橡套電纜中銅絲發(fā)黑的多種原因

銅絲發(fā)黑的原因是多種因素造成的，不僅僅是橡皮的配方問題，還與銅絲本身所處的狀態(tài)、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結(jié)構(gòu)、護(hù)套橡膠配方、生產(chǎn)環(huán)境等諸多因素有關(guān)。

    1橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑的原因分析

　　1.1銅絲本身的原因在廿世紀(jì)五十到六十年代，國內(nèi)大多數(shù)廠家均使用普通銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，生產(chǎn)方法都是銅錠加熱后經(jīng)多道壓延后制得黑色銅桿，經(jīng)過大、中、小拉將銅桿制成比較細(xì)的銅絲。因為銅本身不是無氧銅，在加工過程中銅絲表面難免出現(xiàn)氧化。到了廿世紀(jì)八十年代，國內(nèi)引進(jìn)了無氧銅桿的*生產(chǎn)技術(shù)，以及國內(nèi)自行開發(fā)的無氧銅桿生產(chǎn)技術(shù)，使整個電線電纜行業(yè)均用上了無氧銅桿，這無疑是改善了銅絲的發(fā)黑問題。但由于對銅桿的加工，特別是韌煉工藝的掌握以及加工好的銅線芯存放的條件不好，使銅線芯本身已有輕微的氧化，這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。

　　1.2橡膠配方的原因廿世紀(jì)五十年代，橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠并用配方。由于絕緣橡皮直接與銅線接觸，所以就不能直接使用硫磺作硫化劑，即使用很少的硫磺也會使銅線發(fā)黑。必須使用一些能夠分解出游離硫的化合物，如前面提到過的促進(jìn)劑TMTD、硫化劑VA-7，同時還要配合一些硫化促進(jìn)劑來提高硫化速度和硫化程度，確保絕緣橡皮的物理機械性能和電氣性能。但從絕緣橡皮的彈性、強力和*變形看，都不如加有硫磺的橡皮（如果不考慮銅絲發(fā)黑的話）。幾十年的實踐已經(jīng)證實TMTD無法解決銅絲的發(fā)黑問題。另外，絕緣橡皮要有各種顏色，紅、藍(lán)、黃、綠、黑是基本顏色，這些顏色的出現(xiàn)也會促使橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的主要填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣和*，由于價格的關(guān)系，有些廠家為了降低成本，用價格特別便宜的碳酸鈣和*，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質(zhì)多，所以物理機械性能比較差，電性能不好，還容易造成銅絲發(fā)黑。還有的廠用活性超細(xì)碳酸鈣來提高絕緣橡皮的物理機械性能，而活性鈣多數(shù)是用硬脂酸來處理的，這種酸也是促使銅絲發(fā)黑的原因。硫化劑VA-7的使用，可以改善銅絲發(fā)黑，但由于硫化程度不夠，橡皮的*變形大，會造成橡皮發(fā)粘。特別是加入促進(jìn)劑ZDC以后，提高了硫化速度，為了防止焦燒，還要加入促進(jìn)劑DM來延緩焦燒時間。從促進(jìn)劑ZDC的結(jié)構(gòu)看，是在TETD結(jié)構(gòu)中兩個相連接的硫中間接上一個金屬鋅，結(jié)構(gòu)式為： S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-Zn-S-C-N＜ H5C2 H5C2 與TETD結(jié)構(gòu)式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-S-C-N＜ H5C2 H5C2 十分接近，在配方中還無法避開和秋蘭姆相似的結(jié)構(gòu)銅絲發(fā)黑可能時間略長一點，但沒有從根本上解決。

