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[高新技術(shù)] 礦物絕緣電纜開發(fā)與應用
P:2006-08-19 17:08:50
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礦物絕緣電纜開發(fā)與應用
1，前言礦物絕緣電纜亦稱氧化鎂電纜，主要成分是電工銅、氧化鎂絕緣材料和金屬護套。將高導電率的銅導線嵌置在內(nèi)有緊密壓實的氧化鎂材料的無縫鋼管中即構(gòu)成安全性極高的礦物絕緣電纜。特殊需要時也可在金屬護套上擠包一層聚乙烯外護套。
礦物絕緣電纜在國外開發(fā)較早，生產(chǎn)已有半個世紀，使用遍及各個領(lǐng)域。國內(nèi)還是新課題，雖然近年來與國外合資的一些部門、企業(yè)和進口設(shè)備使用了這種電纜，但僅僅是開始。瑞士工程師Arnold Francois Borel于19世紀末最早提出礦物絕緣電纜的設(shè)想，1936年獲專利權(quán)。隨之法、英相繼正式投入生產(chǎn)，以后發(fā)展很快。英、法、意、加、澳、美、蘇、日等各主要國家都有大量的生產(chǎn)。國內(nèi)已從奧地利及意大利引進主要設(shè)備。哈爾濱電纜廠松雷特種電纜制造有限公司利用引進設(shè)備和國內(nèi)配套設(shè)備研制開發(fā)了該電纜產(chǎn)品及其附件生產(chǎn)線，注冊資金3900萬元，使之成為具有年生產(chǎn)能力1500公里的首家大規(guī)模礦物電纜專業(yè)生產(chǎn)廠家，填補了國內(nèi)空白。
2、電纜結(jié)構(gòu)
按照國外通常的分類，礦物絕緣電纜大致分為：配線電纜（Wiring Cable），加熱電纜及元件（Heating Cable and Heating Element），熱電耦電纜及補償電纜（Thermocouple Cable and Compensating Cable）以及特種電纜（Special Cable）等。
按照耐壓等級，礦物絕緣電纜分為重載電纜（1000伏級）和輕載電纜（600伏級）兩種。電纜芯數(shù)有1，2，3，4，7，12，19芯，1－4芯主要用于動力和照明，7芯以上主要用于控制和通訊。單芯電纜的導體最大制造截面積可達400mm2.。根據(jù)不同要求，電纜也可制成方形、扁行或中空型及其它不同形狀。電纜終端由金屬或熱塑材料制成。裸電線的長期使用溫度為250oC, 短時間或非常時期可接近銅的熔點1083oC。在具有侵蝕銅護套的化學性場合使用時，可以在銅護套外面擠包一層（不延燃的）PVC外護套。
電纜結(jié)構(gòu)(如圖1)
1) 電纜護套
2) 導電線芯
3) 絕緣材料
4) PVC護套 圖1
3、電纜特性
電纜全部由無機材料構(gòu)成，因而使它具有優(yōu)于其它任何類型電纜的某些特性，如:
1） 防火：銅和氧化鎂都是無機物，電纜不燃燒也不助燃，更不會產(chǎn)生毒性氣體，它通過了國際電工委員會IEC331的試驗；
2） 防爆：電纜中高度壓實的絕緣材料及專門密封套安裝的電纜終端可以阻止蒸汽、氣體和火焰進入與電纜連接的電氣設(shè)備，因而實用于有爆炸危險的地方和各種防爆設(shè)備、器材的連線；
3） 防水耐腐蝕：電纜的無縫金屬護套具有高耐腐蝕性，不透水、油和氣體，幾乎在所有的環(huán)境下，它不需要采取附加的防護措施，PVC護套只是在個別化學品腐蝕的場合才需要；
4） 耐輻照：由于用的是無機材料，具有有效的中子俘獲截面，并且保持很高的絕緣電阻，因而穩(wěn)定性好，適用于核電站和其它核設(shè)施方面的使用；
5） 載流大：在同等載流量情況下，該電纜直徑比傳統(tǒng)電纜截面小，而承受過載（電流）能量大；
6） 機械強度高：可經(jīng)受劇烈機械破壞，在電纜直徑變形三分之一的情況下仍可正常工作；
