關(guān)于電線電纜絕緣及護(hù)套材料的技術(shù)研究

孫金祥 謝宇豪 楊航 楊宇軒 閔立偉

摘要：電線電纜是一種電能傳輸通道，主要作用是向設(shè)備系統(tǒng)提供電量，目前被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。本文重點(diǎn)闡述電線電纜絕緣護(hù)套的重要性及充分發(fā)揮該技術(shù)作用的方法，之所以要使用絕緣護(hù)套，原因是電線電纜的彈性在惡劣外界環(huán)境下容易達(dá)到極限，若是電線電纜突然斷裂，可能會(huì)對(duì)人們生命安全造成威脅。

關(guān)鍵詞：電線電纜;絕緣護(hù)套;保護(hù)技術(shù)

前言：我國(guó)電線電纜行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量相對(duì)較多，但因?yàn)榇嬖谕顿Y小且技術(shù)含量低等問(wèn)題，加上大部分企業(yè)缺乏安全防范意識(shí)，使得電線電纜絕緣護(hù)套應(yīng)用力度與相關(guān)材料研發(fā)力度比較低，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。為了增強(qiáng)電線電纜安全性，企業(yè)必須明確絕緣護(hù)套的重要性，積極開(kāi)發(fā)護(hù)套材料，同時(shí)加大資本支持。

一、電線電纜絕緣護(hù)套的重要性

在電線電纜生產(chǎn)制造資金比例中，絕緣護(hù)套占總材料成本的20%及以下，大多數(shù)企業(yè)因?yàn)檫@一點(diǎn)，忽視了護(hù)套質(zhì)量的重要性，沒(méi)有認(rèn)真選擇強(qiáng)度較高的護(hù)套制作材料，加上有關(guān)部門(mén)檢驗(yàn)寬松、消費(fèi)者選擇隨意等現(xiàn)象，使得電線電纜絕緣護(hù)套防護(hù)性較差，降低了電線電纜的應(yīng)用安全性。絕緣護(hù)套質(zhì)量直接決定了電線電纜的電氣絕緣性能、物理機(jī)械性能，其中后者又包括耐腐蝕性、耐燃燒性、環(huán)境適應(yīng)性等[1]。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，無(wú)論是按照哪一標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)電線電纜，與絕緣護(hù)套質(zhì)量有關(guān)的項(xiàng)目數(shù)都占據(jù)項(xiàng)目總數(shù)的一半以上，具體數(shù)據(jù)如表1所示：

分析表1可知，盡管絕緣護(hù)套及材料成本占電線電纜總生產(chǎn)成本的20%（或以下），但其直接影響了70%（或以上）成品質(zhì)量與性能，若是絕緣護(hù)套質(zhì)量不合格，那么這70%的成品質(zhì)量自然不符合安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，電線電纜生產(chǎn)制造企業(yè)必須明確護(hù)套及材料的重要性，致力于研發(fā)并應(yīng)用高質(zhì)量材料，以此提高護(hù)套的應(yīng)用性、增強(qiáng)電線電纜的安全性，有利于推動(dòng)企業(yè)加強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更多經(jīng)濟(jì)利益。

二、增強(qiáng)電線電纜絕緣護(hù)套實(shí)用性的方法

（一）采用新型復(fù)合材料

電線電纜在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，極易遭受外界惡劣環(huán)境或機(jī)械應(yīng)力的影響，若是護(hù)套質(zhì)量較差，防護(hù)性能便無(wú)法充分滿足電線電纜應(yīng)用安全要求，當(dāng)前使用范圍最廣的護(hù)套是由橡膠制成，存在老化過(guò)快、抗拉強(qiáng)度較小的問(wèn)題。電線電纜主要依靠橡膠護(hù)套與導(dǎo)體承重，在該時(shí)間與環(huán)境的雙重作用下，橡膠護(hù)套逐漸老化，出現(xiàn)整體龜裂、局部斷裂等現(xiàn)象，為了保證抗拉強(qiáng)度，電線電纜會(huì)將承載力轉(zhuǎn)移至導(dǎo)體，使得導(dǎo)體老化速度加快，若是發(fā)生電極化反應(yīng)，必然會(huì)引發(fā)用電事故。

