關于電線電纜絕緣及護套材料的技術研究

孫金祥 謝宇豪 楊航 楊宇軒 閔立偉

摘要：電線電纜是一種電能傳輸通道，主要作用是向設備系統提供電量，目前被廣泛應用于各種機械設備。本文重點闡述電線電纜絕緣護套的重要性及充分發揮該技術作用的方法，之所以要使用絕緣護套，原因是電線電纜的彈性在惡劣外界環境下容易達到極限，若是電線電纜突然斷裂，可能會對人們生命安全造成威脅。

關鍵詞：電線電纜;絕緣護套;保護技術

前言：我國電線電纜行業內生產企業數量相對較多，但因為存在投資小且技術含量低等問題，加上大部分企業缺乏安全防范意識，使得電線電纜絕緣護套應用力度與相關材料研發力度比較低，降低了產品的質量與安全。為了增強電線電纜安全性，企業必須明確絕緣護套的重要性，積極開發護套材料，同時加大資本支持。

一、電線電纜絕緣護套的重要性

在電線電纜生產制造資金比例中，絕緣護套占總材料成本的20%及以下，大多數企業因為這一點，忽視了護套質量的重要性，沒有認真選擇強度較高的護套制作材料，加上有關部門檢驗寬松、消費者選擇隨意等現象，使得電線電纜絕緣護套防護性較差，降低了電線電纜的應用安全性。絕緣護套質量直接決定了電線電纜的電氣絕緣性能、物理機械性能，其中后者又包括耐腐蝕性、耐燃燒性、環境適應性等[1]。據相關調查顯示，無論是按照哪一標準生產電線電纜，與絕緣護套質量有關的項目數都占據項目總數的一半以上，具體數據如表1所示：

分析表1可知，盡管絕緣護套及材料成本占電線電纜總生產成本的20%（或以下），但其直接影響了70%（或以上）成品質量與性能，若是絕緣護套質量不合格，那么這70%的成品質量自然不符合安全標準。因此，電線電纜生產制造企業必須明確護套及材料的重要性，致力于研發并應用高質量材料，以此提高護套的應用性、增強電線電纜的安全性，有利于推動企業加強自身市場競爭力，獲得更多經濟利益。

二、增強電線電纜絕緣護套實用性的方法

（一）采用新型復合材料

電線電纜在實際應用過程中，極易遭受外界惡劣環境或機械應力的影響，若是護套質量較差，防護性能便無法充分滿足電線電纜應用安全要求，當前使用范圍最廣的護套是由橡膠制成，存在老化過快、抗拉強度較小的問題。電線電纜主要依靠橡膠護套與導體承重，在該時間與環境的雙重作用下，橡膠護套逐漸老化，出現整體龜裂、局部斷裂等現象，為了保證抗拉強度，電線電纜會將承載力轉移至導體，使得導體老化速度加快，若是發生電極化反應，必然會引發用電事故。

對此，企業必須加大新型護套材料的研究開發力度，結合安全、環境、性能等要求，充分發揮現代科學技術的優勢，開發出能夠有效替代橡膠護套的材料。某企業研究人員經過長期不懈努力，研發出聚氯乙烯丁腈復合物絕緣材料，其不僅具有較強的耐腐蝕性、耐熱性、耐油性、抗老化性，還具有較高的抗張力強度、斷裂伸長率，具體如表2所示，能夠有效增強電線電纜的絕緣性與安全性。

（二）針對不同電線電纜使用不同絕緣護套

若想切實增強電線電纜的安全性，企業還需要根據電線電纜的應用環境選擇不同材料制成的絕緣護套，如此方能延長電線電纜的使用壽命。第一，對于電壓在1kv及以下的電線電纜要使用聚氯乙烯材料，該材料制成的護套價格較低但性能較好，具有比重輕、耐油性與耐腐蝕性強的優點，若是在制造絕緣護套時添加了電壓穩定劑，還能制作6kv電線電纜的護套。但由于聚氯乙烯中含有阻燃料，在燃燒時會釋放危害性較強的毒煙，故而不能應用在含有乙醇、乙醛、甲醇、苯胺類等化學元素的土質環境中，不能應用在對煙、毒要求較高的場所中，不能應用在二硫化碳、三氯甲烷、冰醋酸等環境中[2]。

第二，若是想要在上述環境中提高絕緣護套的實用性，可以采用交聯聚乙烯制成的護套。該材料是由高分子交聯后產生的熱固性材料，具有結構簡單、比重較輕、耐腐蝕與耐熱性強的優點，并且交聯聚乙烯中不含有阻燃料，在燃燒后不會產生有毒煙氣，因而當下已經成為高壓電線電纜絕緣護套的主要制造材料。需要企業注意的是，盡管該材料物理機械性能與電氣絕緣性能良好，但是對紫外線比較敏感，所以不可以應用于能被紫外線直射的地方。

第三，相較于傳統的橡膠材料，乙丙橡膠料的抗老化能力較強，主要原因是其耐高溫性能強，不僅能夠在90度左右的環境下長期工作，還能適應電線電纜短路時的高溫環境（250度）。該材料的耐寒性、耐臭氧、耐氧化、抗風化、抵御光照直射等能力也十分良好，可以適應不同的環境。除此之外，橡膠類絕緣護套制作材料還有硅橡膠絕緣材料（甲基乙烯硅橡膠、高溫硫化硅橡膠），該材料抗撕裂能力、抗張強度、彎曲能力比較強。

結束語：綜上所述，若想保證電線電纜應用的安全性并延長其使用壽命，企業必須增強其電氣絕緣性能與物理機械性能。對此，企業選擇質量良好的絕緣護套，在充分發揮丁腈復合物等新材料的基礎上，加大護套材料研發力度，并保證按照施工要求開展安裝工作，如此可有效強化電線電纜的承載能力，避免突然斷裂。

參考文獻：

[1]季偉，劉曉暉，劉皓.電線電纜絕緣高溫壓力試驗測試結果的不確定度評定[J].檢驗檢疫學刊，2017，27（02）：14-17.

[2]謝莉杰，吳啟震.基于matlab的電纜絕緣護套厚度測量系統的設計與實現[J].質量技術監督研究，2015（03）：32-36.

作者簡介：

孫金祥 性別：男 民族：漢 籍貫：河北省武邑縣 出生年月：1997年6月7日

謝宇豪 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省壽光縣 出生年月：1997年11月11日

楊航 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省新泰市 出生年月：1998年6月23日

楊宇軒 性別：女 民族：漢 籍貫：河北省秦皇島市 出生年月：1997年10月20日

閔立偉 性別：男 民族：漢 籍貫：山東省臨沂市 出生年月：1997年9月1日