特種電纜護層的材料及其性能 1. 金屬護層金屬護層通常由金屬護套和外護層構成。
金屬護套常用的材料是 鋁、鉛和鋼，按其加工工藝的不同，可分為熱壓金屬護套和焊接金屬護套 兩種。
此外，還有采用成型金屬管作為電纜金屬護層的，如鋼管電纜等。
外護層一般由內(nèi)襯層、鎧裝層和外被層三部分所構成，主要起機械保護和 防止腐蝕的作用。
相對于外護層而言，電纜金屬護套常稱為電纜的內(nèi)護 層。
金屬護層的一般結(jié)構如圖 17 - 1 所示。
常用的金屬護套是鉛護套和鋁護套。
鋼管作為電纜護套的一種，主 要應用于高油壓或高氣壓的超高電壓電纜或管道充氣電纜中，與鉛護套 和鋁護套相比，具有機械性能高、結(jié)構簡單、維護方便等優(yōu)點。
鉛質(zhì)地柔軟，熔點較低，是很早用作電纜金屬護層的材料。
它具有以 下優(yōu)點：①熔點低，易于加工，在制造過程中不會使電纜絕緣過熱；②化學性能穩(wěn)定，耐腐蝕性好，不易受酸堿等物質(zhì)的腐蝕；③柔軟，不影響電纜的可曲性。
它有以下缺點：①機械強度低，易受外力損傷。
②質(zhì)地柔軟但彈性差[浸漬劑( 電纜油)的膨脹系數(shù)為鉛的 7 ~ 8 倍，當電纜通電溫度上升后，浸漬劑比鉛套膨脹厲害，電纜內(nèi)部壓力升高，造 成鉛包過度伸展。
當溫度降低時，鉛包不能恢復到原來的狀態(tài)，在電纜內(nèi) 部形成空隙，易在絕緣中產(chǎn)生局部放電]；③鉛有較大的蠕動性和疲勞龜裂性，在架空或沿橋梁、鐵路敷設的情 況下，可能由于振動而產(chǎn)生龜裂，從而導致電纜受潮或漏油而引起故障；④密度大，增加了電纜的質(zhì)量；⑤資源缺乏，價格昂貴。
由于鉛護套有上述缺點，因此，盡管電纜鉛護套已具有將近一個世紀 的制造和使用經(jīng)驗，人們還在尋求新的材料來代替它。
目前，很好的代用 材料就是鋁。
與鉛相比，鋁的主要優(yōu)點是：①密度小，機械強度高，鋁的密度不到鉛的 1/4，機械強度卻是鉛的 5 倍；②導電、導熱及屏蔽性能等都比鉛好；③資源十分豐富。
與鉛護套相比，鋁護套的性能比較多方面。
首先是蠕變性和疲勞龜裂 性比鉛或鋁合金小得多，機械強度高得多，敷設在振動場所不需要防振裝 置。
在落差較大或過載情況下，鉛包電纜常會發(fā)生護套脹破、漏油等故 障，鋁包電纜則可避免。
在自容式充油充氣電纜等場合，鋁護套可以在 15 個大氣壓的內(nèi)壓力下正常運行，而鉛護套則非用黃銅帶等加固不可。
在 地下直埋敷設的情況下，鋁護套不必像鉛護套那樣要用鋼帶鎧裝，因而其 護套層可大大簡化。
鋁的電導率比鉛高 7 倍，不僅有良好的屏蔽性，而且 在有些場合，可以直接作為接地保護的導線。
鋁護套所需厚度比鉛薄，且 密度小，因此鋁包電纜的質(zhì)量一般只有鉛包電纜的 30% ~ 70% ，既方便運 輸和施工，價格也比較便宜。
鋁護套 的缺 點是沒有鉛護套那樣柔軟。
不過，實踐證 明，直徑在 40mm 以下的鉛包電纜，在施工敷設過程 中并未碰到實 際 困難；直徑在 40mm 以上的鋁包電纜，其柔軟性可通過軋紋來提高。
其次，鋁護套的耐 腐蝕性比鉛護套低。
但是，在大氣中，鋁護套的表面由于氧化而迅速形成 一層附著良好的保護性氧化鋁膜，從而使它的耐蝕有很大提高。
實踐表 明，裸鋁包電纜在架空敷設的條件下，其腐蝕性可以與裸鉛包電纜相媲 美。
鋁護套的腐蝕只是在氧化鋁膜受到破壞而又得不到恢復的情況下發(fā) 生。