　　2從電線電纜結(jié)構(gòu)分析

　　2.1銅的催化老化是橡皮發(fā)粘的重要原因前蘇聯(lián)電纜科學(xué)研究院試驗證明：硫化過程中銅從與橡膠接觸處滲入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。*，微量銅對橡皮有*的破壞作用，也就是我們通常說的重金屬對橡膠的催化老化。在絕緣硫化過程中，秋蘭姆析出若干游離硫與銅反應(yīng)，形成活性含銅基團(tuán)： CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時，較弱的-S-S-鍵斷裂，形成活性含銅基：Cu-S-，它與橡膠作用，同時與氧作用，破壞橡膠的長鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國橡膠研究院研究發(fā)粘重現(xiàn)問題時也指出：如果橡膠中含有有害的金屬，如：銅、錳等重金屬鹽類，那么不管促進(jìn)劑的種類，均會發(fā)生橡膠發(fā)粘現(xiàn)象。

　　2.2橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面的遷移前蘇聯(lián)科學(xué)家應(yīng)用放射性同位素證實了電纜護(hù)套橡膠中硫擴散的可能性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的擴散系數(shù)約為10-6cm2/s。連續(xù)硫化的生產(chǎn)廠，硫化護(hù)套橡膠時，溫度在185-200℃之間，這個擴散的系數(shù)就更大。由于橡套游離硫的擴散，改變了秋蘭姆橡膠的結(jié)構(gòu)，可能形成多硫鍵。這些多硫化合物通過化學(xué)分解和化合實現(xiàn)遷移，即"化學(xué)擴"。由于遷移的結(jié)果，不僅可改變絕緣橡皮的結(jié)構(gòu)，降低其耐熱性，而且硫與銅表面反應(yīng)，形成硫化銅和硫化亞銅，導(dǎo)致銅線發(fā)黑。反過來，硫化銅和硫化亞銅加速橡膠的老化，又導(dǎo)致發(fā)粘現(xiàn)象的發(fā)生。

PTYA22-鎧裝鐵路信號電纜 　　3加工工藝方面的原因

　　3.1橡料加工方面的原因在以天然膠和丁苯膠并用為基礎(chǔ)的絕緣配方中，天然膠需要通過塑煉來提高橡膠的可塑性。有些大廠為了產(chǎn)量，用密煉機塑煉，還要加入少量的化學(xué)增塑劑--促進(jìn)劑M來提高塑性。如果塑煉溫度和生膠濾橡時的溫度控制不好，出現(xiàn)140℃以上的高溫，當(dāng)生膠放到開煉機上緩慢通過滾筒，而上面的積膠由于受到熱氧和促進(jìn)劑M的同時作用，會發(fā)現(xiàn)橡膠表面好象涂了一層油，實際上是橡膠分子在化學(xué)增塑劑的促進(jìn)下斷鏈比較嚴(yán)重，產(chǎn)生了比較軟和粘的較小分子量橡膠。雖然后來與丁苯膠并用混煉出絕緣橡料，這些小分子量的天然膠被均勻地分散在膠料中，這些膠料擠包在銅絲上進(jìn)行連續(xù)硫化后，當(dāng)時可能看不出什么問題，但已經(jīng)為橡膠粘銅絲埋下了一個隱患，也就是說，這些小分子量的天然膠將首先出現(xiàn)局部粘銅絲現(xiàn)象。絕緣橡皮加硫化劑和促進(jìn)劑的工藝也十分重要。有些小廠在開煉機上加硫化劑，就是將裝有硫化劑的罐子，在滾筒的中部倒入，中間很多，而兩邊較少。當(dāng)硫化劑吃入橡皮中，翻三角的次數(shù)較少，會使硫化劑在橡料中分布不均勻。這樣在擠包連續(xù)硫化時，含硫化劑比較多的地方很容易出現(xiàn)銅絲發(fā)黑現(xiàn)象，在發(fā)黑的地方時間一長，還會出現(xiàn)橡皮粘銅絲的現(xiàn)象。

