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氟塑料电缆生产及其应用 - 无图版
交流学习 --- 2012-08-07 10:50:26
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氟塑料是对各种含氟聚合物的总称。是指含有氟原子的单体自聚或者与其他不含氟的材料共聚而成的聚合物。由于氟塑料有着优异的电气性能，热稳定性能和机械物理性能，因此适合用作电线电缆。为了便于大家能进一步对氟塑料电缆有所了解，对今后的工作有所帮助，现将氟塑料电缆及其市场应用情况作简略介绍。
二、氟塑料电缆的特点
相对于常见的聚乙烯聚氯乙烯电缆而言，氟塑料电缆有着如下突出的特点：
1、耐高温 氟塑料有着超乎寻常的热稳定性，使得氟塑料电缆能适应150~200度的高温环境，而常见的聚乙烯、聚氯乙烯电缆只适用于70~90度的工作环境。另外，在同等截面导体的条件下，氟塑料电缆可以传输更大的许用电流，这就大大提高了电缆的使用范围，由于这种独特的性能，氟塑料电缆常用于飞机、舰艇、高温炉以及电子设备的内部布线、引接线等。
2、阻燃性好 氟塑料的氧指数高，燃烧时火焰扩散范围小，产生的烟雾量少。用其制作的电缆适合对阻燃性要求严格的地方，例如计算机网络、地铁、车辆、高层建筑等公共场合，一旦发生火灾，人们可以有一定的时间疏离，而不被浓烟熏倒，争取到宝贵的救援时间。
3、电气性能优异 相对于聚乙烯而言，氟塑料的介电常数更低，因此，与同结构的同轴电缆相比较，氟塑料电缆的衰减更小，更适合于高频信号传输，当今电缆的使用频率越来越高已经成为潮流，同时又由于氟塑料能耐高温，所以常用作传输通信设备的内部接线、无线发射馈线与发射机之间的跳线和视频音频线。此外，氟塑料电缆的介电强度、绝缘电阻好，适合作重要仪表仪器的控制电缆。
4、机械化学性能完美 氟塑料的化学键能高，具有高度的稳定性，几乎不受温度变化的影响，有着优良的耐气候老化性能和机械强度；而且不受各种酸、碱和有机溶剂物影响，因此适用于环境气候变化大、有腐蚀性场合，如石化、炼油、油井仪器控制等。
5、利于焊接连线 在电子仪器中，有不少接线是采用焊接方法进行连接，由于一般塑料的熔融温度低，在高温时容易融化，需要熟练的焊接技术，而有些焊点必须要有一定的焊接时间，这也成为氟塑料电缆受到欢迎的原因，如通信设备和电子仪器的内部接线。
6、氟塑料原料的价格高、电缆生产难度大，因此生产成本高，销售价格自然也高，这也限制了产品的应用，然而，也正因为如此，使得竞争厂家少，需要使用氟塑料电缆的客户也就不会过于的计较价格因素了。
三、氟塑料电缆的种类和用途
有多种氟塑料可用作电缆绝缘。根据目前市场情况，常见的氟塑料电缆是氟-46（FEP）电缆。氟-46是聚全氟乙丙烯的简称，又称为FEP，是一种性能优异的氟塑料，最高连续工作温度可达200度，短时间使用温度可达260度，氧指数大于95 ，几乎不燃，而且介电常数小，介质损耗角正切低，电性能在相当宽的温度变化范围内几乎没有变化，而且它可以用类似聚乙烯挤出的方法来制作电缆，所以深受各方面的欢迎。
氟塑料电缆可以制成实芯绝缘两种形式，其中物理发泡氟塑料电缆在国外已有生产和使用，在国内尚在研制过程中，平时我们所说的氟塑料电缆通常指实芯氟塑料电缆。
氟塑料电缆有三种常见形式：单芯电缆、同轴电缆、多芯电缆
1、单芯电缆 或者称作高温电线，其结构是内导体为单根或多股铜线（镀锡铜线），导体外径为0.4~2.0MM，绝缘为氟塑料，绝缘层厚度在0.3~0.5MM，常用作航空导线、电子和电气设备布线以及特殊场合的照明线。
2、同轴电缆 内导体为单根或多股铜引（镀锡铜银铜线），直径为1.25~1.6MM，有三种绝缘形式：A、氟塑料绝缘，厚度为0.5~0.7MM，B、氟塑料发泡绝缘，厚度为2.5~3.0MM，C、氟塑料与聚乙烯组合绝缘，即内层用氟塑料绝缘，外层用聚乙烯绝缘，其中氟塑料的厚度为0.04~0.07MM。值得一提的是，氟塑料与聚乙烯组合绝缘的同轴电缆综合了产品的使用性能和材料成本的优点，值得大力推广。这类电缆常用作射频电缆和电子设备的连接线。
