设计过程中，可以根据耐火电缆耐火特性要求而选择不同类型的绕包云母带[1，2]，这直接影响到耐火电缆试验类别。一般普通B类耐火试验，则必须采用合成云母带(即人工合成氟金云母带)。因

6、为合成云母带有较好的耐高温性能，但目前价格昂贵。另外耐火云母带国内各生产厂家质量参差不齐，玻璃丝布有单、双面两种增强，其价格有同，特别是粘合剂的选用影响着云母带，在生产过程中如有刮磨、挤压都易损坏云母带，使之开裂脱落，导致电缆的电性能和耐火性能下降，所以工艺制造时上下工序应特别注意。在绕包耐火层时，导电线芯截面大小同样会影响绕包工艺，生产中应正确选择云母带宽度、厚度，计算好搭盖率及调整好绕包角度，避免漏包、断带，减小缝隙、打褶。文献[3]中要求云母带搭盖率为50%，绕包两层但在实际生产中，实际层数与搭盖率之间是可以互为调整的，如果做得既省料又合格，既简单又高质量，那是最理想不过的。我

7、厂企业标准要求云母带交叉重叠绕包，搭盖率不得低于带宽的30%，层数不少于两层，绕包均匀平整，断带搭接的接头处不允许用带有挥发性物质的材料粘接。（3）绝缘层我厂采用了阻燃型聚氯乙烯为0.6/1kV耐火电缆主要绝缘料，这也是目前国内各生产厂广泛采用的，其相应的挤出工艺也是比较成熟的，但应该看到，今后研制的耐火电缆向低卤低烟、无卤无烟型方向发展[4]，即主绝缘材料选择不含卤素的混合物，如乙丙橡胶、交联聚乙烯等，这样电缆在燃烧时就可以不释放或少释放有害气体及烟雾，