　　3.2絕緣橡皮硫化方面的原因有些企業(yè)為了追求產(chǎn)量，連續(xù)硫化管只有60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa,而硫化速度要開到120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的停留時間只有30秒。橡皮本身是熱的不良導(dǎo)體，絕緣線芯表面溫度大于190℃，當(dāng)溫度傳熱到與銅線接觸的里層橡皮時，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度接近時，硫化的橡皮電線芯已經(jīng)出硫化管了。這樣里層橡皮溫度比較低，大約為170℃，停留只有幾秒鐘就出硫化管，進(jìn)入冷卻和收線，絕緣橡皮就會硫化不足。為了達(dá)到足夠的硫化。促進(jìn)劑TMTD的用量（作硫化劑用）高達(dá)3.4%，過量的硫化劑，在硫化過程中放出的游離硫也多，除供交聯(lián)橡膠分子外，還有多余的游離硫。這是促使銅線表面發(fā)黑的原因。

　　總之，解決銅線發(fā)黑的問題，難度仍然較大，從銅絲到橡皮的每一道工序都要認(rèn)真對待，才能取得較好的效果。膠種選擇和硫化體系的采用仍是問題的關(guān)鍵所在。這個問題的解決需要經(jīng)歷時間的考驗。

光伏電纜介紹及選型

一、涉及電纜選型的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

1，DL/T5044-2004中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

選用多芯電纜時，其允許載流量可按同截面單芯電纜數(shù)值計算。

由直流柜引出的控制線、信號線應(yīng)選擇銅芯電纜。其壓降不應(yīng)大于直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的5%。

直流電纜的選擇和敷設(shè)應(yīng)符合GB50217中有關(guān)的規(guī)定。

2，GB50217電力工程電纜設(shè)計規(guī)范

直流供電回路宜采用兩芯電纜，當(dāng)需要時可采用單芯電纜。

高溫（100℃以上）或低溫（-20℃以下）場所不宜用聚氯乙烯絕緣電纜。

直埋敷設(shè)電纜時，當(dāng)電纜承受較大壓力或者有機械損傷危險時，應(yīng)用鋼帶鎧裝電纜。

zuì大工作電流作用下的電纜芯溫度，不得超過按電纜使用壽命確定的允許值。

確定電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度，如果電纜敷設(shè)在空氣中或電纜溝，應(yīng)取zuì熱月日zuì高溫度的平均值。

3，電纜路徑的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定

（1）避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等危害。

（2）滿足ān全要求條件下使電纜較短。

（3）便于敷設(shè)、維護(hù)。

（4）避開將要挖掘施工的地方

（5）電纜在任何敷設(shè)方式及其全部路徑條件的上下左右改變部件，都應(yīng)滿足電纜允許彎曲半徑要求。

PTYA22-鎧裝鐵路信號電纜 二、光伏發(fā)電系統(tǒng)電纜種類、特點及敷設(shè)方式光伏發(fā)電系統(tǒng)電纜種類主要有：

光伏電纜 動力電纜 控制電纜 通信電纜 射頻電纜

光伏電纜：PV1-F1*4mm2

組串到匯流箱的電纜一般用：光伏電纜PV1-F1*4mm2。

特點：光伏電纜，結(jié)構(gòu)簡單，其使用的聚烯烴絕緣材料具有*的耐熱、耐寒、耐油、耐紫外線，可在惡劣的環(huán)境條件下使用，具備一定的機械強度。

敷設(shè)：可穿管中加以保護(hù)，利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道和固定，降低環(huán)境因素的影響。

動力電纜：ZRC-YJV22

鋼帶鎧裝阻燃交聯(lián)電纜ZRC-YJV22廣泛應(yīng)用于：匯流箱到直流柜，直流柜到逆變器，逆變器到變壓器，變壓器到配電裝置的連接電纜，配電裝置到電網(wǎng)的連接電纜。

光伏發(fā)電系統(tǒng)中比較常見的ZRC-YJV22電纜標(biāo)稱截面有：2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2、300mm2。

特點：

（1）質(zhì)地較硬，耐溫等級90℃，使用方便，具有介損小、耐化學(xué)腐蝕和敷設(shè)不受落差限制的特點。

（2）具有較高機械強度，耐環(huán)境應(yīng)力好，良好的熱老化性能和電氣性能。

敷設(shè)：可直埋，適用于固定敷設(shè)，適應(yīng)不同敷設(shè)環(huán)境（地下，水中，溝管及隧道）的需要。

動力電纜：NH-VV

NH-VV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套耐火電力電纜。適合于額定電壓0.6/1KV。