3、多芯电缆 将单芯电线或同轴电缆绞合在一起，便于为多芯电缆。其中有对绞的，也有非对绞的，分别用作工业计算机控制和自动化仪表仪器控制，对于特殊场合的五类、超五类电缆，数据传输、音频视频传输等，也采用这种氟塑料电缆。
应该指明的是，氟塑料电缆有不同的护套形式，通常在高温工作环境和特殊环境采用氟塑料护套，在只对电气性能有要求而环境温度一般时，则可用低烟卤阻燃PVC护套，这样可以大大降低生产成本，提高产品的市场竞争力。
四、市场运作方向
对于本厂市场信息而言，氟塑料电缆是现有产品的延伸。由于这种电缆优异的高频介电性能和耐热阻燃性能，它可用于计算机局域网络和射频信号传输，我们可以在同客户的接触中，了解客户是否有这方面的需求。按照美国的安全要求，采用PE或PVC绝缘的电缆安装于室内压通风层时，必须穿入金属管内敷设，而氟塑料电缆则可以直接安装，从而具有美观、安全、布线灵活等各种优点，这点可以在高档办公场所大显身手。属于这些产品有配电线、电话线、数据传输线等等。显然，电梯、火警控制电缆，更适合配用氟塑料电缆。
邮电部在1997年已制定了《数字局用射频同轴电缆》标准，该标准规定的电缆就是用氟塑料与聚乙烯组合绝缘，用作传输数字局内的布线，用于传输电话、数据、电视等通信业务或采用类似技术的其它通信设备中，因此，通信设备厂家和电子设备厂家是我们市场工作的重点。
除了用作高温导线、油井测井电缆外，氟塑料电缆已在工业自动化控制中得到越来越多的应用，在冶金、石化、电站等高温环境，用氟塑料电缆是种很好的选择。
此外，氟塑料电缆因其阻燃且燃烧时烟量少，可以广泛用于高层建筑、地下商场、隧道、宾馆、医院内的一般布线。
可见，氟塑料电线电缆的市场是广阔的，相信在大家的共同努力下，能发掘出更多的市场亮点。
dyh --- 2012-08-08 09:45:16
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2、故障情况
2008年3月20日夜间，山东某矿井下中央变电所2#高压配电开关发生短路跳闸故障，该高压开关带线路为240平方毫米铜芯交联聚乙烯电力电缆，中间有四个冷缩电缆中间接头，是变电所进线电缆，在变电所做好措施后用兆欧表判断为电缆故障。通过测寻定位，故障点锁定在井筒处第二个冷缩电缆中间接头，此接头于2001年电缆铺设安装时制作，并经耐压试验后投入运行，一直运行良好，事故的发生引起了相关部门领导的重视，要求分析事故，尽快查出原因。
3、原因分析
在深电电力设备发展有限公司技术人员的配合下很快找出了事故的原因所在，冷缩电缆接头，现场施工简单方便，其硅橡胶复合绝缘套管具有弹性，只要抽出内芯尼龙支撑条，可紧紧贴服在XLPE电缆上，不需要使用加热工具，克服了热缩材料的缺点(热缩附件没有弹性，在电缆运行时热胀冷缩的过程中，会与电缆本体之间出现间隙)。我矿在安装时广泛推广冷缩电缆中间接头新工艺，由于当时对该项新工艺的操作掌握也有不足之处，因而对该起故障很有必要进行认真分析，查找原因，从中吸取教训，采取措施，提高施工质量，确保电缆线路的安全运行。
我们知道，电缆接头的电场是一个畸变电场，造成电场畸变的主要原因是：做接头时，电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层、线芯都必须进行剥切，在电缆接头线芯和屏蔽层的切断处，会产生电应力集中现象，电场强度最大，是整个接头的薄弱环节。同时，现场条件较差，不可避免会侵入灰尘、气体、水分等杂 质。因而导致绝缘发生击穿的主要原因是什么还需进一步分析。
为便于分析，在现场将故障电缆中间接头锯掉，就地进行了解剖，发现
1) 电缆中间接头外观完好，没发现烧蚀空洞
2) 抛开外铠甲和防水胶带后发现里面有明显的碳化烟黑。
