船用电线电缆

电 缆 燃 烧 性 能

1、IEC60331：电缆的耐火特性（NA）。

2、IEC60332－1：单根垂直燃烧（DA）。

3、IEC60332－3：成束燃烧（SA）。

4、IEC60754－1：卤酸气体量的测定。

5、IEC60754－2：测量pH值和导电率来测量气体酸度的方法。

6、IEC61034－2：烟密度试验方法。

IEC60092－350（一般结构和试验要求 2001、06）

1.节距：电缆的一个组成元件螺旋一整圈的轴向长度。

2.内护层、填充和包带应为非吸湿性材料。

3.水密性电缆：缆芯和护套之间以及导体各单线间都应填充，以便整个电缆得到连续密封。符合第10·10条规定的水密性试验。

4.编织密度的计算公式。

      F =N p d / sina      G = （π/2）·F ·100％   F的最小值为0.573  G≥90％

a－电缆轴线与编织线的倾斜角    d－ 编织单丝直径   N－每绽子丝线的根数  F－填充系数   

 p－单位长度内的交叉锭数或者每毫米上的节距数。（p=m/2/L）（m：编织机的总锭数）                       

         π·D

a=arctg          （D：电缆编织后的外径  L：编织节距）            

           L

称重法：试样长度≥250mm   d－编织内径（mm）δ－编织单丝直径（mm） 

         操作：称重（250 mm）得w

         计算：w′=π（d+δ）·δ·25·8.9   

     w

F=    ×100％      F≥90％

     w′

IEC60092－351（船用电力电缆用绝缘材料  2000－12）

IEC60092－352（低压电力系统用电缆的选择和敷设   1997－08）

单芯电缆连续工作制的载流量（环境温度为45℃）表1

标称截面

对于二芯、三芯和四芯，表1给出的载流量应乘以下列修正系数。

二芯电缆：0.85     三芯和四芯电缆：0.70 

注1：对于每个标称截面A（以mm2为单位）的载流量I（以A为单位）系用下列公式计算：

                                I= a·A0.625  

式中a为导体最高允许工作温度系数，如下表所示：

不同环境空气温度下的修正系数（表2）

导体最高

在导板上、管道、管子或电缆槽敷设的成束电缆，可考虑不用修正系数。但当六根以上电缆紧靠边在一起成束敷设时，则剩以0.85的修正系数。

IEC60092－353（额定电压0.6/1kv挤包绝缘单芯和多芯船用电缆…2004、04）

电缆的标称额定电压UO/U=0.6/1kv 交流         

UO：导体和地或金属护套之间的额定电压      U：导体之间的额定电压

Um：系统最高电压值

注：如对地电压不超过0.9kv，则可使用最大为1.5 kv倍交流电压的直流电压。

连续性：一个标志线的末端与下一个标志的始端之间的距离不超过下列数值；

        护套为550 mm          其它情况为270 mm

持久性：用沾水棉花轻轻地擦试制造厂名称或商标和颜色10次，标志应擦不掉。

        如有必要，可用汽油擦拭。

护套的颜色应为黑色或灰色

护套厚度：

（1）对于有铠装和无铠装单层护套电缆：

               t1=0.04D+0.8，最小厚度为1.0 mm（D为绞合线芯假定直径）

（2）对于无铠装双层护套电缆：

内护套厚度t1=0.025D+0.6 mm，最小厚度为0.8 mm 

                外护套厚度t2=0.025D+0.9mm，最小厚度为1.0 mm

（3）对于有铠装双层护套电缆：

内护套厚度t1=0.04D+0.8 mm，最小厚度为1.0 mm。

外护套厚度t2=0.025D+0.6mm，最小厚度为0.8 mm。

编织线的接头应焊接、扭接或编进编织层

IEC92－375（船用通信电缆和射频电缆一般仪表、控制和通信电缆－1977）

标志的排列：

两个连续的标志总是相互颠倒放置的，当数码标志由一个数字构成时，破折号就放在它的下面。如果数码标志由二个数字组成时，一个数字放在另一个数字下面，破折号则放在个位数的下面。

e：标志的最小宽度。   h：数字的最小高度   d：两个连续标志之间的最大间隔            

i：数字和破折号之间及二个连续数字之间的大致间隔。

介电强度：试验电压值应是：交流1500V或直流3000V。试验应在成品电缆整根长度上进行。

          并在规定的试验电压下下保持5min。

耦合电容（或称工作电容）：对于EPR、XLPE、S95（硅橡胶）型混合物：120nF/km。

对于耐热（75℃）.PVC/A型混合物：200nF/km。

   不平衡电容：在任意一对绝缘线芯之间所测得的平衡电容，每500m电缆长度不超过1000pF。

截面积的测量：A=π（D-δ）*δ      δ：绝缘厚度平均值 （mm）     A：截面积（mm2） D：管状试样外径的平均值（mm）

                 1000m           m：试样的质量（g）  l：长度（mm）

            A= ————                  d：密度（g/㎝3）

                  d×l

注：老化试验结束后，应立即从烘箱中取出试样，并在环境温度下放置至少16h，

避免日光直接照射。

挤  塑  工  艺  学

1、聚氯乙烯明显缺点：分子结构中有极性基团，电绝缘性能不够理想；热稳定性不够好；耐热性较低；玻璃化温度较高；耐寒性差。聚氯乙烯的介质损耗较大，因而不适用于高压和高频场合，通常广泛应用在15kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘材料。

