耐火特性,当人们要求电缆线路在发生火灾时能继续发挥作用,并且当电缆由于使用上的需要架设在高危区域的线路上时,电缆必须具备耐火性能。一旦遇上火警,此种耐火电缆仍能在一定时间内继续安全运行,为人员及设备的抢救提供电能。缆的耐火性能按使用要求不同,分一般耐火性能要求和特殊耐火性能要求。特殊耐火性能要求为:在对电缆撞击条件下进行1000% ,5min燃烧试验,火焰熄灭后继续撞击5min,同时用规定压力的高压水冲电缆,要求在整个试验过程中电缆能保持继续通电。
风电应用中使用的电缆一般应满足以下要求:
(1) 导线
为尽量提高柔曲性,推荐设计工程师只使用多股数的退火软铜线。在弯曲绕折类应用中,采用短的同心绞线构造;在扭转绕折类应用中,采用长的同心绞线构造。面积大于6mm2(10AWG)的导线要求使用复合绞线结构。
(2) 绝缘
为增加低温柔韧性,通常选择热塑性橡胶(TPE)、乙丙橡胶(EPR,一种EPM或EPDM)或硅橡胶(SiR)作为绝缘材料,以抵抗臭氧腐蚀和发热引起的老化。PVC/尼龙绝缘由于具有高电介强度也得到了广泛应用。
(3) 护套
电缆护套既可以是诸如聚(CPE)、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、氯磺化聚乙烯(CSPE)合成橡胶等热固性化合物;也可是类似TPE、TPE-PVC合金和聚亚安酯等热塑性化合物。这些材料都具有抗油、抗燃料、耐溶剂腐蚀等能力,并且在低温下具有出色的柔韧性。这种特性使其成为风电电缆的理想护套材料。
二十世纪五十年代,橡胶绝缘均采用天然胶和丁苯胶并用配方。由于绝缘橡皮直接与铜线接触,不能直接使用硫磺作硫化剂,电力电缆生产厂家,即使使用很少的硫磺也会使铜线发黑,所以不得不使用一些能够分解出游离硫的化合物,如促进剂TMTD、硫化剂VA-7,同时还要配合硫化促进剂来提高硫化速度和硫化程度,确保绝缘橡皮的物理机械性能和电气性能。但从绝缘橡皮的弹性、强力和变形性能角度来说,加有硫磺的橡皮是的(暂且不考虑铜丝发黑)。
实践证明:TMTD无法解决铜丝发黑问题。同时,电力电缆,绝缘橡皮会有各种颜色,其中的红、蓝、黄、绿、黑是基本颜色,这些颜色的出现会促使橡皮发粘和铜丝发黑。配方中的主要填充剂是轻质碳酸钙和滑石粉,但受价格因素影响,一些厂家为了降低成本,使用的是***碳酸钙和滑石粉。这些填充剂粒子粗、游离碱的含量大、杂质多,所以物理机械性能比较差,电性能不好,电力电缆***,还容易造成铜丝发黑。一些厂商用活性超细碳酸钙来提高绝缘橡皮的物理机械性能,电力电缆品牌,而活性钙多数是用硬脂酸来处理的,这种酸也是促使铜丝发黑的原因。硫化剂VA-7的使用,可以改善铜丝发黑,但由于硫化程度不够,橡皮的变形大,会造成橡皮发粘。特别是加入促进剂ZDC以后,提高了硫化速度,为了防止焦烧,还要加入促进剂DM来延缓焦烧时间。从促进剂ZDC的结构看,是在TETD结构中两个相连接的硫中间接上一个金属锌。
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