堿、石灰和水泥等對鋁有較強的腐蝕作用，所以不宜將裸鋁包電纜沿 水泥墻壁敷設。
很后一點，就是鋁護套采用封焊時，必須設法除去鋁護套 表面的氧化鋁膜才能進行，工藝比較復雜，制作電纜頭時不易保證密封質(zhì) 量。
在金屬護套外面起防蝕或機械保護作用的覆蓋層叫外護層。
外護層 一般由內(nèi)襯層、鎧裝層和外被層三部分組成，它們的作用如下：①內(nèi)襯層，位于鎧裝層和金屬護套之間的同心層，起鎧裝襯墊和金屬 護套防蝕作用；②鎧裝層，在內(nèi)襯層與外被層之間的同心層，主要起抗壓或抗張的機 械保護作用；③外被層，在鎧裝外面的同心層，主要對鎧裝起防蝕保護作用。
外護層按防水性能范圍可以分為一級外護層和二級外護層。
一級外 護層就是只對金屬護套具有可靠防蝕保護作用的外護層，二級外護層就 是對金屬護套和鎧裝都具有可靠防蝕保護作用的外護層。
因此，沒有鎧 裝的電纜，只有一級外護層，而沒有二級外護層。
鎧裝層通常由鋼帶或鋼絲構成。
鋼帶鎧裝層的主要作用是抗壓，適 用于地下埋設的場合；鋼絲鎧裝層的主要作用是抗拉，主要用于水下或垂 直敷設的場合。
為防腐蝕，鎧裝鋼帶必須有防蝕措施，如預涂瀝青、防銹 漆或鍍鋅，鎧裝鋼絲則用鍍鋅鋼絲、涂塑鋼絲等。
內(nèi)襯層通常用瀝青、玻璃絲布帶、塑料帶、皺紋紙等。
在鎧裝層外面的外被層，對于一級防護層應由如下同心層構成：①電纜瀝青；②浸漬黃麻或玻璃毛紗；③電纜
裁線機瀝青；④防止粘合的涂料。
對于二級外護層應由如下同心層構成：①電纜瀝青；②聚氯乙烯塑料帶；③聚氯乙烯或聚乙烯塑料護套。
鋁護套由于強度高，在大多數(shù)場合下不需要鎧裝加強，因此，它的外 護層只起防蝕作用，結(jié)構也十分簡單，通常由下列同心層構成：①電纜瀝青；②塑料帶；③聚氯乙烯或聚乙烯護套。
2 . 橡塑護層橡塑護層的特點是柔軟、輕便，在移動式電纜中得到很廣泛的應用。
但橡塑材料都有一定的透水性，僅能在采用具有高耐濕性的高聚物材料 作為電纜絕緣時應用。
橡塑護層的結(jié)構比較簡單，通常只有一個護套，并 且一般是橡皮絕緣的電纜用橡皮護套，也有用塑料護套的，但塑料絕緣電 纜都用塑料護套。
相對而言，橡皮護套的強度、彈性和柔韌性較高，但工 藝比較復雜。
塑料護套的防水性、耐藥品性較好，且資源豐富，價格便宜， 加工方便，因此應用更廣。
為增加橡塑護層的強度，常在橡塑護層中引入金屬鎧裝，在鎧裝外面 有一個塑料護套作為防蝕的外被層，稱這種結(jié)構為內(nèi)鎧裝塑料外護層。
內(nèi)鎧裝塑料外護層有三種結(jié)構：內(nèi)鎧裝鋼帶塑料外護層、內(nèi)鎧裝單細圓鋼 絲塑料外護層和內(nèi)鎧裝單粗圓鋼絲塑料外護層。
3 . 組合護層組合護層也叫綜合護層，或簡易金屬護層，一般由薄鋁帶和聚乙烯護 套組合構成。
它既保留塑料電纜柔軟輕便的特點，又由于引進鋁帶起隔潮作用，使它的透水性比單一塑料護層大為減小。
若以鋁 - 聚乙烯粘接 組合護層為例，其透水性至少比聚乙烯護層降低 50 倍以上。
組合護層按結(jié)構的不同一般分為鋁 - 聚乙烯、鋁 - 鋼 - 聚乙烯和鋁 - 聚乙烯粘結(jié)三類。
各種護套適用的電纜絕緣種類如表 17 - 1 所示。
電纜護層的結(jié)構所 適應的敷設場所和環(huán)境條件可按表 17 - 2 選擇。
表 17 - 1 注：△表示適用。
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