對(duì)此，企業(yè)必須加大新型護(hù)套材料的研究開(kāi)發(fā)力度，結(jié)合安全、環(huán)境、性能等要求，充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出能夠有效替代橡膠護(hù)套的材料。某企業(yè)研究人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈努力，研發(fā)出聚氯乙烯丁腈復(fù)合物絕緣材料，其不僅具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐熱性、耐油性、抗老化性，還具有較高的抗張力強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，具體如表2所示，能夠有效增強(qiáng)電線電纜的絕緣性與安全性。

（二）針對(duì)不同電線電纜使用不同絕緣護(hù)套

若想切實(shí)增強(qiáng)電線電纜的安全性，企業(yè)還需要根據(jù)電線電纜的應(yīng)用環(huán)境選擇不同材料制成的絕緣護(hù)套，如此方能延長(zhǎng)電線電纜的使用壽命。第一，對(duì)于電壓在1kv及以下的電線電纜要使用聚氯乙烯材料，該材料制成的護(hù)套價(jià)格較低但性能較好，具有比重輕、耐油性與耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，若是在制造絕緣護(hù)套時(shí)添加了電壓穩(wěn)定劑，還能制作6kv電線電纜的護(hù)套。但由于聚氯乙烯中含有阻燃料，在燃燒時(shí)會(huì)釋放危害性較強(qiáng)的毒煙，故而不能應(yīng)用在含有乙醇、乙醛、甲醇、苯胺類(lèi)等化學(xué)元素的土質(zhì)環(huán)境中，不能應(yīng)用在對(duì)煙、毒要求較高的場(chǎng)所中，不能應(yīng)用在二硫化碳、三氯甲烷、冰醋酸等環(huán)境中[2]。

第二，若是想要在上述環(huán)境中提高絕緣護(hù)套的實(shí)用性，可以采用交聯(lián)聚乙烯制成的護(hù)套。該材料是由高分子交聯(lián)后產(chǎn)生的熱固性材料，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比重較輕、耐腐蝕與耐熱性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并且交聯(lián)聚乙烯中不含有阻燃料，在燃燒后不會(huì)產(chǎn)生有毒煙氣，因而當(dāng)下已經(jīng)成為高壓電線電纜絕緣護(hù)套的主要制造材料。需要企業(yè)注意的是，盡管該材料物理機(jī)械性能與電氣絕緣性能良好，但是對(duì)紫外線比較敏感，所以不可以應(yīng)用于能被紫外線直射的地方。

第三，相較于傳統(tǒng)的橡膠材料，乙丙橡膠料的抗老化能力較強(qiáng)，主要原因是其耐高溫性能強(qiáng)，不僅能夠在90度左右的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，還能適應(yīng)電線電纜短路時(shí)的高溫環(huán)境（250度）。該材料的耐寒性、耐臭氧、耐氧化、抗風(fēng)化、抵御光照直射等能力也十分良好，可以適應(yīng)不同的環(huán)境。除此之外，橡膠類(lèi)絕緣護(hù)套制作材料還有硅橡膠絕緣材料（甲基乙烯硅橡膠、高溫硫化硅橡膠），該材料抗撕裂能力、抗張強(qiáng)度、彎曲能力比較強(qiáng)。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，若想保證電線電纜應(yīng)用的安全性并延長(zhǎng)其使用壽命，企業(yè)必須增強(qiáng)其電氣絕緣性能與物理機(jī)械性能。對(duì)此，企業(yè)選擇質(zhì)量良好的絕緣護(hù)套，在充分發(fā)揮丁腈復(fù)合物等新材料的基礎(chǔ)上，加大護(hù)套材料研發(fā)力度，并保證按照施工要求開(kāi)展安裝工作，如此可有效強(qiáng)化電線電纜的承載能力，避免突然斷裂。

參考文獻(xiàn)：

[1]季偉，劉曉暉，劉皓.電線電纜絕緣高溫壓力試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的不確定度評(píng)定[J].檢驗(yàn)檢疫學(xué)刊，2017，27（02）：14-17.

[2]謝莉杰，吳啟震.基于matlab的電纜絕緣護(hù)套厚度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究，2015（03）：32-36.

作者簡(jiǎn)介：

孫金祥 性別：男 民族：漢 籍貫：河北省武邑縣 出生年月：1997年6月7日

謝宇豪 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省壽光縣 出生年月：1997年11月11日

楊航 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省新泰市 出生年月：1998年6月23日

楊宇軒 性別：女 民族：漢 籍貫：河北省秦皇島市 出生年月：1997年10月20日

閔立偉 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省臨沂市 出生年月：1997年9月1日