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絕緣鋼芯架空線

重慶高低壓電力電纜
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橡皮電纜銅線發黑的三個原因

2023-01-26 10:30:17

  橡皮電纜銅線發黑的三個原因
  橡皮電纜銅線發黑的原因是多方面因素造成的,不僅有橡膠的配方,還有銅線本身的狀態、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜結構等諸多因素。
  橡套電纜是由多股細銅絲作為導體,外包橡膠絕緣和橡膠護套而成的一種柔性可移動電纜。一般來說包括通用橡套軟電纜、電焊機電纜、潛水電機電纜、無線電設備電纜、攝影光源電纜。
  橡套電纜銅絲發黑是由多種因素造成的,不僅僅是橡膠的配方,還有銅絲本身的狀態、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜結構、護套橡膠配方、生產環境等諸多因素。
  1、粘膠和銅線發黑的原因分析
  1.1銅線本身的原因
  上世紀五六十年代,國內大部分廠家使用的是含銅量為99.99%的普通銅桿,都是有氧銅桿。由于銅本身不是無氧銅,在加工過程中,銅線表面不可避免地被氧化。上世紀80年代,我國引進了先進的無氧銅桿生產技術,自主研發的無氧銅桿生產技術使整個電線電纜行業都使用了無氧銅桿,這無疑改善了銅線的發黑問題。但由于銅桿的加工,特別是韌化工藝的掌握,以及加工后的銅絲芯存放條件較差,銅絲芯本身已被輕微氧化,這也是銅絲發黑的原因之一。

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  1.2橡膠配方的原因
  20世紀50年代,橡膠絕緣采用天然橡膠和丁苯橡膠。因為絕緣橡膠是和銅線直接接觸的,不可能直接用硫磺做硫化劑,即使用一點點硫磺也會把銅線熏黑。有必要使用一些能分解游離硫的化合物,如前面提到的促進劑TMTD和硫化劑VA-7。同時要加入一些硫化促進劑,提高硫化速度和程度,以保證絕緣橡膠的物理機械性能和電氣性能。但絕緣橡膠的彈性、強度、變形都不如加硫的(如果不考慮銅線發黑的話)。幾十年的實踐證明,TMTD解決不了銅線的發黑問題。另外絕緣橡膠要有各種顏色,紅、藍、黃、綠、黑是基本色。這些顏色的出現也會使橡膠發粘,銅線發黑。配方中的主要填料是輕質碳酸鈣和滑石粉。因為價格的原因,有些廠家為了降低成本,使用特別便宜的碳酸鈣和滑石粉。這些填料顆粒粗,游離堿含量大,雜質多,所以物理機械性能差,電性能差,容易造成銅線發黑。有些工廠還使用活性超細碳酸鈣來提高絕緣橡膠的物理機械性能,大部分活性鈣都是用硬脂酸處理的,這也是銅線發黑的原因。使用VA-7硫化劑可以改善銅線發黑,但由于硫化程度不夠,橡膠變形大,會造成橡膠發粘。特別是加入促進劑ZDC后,硫化速度加快。為了防止焦燒,加入促進劑DM以延緩焦燒時間。
  2、從電線電纜的結構分析
  2.1銅的催化老化是橡膠發粘的重要原因
  2.2橡皮護套電纜中的硫向絕緣橡膠和銅線表面的遷移
  3。加工工藝原因
  3.1橡膠加工原因
  在以天然橡膠和丁苯橡膠結合的絕緣配方中,需要對天然橡膠進行塑化處理,以提高橡膠的可塑性。有些大廠為了提高產量,用密煉機塑化,還加入少量化學增塑劑——促進劑M,提高可塑性。如果塑化溫度和生膠濾膠溫度控制不好,出現140℃以上的高溫,當生膠放在開煉機上,慢慢通過輥筒,上面堆積的橡膠會發現,由于熱氧和促進劑m的同時作用,橡膠表面似乎涂上了一層油,實際上是橡膠分子鏈在化學增塑劑的促進下嚴重斷裂,導致橡膠更軟更粘,分子量更小。后來雖然與丁苯橡膠混合生產絕緣橡膠,但這些分子量小的天然橡膠都均勻地分散在橡膠中。這些橡膠擠在銅線上連續硫化后,當時可能沒有問題,但已經埋下了橡膠粘銅線的隱患,也就是說這些分子量小的天然橡膠會先出現局部粘銅線的現象。橡膠中加入硫化劑和促進劑的過程也很重要。在一些小廠,硫化劑是加到磨里的,也就是把裝滿硫化劑的罐子倒在鼓的中間,中間多,兩邊少。硫化劑吃進橡膠里,轉三角次數少,會使硫化劑在橡膠里分布不均勻。這樣在擠壓連續硫化時,硫化劑多的地方容易使銅線發黑,長期在發黑的地方會出現橡膠粘銅線的現象。
  3.2絕緣橡膠硫化的原因
  有些企業為了追求產量,只有60m長的連續硫化管,蒸汽壓力1.3Mpa,硫化速度要120m/min,這樣絕緣橡膠在管內停留時間只有30秒。橡膠本身是熱的不良導體,絕緣線芯表面溫度大于190℃。當溫度傳遞到與銅線接觸的內層橡膠時,被銅線吸收。當銅線溫度上升到接近內層橡膠溫度時,硫化橡膠線芯已脫離硫化管。這樣,內膠的溫度相對較低,約為170℃。只停留幾秒鐘,橡膠離開硫化管進入冷卻卷繞,絕緣橡膠就會硫化不充分。為了實現充分的硫化促進劑TMTD(用作硫化劑)的用量高達3.4%。過量的硫化劑在硫化過程中釋放出更多的游離硫,除了交聯橡膠分子外還有多余的游離硫。這就是銅線表面發黑的原因。
  總之,還是很難解決銅線發黑的問題。從銅線到橡膠的每一道工序都要認真對待,才能取得好的效果。橡膠的選擇和硫化體系的采用仍是關鍵問題。這個問題的解決需要時間的考驗。

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