使用特性：*允許工作溫度為80℃。敷設(shè)時允許的彎曲半徑：單芯電纜不小于20倍電纜外徑，多芯電纜不小于12倍電纜外徑。電纜在敷設(shè)時環(huán)境溫度不低于0攝氏度的條件下，無須預(yù)先加熱。電壓敷設(shè)不受落差限制。

敷設(shè)：適合于有耐火要求的場合，可敷設(shè)在室內(nèi)，隧道及溝管中。注意不能承受機械外力的作用，可直接埋地敷設(shè)。

控制電纜：ZRC-KVVP

ZRC-KVVP銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套編織屏蔽控制電纜。適用于交流額定電壓450/750V及以下控制、監(jiān)控回路及保護(hù)線路。

特點：*允許使用溫度為70℃。zuì小彎曲半徑半徑不小于外徑的6倍。

敷設(shè)：一般敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、管道等要求屏蔽、阻燃的固定場所。

通信電纜：DJYVRP2-22

DJYVRP2-22聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅絲編織屏蔽鎧裝計算機軟電纜，適用于額定電壓500V及以下對于防干擾要求較高的電子計算機和自動化連接電纜。

特點：DJYVRP2-22電纜具有抗氧化性，絕緣電阻高，耐電壓好，介電系數(shù)小的特點，在確保使用壽命的同時，還能減少回路間的相互串?dāng)_和外部干擾，信號傳輸質(zhì)量高。zuì小彎曲半徑不小于電纜外徑的12倍。

敷設(shè)：電纜允許在環(huán)境溫度-40℃~50℃的條件下固定敷設(shè)使用。敷設(shè)于室內(nèi)，電纜溝，管道等要求靜電屏蔽的場所。

通信電纜：RVVP

銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套絕緣屏蔽軟電纜RVVP，又叫做電氣連接抗干擾軟電纜，是適用于報警、安防等需防干擾，ān全gāo效數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ烹娎|。

特點：額定工作電壓3.6/6KV，電纜導(dǎo)線的*工作溫度為90℃，zuì小允許彎曲半徑為電纜外徑的6倍。主要用來做通信電纜，起到抗干擾的作用。敷設(shè)：RVVP電纜不能再日光下暴曬，底線芯必須良好接地。如需抑制電氣干擾強度的弱電回路通信電纜，敷設(shè)于鋼制管、盒中。與電力電纜平行敷設(shè)時相互間距，宜在可能的范圍內(nèi)遠(yuǎn)離。

射頻電纜：SYV

實芯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套射頻同軸電纜SYV。

特點：監(jiān)控中常用的視頻線主要是SYV75-3和SYV75-5兩種.如果要傳輸視頻信號在200米內(nèi)可以用SYV75-3，如果在350米范圍內(nèi)就可以用SYV75-5。

敷設(shè)：可穿管敷設(shè)。

三、光伏電纜的選型計算

電纜截面的選擇應(yīng)滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求，直流系統(tǒng)電纜按電纜*允許載流量選擇，并按電纜允許壓降校驗，計算公式如下：

按電纜*允許載流量：Ipc>=Ical

按回路允許電壓降：Scac=P˙2LIca/△Up

式中：Ipc----電纜允許載流量，A；

Ica----計算電流，A；

Ical----回路*工作計算電流，A；

Scac----電纜計算截面，mm2；

P----電阻系數(shù)，銅導(dǎo)體P=0.0184Ω˙mm2/m，鋁導(dǎo)體P=0.0315Ω˙mm2/m；

L----電纜長度，m；△Up----回路允許電壓降，V。

注意：電纜的載流量受敷設(shè)方式及周圍環(huán)境影響較大，電纜的電壓降受電纜長度的影響較大，所以載流量可以認(rèn)為是電纜*運行絕不可能超過的值，zuì好按電纜載流量的70%~80%來選擇電纜才能有效的保證線路的溫升及電壓降。