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简介电线电缆常用绝缘和护套材料的优缺点
发布时间:2025-01-02 10:34:34   点击次数:684

电缆常用的绝缘材料主要包括以下几种:

 

聚氯乙烯(PVC):这是一种广泛使用的塑料绝缘材料,具有良好的机械性能、阻燃性和较低的制造成本。PVC绝缘电缆适用于低压系统,但其在高温和低温环境下的性能有限,且燃烧时会产生有毒气体。

优点

① 制造技术成熟PVC的制造和加工技术已经非常成熟,易于成型和加工制造。

② 成本效益:相比其他类型的线缆绝缘材料,PVC的成本较低。

③ 阻燃性能PVC具有非常良好的阻燃性能,易于达到各类标准规定的阻燃等级。

④ 机械物理性能PVC线材在表面色差、光哑度、印字、加工效率、软硬度、导体的附着力等方面均可作有效控制。

⑤ 电绝缘性能PVC树脂是一种极性较大的电介质,具有较好的电绝缘性能,适用于15kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘材料。

缺点

① 环保问题PVC含有大量氯元素,燃烧时会散发出大量浓烟,影响能见度,并产生一些致癌物质和HCl气体,对环境造成严重危害。

② 化学耐性:普通PVC绝缘耐酸碱、耐热油、耐有机溶剂性能较差,容易在特定环境中出现破损和开裂。

聚乙烯(PE)PE绝缘材料以其优异的电性能、耐潮湿性和耐寒性而著称,常用于电缆绝缘和户外电缆护套。

优点

① 耐低温性能:聚乙烯具有优良的耐低温性能,最低使用温度可达-70~-100℃。

② 化学稳定性:能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小。

③ 电绝缘性能:聚乙烯的电绝缘性能优良,适用于制作高频绝缘材料。

④ 轻质:聚乙烯比水轻,使用聚乙烯材料制作的电缆质量轻,便于搬运和安装。

⑤ 价格低廉:聚乙烯材料价格低廉,生产工艺简单,易于加工和制造。

缺点

① 耐热性差:聚乙烯的耐热性能较差,高温时会急速老化,接触火焰时易燃烧。

② 机械强度:聚乙烯的力学强度不如其他工程塑料,不能承受过高的压力和拉力。

③ 老化问题:聚乙烯容易受到紫外线和氧化的影响,老化速度较快。

 

交联聚乙烯(XLPE:这是一种通过化学或辐射方法交联的聚乙烯,具有更高的耐热性和机械强度。XLPE绝缘电缆广泛应用于中高压系统,因其良好的电气性能和安全性。

优点

① 耐热性能:交联聚乙烯具有优异的耐热性能,长期工作温度可达90℃,热寿命可达40年。

② 绝缘性能:保持PE原有的良好绝缘特性,绝缘电阻大,介质损耗角正切值小,且受温度影响不大。

③ 机械特性:硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性均有所提高,弥补了PE易受环境应力而龟裂的缺点。

④ 耐化学特性:具有较强的耐酸碱和耐油性,燃烧产物对环境危害小,满足消防安全要求。

⑤ 环保特性:在生产过程中无需交联,无污染,且“退役”后可以回收重复利用。

缺点

① 生产成本:交联聚乙烯的生产工艺相对复杂,设备占用空间大、能量消耗多、生产效率较低。

② 回收困难:虽然交联聚乙烯在“退役”后可以回收重复利用,但回收过程可能较为复杂和成本较高。

③ 空间电荷问题:在高压直流输电过程中,产生和积累的空间电荷是聚合物绝缘材料需要面对的重要问题,限制其在高压直流输电电缆中的应用。

 

橡胶绝缘:橡胶绝缘材料具有柔软性和弹性,适合频繁移动和弯曲的场合,如橡套软电缆。橡胶绝缘电缆通常用于移动设备和手持电器。

 

乙丙橡胶(EPR):这种绝缘材料具有优异的耐寒性和耐高温性,以及良好的环境适应性,已在欧洲和美国广泛使用。

优点

① 耐老化性能优异:乙丙橡胶具有出色的耐臭氧、耐日光、耐热、耐水蒸气、耐紫外线和耐辐射等老化性能。

② 耐化学药品特性强:对酸、碱、洗涤剂、动植物油、醇、酮等化学品具有良好的抵抗性。

③ 电绝缘性能好:乙丙橡胶具有优良的电绝缘性能,适用于制造电线电缆。

④ 适用温度范围广:能在极端温度下保持性能,适用于多种环境。

⑤ 阻燃特性:乙丙橡胶电缆具有阻燃特性,适用于要求阻燃的场所。

⑥ 良好的抗水性:适合用作海底电缆。

缺点

① 自粘性和互粘性差:由于分子结构中缺少活性基团,导致其自粘性和互粘性较差。

② 硫化速度慢:与一些其他橡胶相比,乙丙橡胶的硫化速度较慢,可能增加生产周期和成本。

③ 耐油性较差:对矿物油和烃类溶剂的抵抗力较弱,限制了其在某些领域的应用。

 

