架空绝缘电缆的选型分析
阅读：484发布时间：2016-7-26
低压电网改造工程已经启动，低压架空绝缘电缆可选用五种电缆料，选择哪一种好，看法不一。针对这种情况，从稳定提高电网工程质量，使之经得起历史考验原则出发，通过总结*研究经验，进行经济技术综合分析，提出在低压架空绝缘电缆中选用的聚乙烯如果不交联还不如选用耐候型聚氯乙烯好的结论。
3、低压架空绝缘电缆目前应耐侯型聚氯乙烯绝缘
三种低压架空绝缘电缆料从经济技术全面分析来看，交联聚乙烯在目前经济条件不十分宽裕情况下，用在特别重要场合比较合适。关于其它两种电缆料：耐候型聚氯乙烯和聚乙烯，建议目前应耐候型聚氯乙烯绝缘电缆料，其主要理由如下。
(1).耐侯型聚氯乙烯绝缘电线电缆已有30年架空运行的历史架空绝缘电缆与其它电缆电缆相比zui突出的特点是耐大气老化，这一点是一般电线电缆不具备的。大气老化因素很苛刻，zui主要因素是太阳光紫外线，其它因素有雨、雪、冰雹、风沙、高温、低温、烟雾、鸟粪、化学物质、树干枝叶摩擦、风力摇摆等机械外力。*暴露在太阳光下，紫外线对高分子材料破坏力很强，易出现分子链断开、表面变色和龟裂等现象。如不采取有效措施，高分子材料是很难抵抗大气因素常年累月侵袭破坏的。
耐大气老化性能如何，除了实验室内人工气候老化试验外，zui有信服力的是*架空敷设运行实践验证。在我国只有耐候型聚氯乙烯绝缘电缆架空敷设历史zui长，并且没有发现变色和龟裂现象，所以可放心使用。
机械工业部上海电缆研究所李养珠工程师早在60年代就从事电线电缆大气老化性能试验研究工作。她于1968年在哈尔滨太阳岛、齐齐哈尔市和海南岛等具有代表性地方，把各种颜色的聚氯乙烯绝缘电线电缆敷设在太阳光下，并一直定期观察测试，发现黑色聚氯乙烯绝缘电线耐候性，没有变色龟裂，敷设16年后的1984年，她编写了一份极有价值的"橡塑布电线定点运行试验研究报告"，并在《电线电缆》杂志上发表，为我国架空绝缘电缆正确选择材料提供了十分重要的实践根据。我们所从事的架空绝缘电缆的研究工作是在上述的试验研究工作成果的启发下进行的，特别是通过1983年去*考察后了解到日本OW型耐候型聚氯乙烯绝缘电缆的实际应用情况，使我们对耐候型聚氯乙烯绝缘电缆更增强了信心。我们在过去所开发的耐候型聚氯乙烯电缆料在配方上做了两点重大改进，都是针对提高耐大气老化性能而采取的，比文献到中所述的聚氯乙烯绝缘电线电缆耐大气老化性能更好。这种性能的提高标志着时代在进步。
聚乙烯存在着环境应力开裂问题，这是因为聚乙烯存在内应力，会随着使用环境条件变化而产生开裂现象。当采用熔融指数为2.0的聚乙烯作电缆护套时，在电缆弯曲半径较小，并接触到一些诸如洗涤剂、化学试剂、肥皂水等化学物质时，常会使护套发生开裂。为改善聚乙烯耐环境应力开裂性能，应采用熔融指数O.3以下，分子量分布不太宽的中密度聚乙烯。聚乙烯还有一个特点：在挤出时，熔融指数越大越易挤出，工艺温度宽，但不耐环境应力开裂;相反，熔融指数越小越不好挤出，表面易粗糙，但耐环境应力开裂性能优。所以，在选料时一定要严格按标准选用熔融指数小的聚乙烯，不能为了顺利挤出而选用熔融指数偏大的聚乙烯料，万一聚乙烯绝缘架空电缆表面出现环境应力开裂现象，将会严重损坏电网工程质量，影响极坏。
交联聚乙烯耐大气老化性能好。这是由于它的分子结构所决定的。由于交联过程把聚乙烯分子的线性状态通过交联剂搭桥变成了网状结构，大分子链间上下左右紧密联结在一起，增强了抵抗外力破坏的能力，再加上光屏蔽剂和抗氧剂等作用，我们就不再担心交联聚乙烯耐大气老化能力。