7） 載流大：銅芯銅套電纜實際正常連續(xù)使用溫度可達250oC, 在同等載流量情況下，電纜直徑比傳統(tǒng)電纜截面小，而承受過載（電流）能量大;
8） 安全可靠：不需要獨立的接地導線，電纜外護套與相線配合安裝已起到接地作用，提供極好的低接地電阻。由于金屬護套的強度和韌性，氧化鎂在電纜加工過程中又經(jīng)過高度壓縮，所以電纜在遭受彎曲、壓扁、扭轉(zhuǎn)等變形時芯線之間以及芯線與護套間的相對位置保持不變不會斷路。保證了電纜的穩(wěn)定性，工作中無需維護;
9）壽命長：電纜全部都是無機材料，不老化。其壽命按照銅護套的氧化腐蝕速率計算，護套氧化0.25 mm, 在250oC下需257年，在 400oC下需583年，而一般礦物絕緣電纜護套的厚度為0.34mm-1.03mm, 因此該電纜壽命長。作為加熱電纜, 加熱范圍廣泛、溫度均勻、控制方便。作為熱電偶電纜, 反映靈敏惰性小。它的耐溫及電氣性能均十分良好，在其熔點2800oC以下幾乎不起任何變化。
每根電纜都配有合適的終端，一個完整的終端由可以伸到接線盒內(nèi)起連接作用的壓蓋和防止潮氣侵入、保證恒定絕緣電阻的終端及相應的PVC套管組成。根據(jù)電纜的安裝方式和運行溫度，可以采用三種不同形式的終端材料，如下表：
最大工作溫度 密封料 墊片 絕緣套管
黃銅鍋 105oC CS 莫普倫 BT
185oC HT 聚四氟乙烯 PTEF
熱縮性端頭 125oC
電纜在安裝敷設(shè)時有專門的附件：1) 黃銅接地片，用于電纜護套接地;2) 銅帶（12 x 1mm）;3) 可調(diào)節(jié)的塑料安裝片;4) 黃銅鎖緊螺帽;5) "0"型墊片;6) 黃銅緊縮連接帽;7) 潤滑油;8) 用于特殊場合的PVC護套壓蓋;9) 直形接頭和安裝用樹脂;10) PVC外護套;11) 壓蓋。
4，結(jié)束語
由于礦物絕緣電纜具有以上特點，它已被國際電工委員會、美國電氣工程師學會、英國電氣工程師學會、德國勞氏船級社等許多國際權(quán)威組織、一些國家標準規(guī)范所認可，并優(yōu)先選用于重要電氣工程領(lǐng)域，如危險區(qū)域：機場、油庫、液化氣站、化工、煤礦、（核）電站、鋼鐵冶煉及造船等；高級重要公共設(shè)施：衛(wèi)星地面站、鐵路配線、報警、消防等；確保人身財產(chǎn)安全場所：歷史性建筑、飯店賓館、高層建筑、博物館、圖書館、銀行、醫(yī)院、保險、商場、科研機構(gòu)等。該電纜一旦敷設(shè)可永遠使用，從一次性投資來講，使用這種電纜是合算的。據(jù)統(tǒng)計，世界上每年由于電氣原因引起的火災約占全部火災的20－30％。我國的損失不會小于此數(shù)。由此可見，礦物絕緣電纜是現(xiàn)代工程電纜系統(tǒng)必不可少的組成部分。它將使我國石油平臺、核電站、石油化工及高層建筑達到國際標準的要求
管理員 獎勵 0 金幣，.15 聲望，于 2006-12-23 10:29:08
traveler - 導絲鉤；活令<排線器的> （0） 投訴
P:2007-05-10 22:36:08
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工藝過程可描述為三個環(huán)節(jié)：先將材料預處理，而后裝配纜坯，最后將纜坯拉制成成品。其技術(shù)路線以框圖表示如下：
預 處 理 | Þ | 纜坯裝配 | Þ | 纜坯拉制 | Þ | 成 品 |
拉制時，同時完成兩個過程：壓縮和延伸。首先將護套壓縮（護套稍有伸長），進而把絕緣材料緊壓；然后，當緊密度達到一定程度時，便開始包括線芯在內(nèi)的全過程拉制，即電纜外徑和導電線芯直徑成比例縮小，電纜整體變長。
demo - demonstration論證,表明,表征；實驗,示范 （0） 投訴
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