屏蔽型橡套軟電纜用半導(dǎo)電填充材料的探討

廉 果， 李明珍， 董振園， 牛方輝

(江蘇亨通電力電纜有限公司，江蘇吳江215234)

0 引言

橡皮絕緣電線電纜經(jīng)歷了上百年的發(fā)展歷史，它是電線電纜中歷史最為悠久的品種之一。橡皮絕緣電線電纜具有優(yōu)良的電氣絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性，特別是以其它電線電纜無法比擬的柔軟性和較好的物理性能而得到廣泛的應(yīng)用。

隨著合成橡膠在電線電纜工業(yè)中的推廣應(yīng)用，橡皮絕緣電線電纜的性能大為改善，除具有天然橡膠的固有優(yōu)點(diǎn)外，又增加了耐油性、阻燃性、耐寒性、耐熱性等各種優(yōu)良的性能，從而使橡皮絕緣電線電纜的品種更加豐富，應(yīng)用范圍更加廣闊。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，中低壓屏蔽型橡套軟電纜也越來越多地應(yīng)用于電氣化工業(yè)中。

1 橡套電纜屏蔽層的作用

電纜結(jié)構(gòu)上的屏蔽層是一種改善電場(chǎng)分布的措施。電纜導(dǎo)體由多根導(dǎo)線絞合而成，它與絕緣層之間易形成氣隙，導(dǎo)體表面不光滑，會(huì)造成電場(chǎng)集中。在導(dǎo)體表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的導(dǎo)體等電位并與絕緣層良好接觸，從而避免在導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為內(nèi)屏蔽層;同樣在絕緣表面和護(hù)套接觸處也可能存在間隙，是引起局部放電的因素，故在絕緣層表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸，與金屬護(hù)套等電位，從而避免在絕緣層與護(hù)套之間發(fā)生局部放電，這一層屏蔽為外屏蔽層。沒有金屬護(hù)套的擠包絕緣電纜，除半導(dǎo)電屏蔽層外，還要增加用銅帶或銅絲繞包的金屬屏蔽層，金屬屏蔽層的作用是在正常運(yùn)行時(shí)通過電容電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，作為短路電流的通道，同時(shí)也起到屏蔽電場(chǎng)的作用。可見，如果電纜中這層外半導(dǎo)電層和銅屏蔽不存在，三芯電纜中芯與芯之間發(fā)生絕緣擊穿的可能性非常大。

2 填充的目的

普通橡套軟電纜填充的目的是:使纜芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保持電纜的圓整性;用低成本的填充材料替代價(jià)格較貴的護(hù)套材料;多芯結(jié)構(gòu)的電纜中心墊芯還起到機(jī)械緩沖作用，增強(qiáng)電纜的抗沖擊和擠壓性能。

屏蔽型橡套軟電纜填充的目的除了以上幾個(gè)方面，填充采用半導(dǎo)體材料，還有均衡電位的作用，就是把所有屏蔽層相互作良好的導(dǎo)電性連接，并與接地系統(tǒng)連通，在一條線路上的電壓差近乎等于0，也就是沒有電壓降，電壓相同。這樣對(duì)改善電位均衡性具有顯著作用，從而避免在雷擊放電或感應(yīng)過電壓時(shí)，由于地電位的提高而引起設(shè)備損壞。

3 幾種填充材料

普通橡套軟電纜的填充材料一般采用橡皮條、棉、麻繩、聚丙烯彈性索等，這些材料在工藝上各有利弊，并不適用于屏蔽型橡套軟電纜，但這些材料和半導(dǎo)電橡皮混合使用，不但可用作屏蔽型橡套軟電纜的填充，而且還有效地降低了成本。下面就介紹幾種適用于屏蔽型橡套軟電纜的填充材料。

(1)半導(dǎo)電橡皮條。采用半導(dǎo)電橡皮條填充對(duì)屏蔽型橡套電纜來說是最好的方式，它既不影響電纜的絕緣性能，又可達(dá)到填充的目的，還能對(duì)線芯間屏蔽層相互作良好的導(dǎo)電性連接，但有些生產(chǎn)廠家提出半導(dǎo)電橡皮條在擠橡機(jī)上難以大長(zhǎng)度擠出成型，經(jīng)常未進(jìn)入水冷卻系統(tǒng)就斷成數(shù)條小段。這主要是因?yàn)榘雽?dǎo)電橡皮條在硫化管內(nèi)還未充分硫化，抗張強(qiáng)度較小，由于牽引的拉力和自身重力，導(dǎo)致在擠出過程中易斷，若在擠半導(dǎo)電橡皮條時(shí)加一根加強(qiáng)繩，就可解決半導(dǎo)電橡皮條擠出易斷問題。此外，半導(dǎo)電橡皮比橡皮填充料貴很多，若填充條全部采用半導(dǎo)電橡皮材料，則成本增加較多。可采用橡皮填充料加半導(dǎo)電橡皮，即填充條內(nèi)層采用橡皮填充材料，外層采用一定厚度的半導(dǎo)電橡皮，雙層共擠方式擠出。使用此填充條，既能滿足屏蔽型橡套軟電纜的性能要求，屏蔽層表面接觸仍導(dǎo)通，材料成本又大大降低。

(2)半導(dǎo)電橡皮條包覆棉、麻繩。棉、麻繩柔軟，成纜時(shí)隨形性好，填充充實(shí)，可以保持成纜圓整。屏蔽型橡套軟電纜可采用棉、麻繩擠包半導(dǎo)電橡皮，但弊端是棉、麻繩在硫化過程中易進(jìn)水或吸潮氣，影響電纜的電氣絕緣性能。

(3)半導(dǎo)電橡皮條包覆聚丙烯彈性索。聚丙烯彈性索柔軟、體輕，成纜的圓整度好，填充緊實(shí)。屏蔽型橡套軟電纜可采用聚丙烯彈性索擠包半導(dǎo)電橡皮，但聚丙烯彈性索耐高溫性不佳，在擠包半導(dǎo)電橡皮時(shí)易融化、斷裂，造成加工困難，影響生產(chǎn)效率。

各生產(chǎn)廠家可以結(jié)合自身的工藝水平和生產(chǎn)狀況，來選取最適合本公司屏蔽型橡套軟電纜的填充方式和材料。

4 結(jié)束語

通過對(duì)屏蔽型橡套軟電纜填充材料的改進(jìn)，不僅可以把纜芯所有屏蔽層相互作良好的導(dǎo)電性連接，與接地系統(tǒng)連通，起均衡電位的作用，還能使纜芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保持電纜的圓整性，同時(shí)，幾種材料的混合使用，在保證電纜品質(zhì)的情況下，有效地降低了成本。