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(guó)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?yàn)殂~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(guó)內(nèi)引進(jìn)了無氧銅桿的*生產(chǎn)技術(shù)，以及國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的無氧銅桿生產(chǎn)技術(shù)，使整個(gè)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(duì)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(huì)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(shí)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(jī)械性能和電氣性能。但從絕緣橡皮的彈性、強(qiáng)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(shí)踐已經(jīng)證實(shí)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(huì)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(jià)格的關(guān)系，有些廠家為了降低成本，用價(jià)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(jī)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(jī)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(huì)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(shí)間。從促進(jìn)劑ZDC的結(jié)構(gòu)看，是在TETD結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相連接的硫中間接上一個(gè)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(shí)間略長(zhǎng)一點(diǎn)，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(yàn)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(duì)橡皮有*的破壞作用，也就是我們通常說的重金屬對(duì)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(shí)，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(shí)與氧作用，破壞橡膠的長(zhǎng)鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國(guó)橡膠研究院研究發(fā)粘重現(xiàn)問題時(shí)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(huì)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(shí)了電纜護(hù)套橡膠中硫擴(kuò)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(kuò)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(shí)，溫度在185-200℃之間，這個(gè)擴(kuò)散的系數(shù)就更大。由于橡套游離硫的擴(kuò)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(shí)現(xiàn)遷移，即"化學(xué)擴(kuò)"。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。

本安傳感器電纜IA-RYVP 　　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(jī)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(shí)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(jī)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(shí)作用，會(huì)發(fā)現(xiàn)橡膠表面好象涂了一層油，實(shí)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(shí)可能看不出什么問題，但已經(jīng)為橡膠粘銅絲埋下了一個(gè)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(jī)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(huì)使硫化劑在橡料中分布不均勻。這樣在擠包連續(xù)硫化時(shí)，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(shí)間一長(zhǎng)，還會(huì)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(zhǎng)，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(shí)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(shí)，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度接近時(shí)，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(huì)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(duì)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(gè)問題的解決需要經(jīng)歷時(shí)間的考驗(yàn)。

電纜溝敷設(shè)要注意什么？

在什么情況下采用？

電纜溝敷設(shè)要注意，不同電壓等級(jí)的電纜要分不同的支架設(shè)置，電纜溝本身要注意排水措施。并考慮防止老鼠等小動(dòng)物進(jìn)入的措施。

問題1 多少根電纜才需要用電纜溝敷設(shè)？

答：根據(jù)“措施20096.10節(jié)8根以下建議采用直埋，8~12根建議采用排管，12~18根建議采用電纜溝，18根以上建議采用電纜隧道。”這些都是建議性的，接合實(shí)際工程參考即可，沒有那么固定。至于電纜溝和電纜隧道，并不是根數(shù)的區(qū)別，是維護(hù)和重要性的區(qū)別。

主要是看工程條件、環(huán)境特點(diǎn)和電纜類型數(shù)量等因素，以及滿足運(yùn)行可靠、便于維護(hù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的要求選擇，不確定是否有強(qiáng)制性的指標(biāo)要求。具體方案確定可以參考GB50217-2007P285.2節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。

問題2 電纜溝敷設(shè)的電纜載流量怎樣計(jì)算？

答：網(wǎng)友1：（按照橋架敷設(shè)來考慮，考慮到橋架在空氣中，而電纜溝中有蓋板，去降容系數(shù)0.96。）

網(wǎng)友2：（載流量的相關(guān)系數(shù)可以參考GBT16895.15-2002《建筑物電氣裝置第5部分第523節(jié)布線系統(tǒng)載流量》，個(gè)人認(rèn)為，按照梯架的系數(shù)來考慮較合適。）

問題3 母線槽能否沿電纜溝內(nèi)敷設(shè)？

答：沒有什么要求，電纜溝深度是根據(jù)你的電纜數(shù)量及電纜種類的數(shù)量來決定，比如說有控制電纜，低壓動(dòng)力電纜，高壓動(dòng)力電纜，一般就會(huì)設(shè)置三層，一般每層之間的間距為250~300，這樣來決定高度。

問題4 直埋電纜需要做電纜井嗎？

問題補(bǔ)充：一工程，高層醫(yī)院，要省錢，選用油浸變壓器在室外安裝，離本建筑15（中間包括6米道路）米，低壓配電室設(shè)在醫(yī)院地下，為節(jié)省投資，我想用母線槽（載流3000A）沿電纜溝敷設(shè)至建筑屋地下配電室，不知可行否？

答：采用滿足相應(yīng)IP等級(jí)要求的密集型母線應(yīng)該是可以的，比如西門子就有可以敷設(shè)在水下工作的母線。不過采用密集母線的成本會(huì)比較高，需要綜合考慮選用干變和采用母線哪個(gè)更好一些，個(gè)人建議采用干式變壓器，放在室內(nèi)。維護(hù)的工作量會(huì)小一些，而且故障率也會(huì)低一些。

問題5 多少根電纜，在電纜溝內(nèi)敷設(shè)可以不設(shè)支架？

答：一般都是要支架的，如果沒有支架，電纜溝內(nèi)電纜維護(hù)會(huì)比較麻煩。如果項(xiàng)目不大，且電纜數(shù)量不多，不設(shè)也無妨，不過散熱條件會(huì)差一些，而且如果溝內(nèi)有水的話對(duì)電纜也有影響。本安傳感器電纜IA-RYVP

問題6 高、低壓電纜能否共用電纜溝敷設(shè)？

問題補(bǔ)充：室外電纜溝，溝寬1200mm，兩側(cè)支架，一側(cè)走10KV高壓電纜，另一側(cè)敷設(shè)1KV級(jí)低壓電纜和控制電纜，請(qǐng)問是否符合規(guī)范？需注意些什么事項(xiàng)？

答：可以共電纜溝敷設(shè)，具體要求可以看GB50217-2007P245.1.3、5.1.4條的要求。

問題7 電纜溝與道路平行，敷設(shè)的間距是多少？

答：這個(gè)主要是考慮電纜溝蓋板的受力，如果受力沒有問題，也沒有什么問題。一般設(shè)置在人行道上或者機(jī)動(dòng)車不經(jīng)過的地方。

問題8 電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)時(shí)要用鎧裝電纜嗎？

問題補(bǔ)充：技術(shù)措施上說：電纜在電纜溝或電纜隧道內(nèi)明敷設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮選用有防蟻，防鼠害功能的鋼帶鎧裝塑料外護(hù)套類型的電纜。但規(guī)范上好像又沒明確說明這點(diǎn)吧！可不可以不用帶鎧裝的呢？

答：直埋電纜都沒有強(qiáng)制要求采用鎧裝，電纜溝就更沒有了。根據(jù)不同環(huán)境要求不一樣，（假如本地區(qū)老鼠活動(dòng)猖獗，建議鎧裝）一般沒有強(qiáng)制要求。

問題9 電纜溝內(nèi)，強(qiáng)電電纜與弱電電纜，在同側(cè)支架上分層敷設(shè)時(shí)，zuì小距離是多少？

答：把弱電的電纜用金屬板隔開，同時(shí)把金屬板接地！zuì好，在zuì上層的支架上墊鐵板（或金屬槽盒），鐵板接地，弱電電纜放在鐵板上（槽盒內(nèi)）。

根據(jù)GB50217-20075.1.3dì一條：應(yīng)安裝電壓等級(jí)由高至低的電力電纜、強(qiáng)電至弱電的控制和信號(hào)電纜、通訊電纜“由上而下”的順序排列。再根據(jù)GB50054-2011表7.6.23.即可確定。