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電線電纜網 > 電力電纜 > A類阻燃35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結構設計（完整版）

A類阻燃35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結構設計 - 無圖版

sunminbo --- 2007-10-24 10:32:37

1

寶勝集團有限公司 唐崇健 龐玉春邵懷國

摘要：本文介紹了A類阻燃35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結構設計情況，通過對試制出的ZRA-YJV 3×400mm2 、ZRA-YJLV 3×150mm2 、ZRA-YJV 3×120mm2三種電纜樣品按GB/T18380.3《成束電線電纜的燃燒試驗方法》標準中規(guī)定的A類要求進行阻燃性能試驗，其試驗結果均符合標準的要求，并且燒損量小。
關鍵詞：阻燃、交聯(lián)聚乙烯絕緣、電力電纜、高阻燃隔火層、試驗
1 前言
電線電纜的阻燃技術在我國已日趨 成熟，許多阻燃型電線電纜產品在建筑、冶金、石化、鐵路、電力、發(fā)（變）電等行業(yè)得到了大量的使用。為確保電力線路中的電線電纜設計和使用做到安全可靠、技術先進、經濟合理，防止電線電纜所引起的火災，減少電線電纜在火災中所造成的損失，上海電力公司率先規(guī)定今后在35kV電力線路中，無論是新設計的線路還是老線路的改造，當需要使用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜時，應采用阻燃型電纜，且電纜的阻燃性能要達到GB/T18380.3《成束電線電纜的燃燒試驗方法》標準中A類規(guī)定的要求。
由于35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜其結構和使用材料的特殊性，國內對此類電纜的阻燃技術的相關報道并不多，鑒于寶勝集團有限公司曾在1999年成功研制開發(fā)出B類35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙阻燃電力電纜這一技術優(yōu)勢，經和上海電力公司技術人員多次進行技術交流和電纜結構設計方案的論證，我們設計出兩種不同結構的35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣阻燃電力電纜，經對試制出的ZRA-YJV 3×400mm2 、ZRA-YJLV 3×150mm2 、ZRA-YJV 3×120mm2三種電纜樣品，按規(guī)定進行成束燃燒試驗，其阻燃性能均達到A類試驗的規(guī)定要求，并且燒損量小，試制出的ZRA-YJV 3×400mm2電纜得到上海電力公司市南供電公司的認可和使用。現(xiàn)本文就35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣A類阻燃電力電纜的結構設計和阻燃性能試驗情況作一介紹，以期推動該類電纜在電力線路中得到大量的使用。

sunminbo --- 2007-10-24 10:33:18

2

2 阻燃電纜的結構設計
多項研究成果表明，電纜在進行成束燃燒試驗時，如果電纜的絕緣層不被引燃，則通過成束燃燒試驗的可能性就越大，對于35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣阻燃電力電纜來說，如何確保在進行成束燃燒試驗的過程中，電纜的絕緣層不被引燃這一點顯得十分重要，因為，交聯(lián)聚乙烯材料的氧指數(shù)極低，明火極易引燃，一旦交聯(lián)聚乙烯絕緣材料被引燃，該材料將產生大量的熱量，從而使燃燒進一步加劇、溫度上升，最終導致阻燃試驗失敗。因此，對于35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣A類阻燃電力電纜的結構設計，我們主要考慮在兩個方面采取相關措施來滿足A類阻燃性能要求：一是電纜的填充材料采用阻燃材料、外護套采用阻燃或非阻燃材料；二是在電纜的絕緣線芯和外護套之間設計一層隔火阻燃層，隔火阻燃層主要起到保護絕緣層不被燃燒的目的。
2.1電纜樣品設計方案一
圖1 所示是ZRA-YJLV 3×150mm2電纜的結構示意圖，電纜的導體、導體屏蔽、XLPE絕緣、絕緣屏蔽、銅帶屏蔽、PVC外護套的結構設計、材料選用和普通YJLV 3×150mm2電纜相同，所不同的是，電纜的填充材料采用礦物紙繩，礦物紙繩屬無機材料，具有較好的阻燃性能，此外，在絕緣線芯和外護套之間設計了高阻燃隔火層，高阻燃隔火層由無紡布帶和XQT-3型高阻燃涂膠型玻璃布組成，無紡布起到包扎纜芯的作用，而用8層XQT-3型高阻燃涂膠玻璃布帶重疊繞包成高阻燃隔火層，重疊率控制在20∽30%之間。
XQT-3型高阻燃涂膠玻璃布帶主要性能見表1，它是由玻璃纖維布作基布，并在玻璃纖維布的表面浸涂金屬水合物阻燃膠類溶液加工而成，該材料遇明火后即分解成金屬氧化物和析出結晶水，金屬氧化物吸附在玻璃纖維布的表面能夠形成多孔狀的外殼，這種外殼對煙氣有一定的吸附作用，此外，析出的水份，不但起到降溫作用，而且對燃燒過程中的煙粒的沉降有顯著的效果。