3) 将每一相冷缩硅橡胶绝缘套管剖开后，其中有两个电缆绝缘层表面有明显放电碳化通道，该通道从线芯一直到电缆硅橡胶复合绝缘套管外。由此可见，该电缆击穿是接头处绝缘表面放电造成的，说明冷缩套管与电缆绝缘表面结合处存在气隙、杂质形成的绝缘薄弱环节造成短路故障
众所周知，杂质、气隙、受潮是造成固体绝缘介质沿面放电的主要原因，所以可能导致冷缩接头绝缘击穿的原因有以下几方面，即制作工艺，敷设环境及外力破坏。
1) 制作工艺方面可能存在以下原因
(1) 剥切电缆半导体屏蔽层时，刀痕过深，使主绝缘层表面有伤痕，容易存在气隙。
(2) 电缆半导体屏蔽层剥切后，没有清除干净，其半导体残留在主绝缘层上，或清擦时没有遵循工艺要求，来回擦洗，留下隐患，产生闪络放电。
(3) 电缆线芯压接后，连接管压坑变形有尖端、棱角，造成电场畸变，局部场强集中，产生尖端放电。
(4) 冷缩硅橡胶套管是预制成型附件，必须与电缆截面相配套。做接头前如没有认真检查是否配套，事必造成收缩不紧密而不能保证界面压强，导致杂质侵入气隙或受潮。
(5) 制作该冷缩头时，硅橡胶绝缘套管收缩后，两端口未作任何密封处理，这是导致潮气侵入的重要原因。
(6) 制作冷缩接头时，因三相冷缩绝缘套管同在中心位置，由于不平整，包绕防水带中会有皱折，造成包缠不紧密，这也是导致接头进水受潮的重要原因之一。
(7) 半导体屏蔽切削尺寸不合适和铜屏蔽的恢复不到位是造成短路故障的主要原因。
2) 敷设环境及外力破坏
(1) 井下环境潮湿，大巷经常用水冲刷防尘
(2) 查阅资料和工作日志得知，此处电缆为配合矿质量标准化建设，进行过多次整改和起落
(3) 经过回忆，此电缆接头在放落地面过程中成被水泡过
综合以上分析，可以得出以下结论，由于电缆的起落搬迁和移动，可能造成电缆中间盒的损坏。大巷的冲刷以及水泡可使冷缩电缆中间接头或则电缆其它外护套破损处进水浸入到冷缩电缆中间接头中，再加上冷缩中间接头的制作工艺存在瑕疵，就造成了此次事故的发生
4、经验教训和处理对策
为吸取事故的教训，杜绝类似事故的发生，在今后的工作中还应做到：
1) 加强工作责任心，在搬迁移动电缆时一定要加强对电缆中间接头的保护，避免让其受力。
2) 对于可能淋水和水冲刷的地方要加以保护，避免淋水
3) 电缆落地要严禁水浸
4) 对电缆的制作要严格按照工艺要求去做
5) 电缆绝缘层剥切后，应用细砂纸仔细打磨主绝缘层表面，使其光滑无刀痕，无半导体残留点。清洗绝缘层必须用清洗溶剂从线芯向半导体屏蔽层方向，千万不能用接触过半导体屏蔽层的清洗纸清洗主绝缘层表面。
6) 线芯压接以后，应用锉刀、砂纸仔细地打磨以消除棱角和尖端，并注意金属粉屑不得残留在绝缘层表面上。
7) 在制作电缆接头过程中应特别注意保持清洁，同时应尽量缩短制作时间，电缆剥切后，在空气中暴露的时间越长，侵入杂质、水分、气体、灰尘等的可能性就越大，从而影响接头质量。因此要求在施工之前充分做好各项准备工作，保证制作时不间断，一气呵成。
8) 制作冷缩接头前要认真检查电缆附件与电缆是否配套，这样才能严格控制冷缩硅橡胶绝缘套管的过盈量，保证其有足够的握紧力，使界面接触紧密，没有气隙。
9) 分别在收缩后各相硅橡胶复合绝缘套管的两端口处包绕半导体自粘带。这样，既能使硅橡胶套管外半导体层与电缆外半导体屏蔽层良好接触，又能起到轴向防水防潮的作用。
10) 包绕自粘性防水带，是冷缩接头的防潮密封关键环节，包绕自粘性防水带前，要彻底的清洁和打磨电缆头两端的电缆外护套，然后再以半重叠法从接头一端起向另一端包绕，然后再从这一端反方向包绕到起始端，绕包两层。每层包缠后，要用双手依次紧握一遍，使之更好地粘合。包绕时一定要拉力适当，做到包缠紧密无缝隙。
11) 最后包绕铠甲时要适当加力，使之缠绕更紧密，以增加冷缩电缆中间街头的强度，从而防止外力的破坏。
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