有人认为中高压电缆用交联聚乙烯，那么低压电缆用聚乙烯，这种认识是不妥的。因为高压电缆用的聚乙烯是交联聚乙烯，与聚乙烯有本质区别。聚乙烯除了存在耐环境应力开裂问题外，还存在不可忽视的机械强度低、软化温度低、受热易变形、阻燃性能不好等问题。
(2).聚氯乙烯比聚乙烯柔软、机械强度高、耐磨性好
低压电线电缆绝缘设计原则主要考虑绝缘的机械性能。我们所研究的对象是低压电网用电线电缆，机械性能好坏应是绝缘料性能的重点。然而聚氯乙烯比聚乙烯柔软、机械强度高、耐磨性好，从这点出发应聚氯乙烯。GB12527-90标准中规定，聚氯乙烯张强度为12.5MPa。抚顺塑料一厂聚氯乙烯电缆料抗张强度实测值达到20MPa左右。聚乙烯抗张强度在标准中规定10MPa，低于聚氯乙烯，实测值只有14MPa左右，比聚氯乙烯实测值低很多。在实际使用中电工都有明显感觉。在架设线路中.电缆在地上托时，聚氯乙烯电缆不易被托破和起毛，而聚乙烯则相反，容易被托破和起毛。在与金具接触承受压力以及树干枝叶接触摩擦时，聚氯乙烯由于机械强度高而不易被压坏和磨坏。平时我们用指甲在聚氯乙烯电缆表面不易划出沟痕，而聚乙烯由于强度低，很容易用指甲划出沟痕，这足以说明聚乙烯机械强度低。
(3).聚氯乙烯比聚乙烯阻燃性能好
聚氯乙烯燃烧时去掉火源后很快会自熄，而聚乙烯则不能，会继续燃烧下去，这是因为聚氯乙烯分子中含有卤族氯原子，所以能阻燃。据介绍东北某一农村低压电网不慎起火。火源扑灭后，绝缘电缆却继续漫延燃烧，烧坏了不少塑料大棚，引起了民事纠纷，经查绝缘电缆材料是聚乙烯。在聚乙烯中加阻燃剂是有一定难度的：一是提高成本，二是相容性差，降低绝缘性能。在GB12527-90标准中只对阻燃性能好的聚氯乙烯绝缘电缆规定了不延燃性要求，而对另两种阻燃性能不好的电缆(聚乙烯、交联聚乙烯)没有此项要求。这一点在修订标准时应予以考虑。
(4).聚氯乙烯比聚乙烯软化温度不，过教能力强
聚氯乙烯软化温度：160℃～180℃，过载能力比聚乙烯要强很多，聚乙烯软化温度：110℃～125℃。当电路过载时温度上升，聚乙烯首先软化变形，导致绝缘破坏，特别是在与金具接触以及其它受到压力的地方更容易蠕变而发生事故。
(5).关于绝缘性能
聚乙烯用到10kV以上中高压电缆中可更大发挥绝缘性能好的优点，而在1kV及以下低压电线电缆中聚氯乙烯绝缘能力是足够的，国内外1kV及以下低压电线电缆绝缘材料除橡皮外绝大多数是聚氯乙烯，而聚乙烯多用于通信电缆和中高压电缆。
(6).关于耐水性能
从塑料材料总体看，耐水性能(即不吸水性)都很好。但塑料分类中聚乙烯耐水性是*的。聚氯乙烯耐水性能虽然很好，但相比之下，不如聚乙烯。然而在几百伏的低压电网中聚氯乙烯的耐水性是足够的。这是因为低压架空绝缘电缆使用在空中，接触水的机会不多，就连经常接触潮湿和水的农用理地电缆(JB2171-85标准NLVV型)系列中都有聚氯乙烯绝缘电缆。难道用于低压架空的绝缘电缆还能怀疑聚氯乙烯绝缘的耐水性能吗?
(7).关于耐低温性能
聚乙烯的耐低温能力好于聚氯乙烯。但耐候型聚乙烯绝缘电缆在实际使用十多年过程中被证明能适应我国低温地区环境，在黑龙江省边境地区使用多年，很受欢迎，据反映从未发生低温脆裂现象。这是因为耐候型聚氯乙烯配方设计中已考虑到低温问题。采取技术措施后，它已不同于一般聚氯乙烯，而是经过外增塑改性的聚氯乙烯，所以能够适应我国北方低温环境需要，北方多年敷设实践也充分证明了这一点。
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