表1 XQT-3型高阻燃涂膠玻璃布帶主要性能指標

序 號

項 目

指 標

1

定量g/m2

180∽200

2

厚度mm

0.18±0.02

3

寬度mm

根椐需要

4

強度（縱向）N/mm

≥300

5

氧指數(shù)OI

≥65

6

煙密度Dm(NF值)

≤100

7

燃燒釋放氣體
酸度pH
電導率μS/mm


≥4.3
≤10




sunminbo --- 2007-10-24 10:34:08

3

1- 鋁導體 2-導體屏蔽 3-XLPE絕緣層 4-絕緣屏蔽 5-銅帶屏蔽層 6-礦物紙繩填充
7-高阻燃隔火層（無紡布帶+XQT-3高阻燃涂膠玻璃布帶） 8—PVC外護套

2.2 電纜樣品設計方案二
圖2所示是ZRA-YJV 3×120mm2電纜的結構示意圖，電纜的導體、導體屏蔽、XLPE絕緣、絕緣屏蔽、銅帶屏蔽的結構設計、材料選用和普通YJV 3×120mm2電纜相同，所不同的是，電纜的填充采用阻燃PVC扇形填充條，其氧指數(shù)（OI）為30，在絕緣線芯和外護套之間仍然設計一層高阻燃隔火層，高阻燃隔火層由無紡布帶和XQT-3高阻燃涂膠玻璃布帶組成，XQT-3高阻燃涂膠玻璃布帶繞包層數(shù)為6層。


1-銅導體 2-導體屏蔽 3-XLPE絕緣層 4-絕緣屏蔽 5-銅帶屏蔽層 6-阻燃PVC扇形填充條
7-高阻燃隔火層（無紡布帶+XQT-3高阻燃涂膠玻璃布帶） 8—阻燃PVC外護套

2.3 電纜樣品設計方案三
對于ZRA-YJV 3×400mm2電纜的結構設計我們采用方案二的方法和要求。
3 阻燃電纜的成束燃燒試驗
經對所試制的三個電纜樣品按GB/T18380.3《成束電線電纜的燃燒試驗方法》標準的規(guī)定進行試驗，其試驗結果見表3。圖3、圖4、圖5分別描述了三個電纜試樣試驗后的燒損情況，在整個試驗過程中煙較小。

sunminbo --- 2007-10-24 10:34:45

4

表3 阻燃電纜成束燃燒試驗情況

試驗項目

單    位

35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣阻燃電力電纜試樣規(guī)格

3×150

3×120

3×400

電纜外徑

mm

95

91

115

試驗類別

 

A

非金屬材料含量

L/m

7

試樣根數(shù)

 

2

供火時間

min

40

合格判定

 

電纜焦化高度≤2.5m、明火熄滅后自熄時間≤60min

試驗結果

 

電纜外表面實際最大焦化高度為1.2m、明火熄滅后自熄時間為1.5min

電纜外表面實際最大焦化高度為0.7m、明火熄滅后自熄時間為1min

電纜外表面實際最大焦化高度為0.8、明火熄滅后自熄時間為1min



在進行ZRA-YJV 3×400mm2電纜燃燒試驗過程中，同時記錄了成束燃燒試驗箱內的溫度變化情況，試驗期間箱體內最高溫度為67℃，圖6是電纜燃燒試驗過程中溫度變化曲線。從對三個試樣試驗后的解剖情況看，雖然，電纜的外護套局部被燒穿，但電纜的內部絕緣線芯完好無損，相互之間不粘連，此外，高阻燃隔火層表面潮濕，并含有大量的水分，這些水分的產生主要是玻璃布包帶中的金屬氧化物遇火后分解所致，它對阻止電纜的進一步燃燒起到了關鍵性的作用。


圖3 ZRA-YJLV 3×150mm2電纜成束試驗燒損圖


圖4 ZRA-YJV 3×120mm2電纜成束試驗燒損圖


圖5 ZRA-YJV 3×240mm2電纜成束試驗燒損圖

4 結論
4.1 經過多次試驗得出，在35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的絕緣線芯和外護套之間采用XQT-3高阻燃涂膠玻璃布帶多層重疊繞包成高阻燃隔火層，同時電纜的填充和外護套采用本文設計方案一和設計方案二中規(guī)定的材料，能夠滿足電纜的A類阻燃要求。
4.2 本文所介紹的電纜結構設計合理，加工工藝簡單，制造成本略高于普通同型號規(guī)格的電纜，電纜外徑增加值小，且電纜的阻燃性能較好，因此該電纜是一種有發(fā)展前景的產品。

sunminbo --- 2007-10-24 10:35:21

5

為什么我圖片上不去?
YM666621 --- 2007-10-24 15:42:46

6

是個好東西，你可以做成壓縮文件上傳呀

飛刀 --- 2007-10-24 21:15:58

7

樓主，壓縮上傳
eighth --- 2007-10-25 10:00:47

8

是的，你這個資料花錢也值得啊
sunminbo --- 2007-10-26 07:50:07

9

好吧

zjgzyz --- 2008-11-26 22:57:27

10

0ddfdfdf
8390zhou --- 2008-11-27 12:06:07

11

現(xiàn)在阻燃電纜都這樣做
-- 結束 --