|
优质超高温电线电缆简述及研制
随着我国某些特殊工业的发展，一种可应用于高温高速燃气流中(1000-1400℃) ，在1分钟内能正常工作的电缆，其需求量越来越大。我厂应使用单位的要求，于1996年初着手超高温电缆的研制、开发。
由于近年来，国内阻燃电缆、耐火电缆已发展到相当高的水平，而且工艺趋于成熟，各种耐火高温材料和阻燃材料日新月异，我们通过对阻燃技术和耐火技术的研究，并通过对各种阻燃材料和耐火材料的实验和选用，我们研制，开发出了超高问电缆。
超高温电缆是用在高可靠性场合，目前属一次性使用电缆，电缆有如下特点:
(1) 在高温1000--1400℃高速燃气流中，1分钟时间内能正常工作:
(2) 工作电压为交流1000Hz.60V或直流120V及以下;
(3) 适用于相对湿度为95%及以下。由于超高温电缆的使用具有其特殊性，本文将对电缆的结构设计、阻燃防火机理以及电缆的试验和检测作一简要的叙述。
2. 超高温电缆的结构设计
根据各类阻燃电缆的不同阻燃机理和耐火电缆的耐火机理，结合超高温电缆的使用特性，结合超离温电缆的使用特性，我们将超高温电缆的结构设计为如图1所示。
1、电缆
2、玻璃丝布带
3、隔热防火层
4、云母带
5、玻璃丝布带
6、阻燃PVC外护套
图1中 ，1为合格成品电缆，它可以是高温特控电缆，也可以是计算机控制电缆或其他电缆。图1中2-6构成超高温电缆的隔热耐火层，其中，3为隔热防火层，这一层也是超高温电缆的核心层，4和5组成超高温电缆的耐火层，6为超高温电缆的外护层。图1中，超高温电缆的2-6层虽然是根据阻燃电缆和耐火电缆而设计的，但每一层在超高温电缆中的作用与阻燃电级和耐火电缆中的作用不同，下面将详细进行叙述。
3 超高温电缆的阻燃和防火机制
根据图1中的电缆结构，下面将叙述超高温电缆隔热耐火层的作用及其原理。
3.1 超高温电缆阻燃外护层，是由阻燃PVC燃料挤包在电缆***外层，其作用是保护电缆内层，即电级在运输、贮存、敷设等过程中，电缆内层不致于遭到损坏。同时还可以起到延缓电缆在高温高速燃气流中电缆内部各层被迅速烧坏。阻燃护层在阻燃电缆中，除起保护电缆内部作用外，更重要的是阻止火焰沿电缆蔓延，这在电缆处于高温高速燃气流中起不到这种作用。
3.2超高温电缆耐火层，是由玻璃丝布带和云母带构成。其作用是阻挡火焰直接烧到电缆内层和起到一定的隔热效果。在高温高速燃气流中，这一层并不能阻挡热量向电缆内层辐射。对于耐火电缆而言，其云母带是直接绕在导体上，在火焰中，耐火电缆的云母绝缘层，在较长时间内的高温火焰中仍起到绝缘作用，从而使耐火电缆在高温火焰中仍能工作较长时间。这与耐火层在超高温电缆中所起的作用不同。
3.3 超高温电缆隔热防火层，是由含金属水合物的高分子聚合物组成。其原理是金属水合物的温度在250℃以上时，释放出大量结晶水，水吸热气化，从而使温度降低。同时气化的水蒸汽在高分子聚合物中形成无数气孔，即为聚合物发泡，发泡的高分子聚合物能起到有效阻挡热量向内进一步辐射的作用。这一层在超高温电缆中起到吸热降温、有效阻挡热辐射的作用。对于阻燃电缆，释放的结晶水吸热降温是为了延迟电缆的燃烧速度，同时，发泡状态的隔热层变成硬壳或碳化，阻碍了氧气的供给和可燃气体的流动，形成的水蒸气对可燃气体起稀释作用，并对烟粒起到明显的沉降作用，隔热防火层在低烟无卤阻燃电缆中得到较广泛的应用。
综合上面所述，超高温电缆的阻然防火机理为:电缆在高温高速燃气流中，当阻燃PVC护套被烧坏后，耐火层阻挡住火焰，这时高温高热向内层辐射，金属水合物在高温下，迅速释放出结晶水，吸收热量，使其降温，同时有效阻拦热量迅速向内辐射。从而在1分钟内保证内部电缆在正常工作温度下工作。
4. 超高温电缆的试制和检测
超高温电缆的关健是在高温高速燃气流中，保证内部成品电缆能在1分钟内正常工作。我厂在多次试验的基础上，根据超高温电缆的结构图1，做了四种不同规格的超高温电缆样品。
我厂对四种规格的超高温电缆的试验和检测结果如下:
(1) 对四种不同规格的超高温电缆样品取1.5M置于1000℃、 1200℃的喷灯火焰中， 60s时间内，内层电缆绝缘芯的温度和时间变化如表1。内层电缆的正常工作温度范围为-20℃-70℃;由表1的试验可以看出，在1分钟内， 超高温电缆的内层电缆是处在正常工作温度范围内。
(2) 高温火焰振动试脸:取表1中四种超高温电缆样品1.5m,将试样用支架水平地固定在振动台上，当振动台的振动频率达到50Hz,振幅为1.2mm时，在内层相邻两根成品电缆***外层绝缘线芯之间施加交流50Hz, 250V电压，同时将温度为1000℃、 1400℃的喷灯火焰对着试样进行喷烧，喷烧时间为60s,四种规格的电缆均不击穿。
(3) 对四种不同规格的超高温电缆，在1000℃-1400℃的火焰喷烧1分钟冷却至常温后进行检侧，这四种不同规格的芯线成品电缆均符合各自类电缆的相应标准要求。
5. 结论
从超高温电缆的试验和检测，以及我厂提供给用户的电缆的使用情况来看，超高温电缆完全适用于高温高速燃气流中(1000-1400℃)，时间在1分钟内工作。目前超高温电缆还属于一次性使用电缆，要使该电缆能多次重复使用，还有待于我们进一步的研制。
|