电缆护套是电缆的重要组成部分,用于保护电缆内部结构免受机械损伤、环境腐蚀等。

常见的电缆护套材料包括:

PVC(聚氯乙烯):这是一种成本较低、柔韧性好的材料,具有防火和防油特性。但是,PVC含有对环境和人体有害的物质,且在特殊环境中应用时存在一些问题。

 

PE(聚乙烯):聚乙烯因其优异的电绝缘性能和加工性能而被广泛使用。它可以是坚硬或柔韧的,具有良好的防潮性和耐候性。

 

PUR(聚氨酯):聚氨酯电缆具有耐油和耐磨的优点,广泛应用于工业机械设备和恶劣环境。

优点

① 耐磨性:聚氨酯材料具有出色的耐磨性,适用于高磨损的环境,如机器人电缆。

② 耐低温:聚氨酯电缆能在低温环境下保持稳定性,适用于航空航天等领域。

③ 耐油性:聚氨酯材料对矿物油和无酒精汽油有较好的抵抗性,适用于油污环境。

④ 化学稳定性:聚氨酯具有较好的耐化学性,能抵抗多种化学物质。

⑤ 机械强度:聚氨酯电缆具有高抗张强度和抗撕裂性,适用于需要较高机械强度的应用场景。

⑥ 使用寿命长:聚氨酯材料具有抗老化和耐候性,使用寿命长

缺点

① 价格较高:聚氨酯材料的生产成本较高,导致电线电缆的初期投资较高。

② 耐高温性能有限:聚氨酯材料在高温环境下性能会下降,不适用于极高温环境。

③ 易水解:聚氨酯材料耐水性差,长时间与水接触会发生水解,影响电缆的性能。

④ 修复困难:聚氨酯材料的修复难度较大,一旦损坏可能需要更换整个桥架段。

 

TPE/TPR(热塑性弹性体:这种材料具有优异的低温性能、耐化学性和耐油性,非常柔韧。

优点

① 环保无毒TPE材料通过欧盟检测标准,高温下不会产生异味,燃烧后只有淡淡的芳香味,对环境及设备无伤害。

② 触感柔软TPE材料具有优良的触感,表面质量优异,适合用于需要柔软触感的电线电缆。

③ 耐低温耐高温TPE材料具有优良的耐低温性和耐高温性,能够适应不同环境温度的要求。

④ 加工性能优越TPE材料可以使用一般的热塑性塑料成型机加工,如注塑成型、挤出成型等,加工效率高于橡胶。

⑤ 可回收利用TPE材料的边角废料和废品可以直接返回再利用,降低成本,减少环境污染。

⑥ 硬度范围广TPE材料具有广泛的硬度范围,可以根据不同需求调整硬度。

⑦ 优异的着色性TPE材料易于着色,可以满足不同颜色需求。

缺点

① 耐热性较差TPE材料的耐热性不如橡胶,随着温度上升物性下降幅度较大,适用范围受到限制。

② 压缩变形、弹回性和耐久性较差:与橡胶相比,TPE材料的压缩变形、弹回性和耐久性相对较差。

③ 价格较高TPE材料的价格往往高于同类的橡胶。

 

TPU(热塑性聚氨酯):TPU具有超强的耐磨性能,适用于海洋应用电缆、工业机器人电缆等。

优点

① 耐磨性TPU具有出色的耐磨性,这在电线电缆应用中尤为重要,可以延长产品的使用寿命。

② 弹性与韧性TPU具有良好的弹性和韧性,能够适应各种形变,并在外力作用下迅速恢复原状。

③ 耐低温TPU材料具有优异的耐寒性,在低温环境下仍能保持其性能稳定性。

④ 耐油性TPU材料本身具有耐油性,适用于需要接触油类的环境。

⑤ 环保无毒TPU在生产和使用过程中不会释放有害物质,符合环保要求,并且可以回收再利用。

⑥ 加工性能优异TPU可采用常见的热塑性材料加工方法进行加工,如注塑、挤出、压延等,有利于大规模生产和应用。

缺点

① 不耐强极性溶剂和强酸碱介质TPU在接触强极性溶剂和强酸碱介质时,可能会发生溶胀或溶解现象,导致材料性能下降甚至失效。

② 价格相对较高:与一些传统的材料相比,TPU的生产成本较高,导致市场价格相对较高,这可能在一定程度上限制了其在低成本领域的应用。

③ 颜色与外观受限:由于TPU材料的特殊性质,其颜色和外观的选择范围相对有限,虽然可以通过添加颜料或改变生产工艺来调整颜色和外观,但相比于其他材料,TPU的颜色和外观变化范围仍相对较小。

 

Thermoplastic CPE(氯化聚乙烯):通常用于恶劣环境,具有重量轻、坚硬、耐油性好、耐水性佳等特点。

 

陶瓷化硅橡胶:具有极佳的防火、阻燃特性,适用于需要防火的场所。


在选择电缆护套材料时,需要考虑使用环境的适应性、连接器的兼容性以及材料的环境影响等因素。


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