2、聚乙烯分为：低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）

3、聚乙烯的的特性：

（1）优异的电气性能，作为通信电缆的绝缘材料，是近乎理想的一种介质。

（2）机械性能较好，富有可挠性，而且强韧，耐溶性好。

（3）耐热化性能、低温耐寒性能及耐化学稳定性好。

（4）耐水性好，吸温率极低，浸在水中绝缘电阻一般不下降。

（5）作为非极性材料，透气性大，高压（低密度）聚乙烯的透气性是各种塑料中最为优良的。

（6）比重轻，其比重均小于1。

（7）具有良好的加工工艺性能，易于熔融塑化，而不易分解冷却易于成型。

（8）用它制作的电线电缆重量轻。

聚乙烯的缺点：如软化温度低；接触火焰时易燃烧和熔融，并放出臭味；耐环境应力龟裂和蠕变性较大。

交联聚乙烯：聚乙烯在高能射线或交联剂的作用下，能使线型的分子结构变成体型（网状）的分子结构。使热塑性材料变成热固性材料。

交联的方法：温水交联、化学交联、辐照交联。

氟塑料：氟塑料品种很多，目前在电线电缆中最常用的有聚四氟乙烯（F4）和聚全氟乙丙烯（F46），

        F4连续使用温度为260℃，F46连续使用温度为200℃。

        F4：俗称塑料王，在常温下为晶体。具有优异的电绝缘性能，很高的绝缘电阻和击穿场强，极为稳定的耐电弧作用。聚四氟乙烯具有相当高的耐热性能和足够的耐低温性能，在负荷不大情况下，可以在260℃长期连续使用；－200℃的极低温度下，不硬脆，仍具有良好的机械强度和柔软性，可在－190℃～+260℃广阔的温度范围内长期使用，还有很好的耐温性和耐水性，优良的耐气候性。

        缺点：耐电晕性差，经γ射线辐照会变脆，加工比较困难，工艺性能较差。

   F46：是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，也是完全氟化的结构。长期工作温度在－85℃～+200℃

       突出的优点：较高的冲击韧性，在常温下蠕变性优于F4，具有较好的热挤加工的工艺性能，可在普通挤塑机上挤制，成为F4替代材料。

添加剂按作用分类：防老剂（包括抗氧剂、稳定剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂）、增塑剂、填充剂、润滑剂、交联剂、发泡剂、阻燃剂、、着色剂以及其它用途的防霉剂、驱避剂、抑烟剂等。

                 填充剂的作用：增强塑料的强度和耐磨性。

电线电缆对添加剂的基本要求：（1）与合成树脂有很好的相溶性；（2）在加工和使用过程中有很好的耐光、热稳定性；（3）电气绝缘性能要好；（4）耐水和耐溶剂性能好；（5）有一定的柔软性；（6）挥发性要低、、毒性小；（7）污染性和变色性小；（8）迁移性小，分散性大；（9）加工工艺性能好。

抗氧剂的作用是抑制和延缓聚合物的氧化作用；种类分：酚类、胺类及亚磷酸脂类等。

（1）酚类抗氧剂：具有无污染、不变色的特点。

（2）胺类抗氧剂：一般性能优于酚类防老剂并兼有抗氧和抗臭氧作用，但由于有污染和变色性，了其广泛应用。

（3）亚磷酸脂类常与其它抗氧剂并用。

稳定剂的作用：在加工过程中或使用中不会变质。是阻止或延缓聚氯乙烯及其共聚物，因光、热作用而分解，并释放出氯化氢气体（品种：铅系稳定剂和皂类稳定剂）。

            铅系稳定剂：长期热稳定性和耐气候性良好，不降低电绝缘性能，价廉。

            皂类稳定剂主要作用在于阻止HCL的产生或大大降低脱HCL的速度，及耐热、耐光和提高防止初期变色的功能。

增塑剂的作用：增加塑料的强度和柔软性（加入增塑剂，塑料的强度会相应降低而伸长率增大）。

填充剂的作用：一是降低成本，二是改善某些性能（拉伸强度、断裂伸长率、耐低温性能、柔软性有所下降）。（常用的填充剂有：碳酸钙、陶土、煅烧陶土、炭黑、滑石粉、白炭黑、钛白粉等）。

润滑剂的作用：防止粘辊，降低塑料的内部摩擦和熔融流动粘度，防止因强烈的内部摩擦而导致塑料的过热（常用的有：硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、石腊、硬脂酸等）。

交联剂的作用：在加工过程使塑料内部发生化学反应，使塑料的线型结构变为网状结构（常用的交联剂有过氧化二异丙苯DCP等）。

阻燃剂的作用：在塑料受燃后，因受热会脱水分解，释放结晶水，并吸收大量热量，从而降低聚合物表面的温度，阻止聚合物延燃。（如：氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、十溴联苯醚和三氧化二锑等腰三角形）

螺杆的种类：渐变形（等距不等深）、渐变形（等深不等距）、突变形、鱼雷头螺杆

螺杆的选择：

（1）非结晶型聚合物的软化是在一个比较宽的温度范围内完成的，如硬聚氯乙烯的软化点为75～165℃，一般选用等距渐变螺杆。结晶型聚合物熔融的温度范围比较窄，而低密度聚乙烯（LDPE）熔融温度在120～150℃，一般选用等距突变螺杆。

（2）小型螺杆使用垢小型挤塑机上，采用的是等距不等深的全螺纹形式，螺杆的长径比较小，挤出速度较快。

（3）中型螺杆采用等距、而螺纹深度渐变的全螺纹形式。

（4）大型螺杆直径一般在150㎜以上，如Ф150、Ф200挤塑机采用等距不等深，Ф250挤塑机，压缩比在2～3之间，长径比在15:1左右，螺杆分三段采用等距等深、

电性能（仅对绝缘材料）、机械性能、老化性能、耐油污能力（仅对热固性护套材料）、热延伸性能（仅对热固性材料）、耐臭氧性能（仅对热固性材料）、低温性能（仅对热塑性材料）。

塑料挤出机螺杆：渐变形（等距不等深）、渐变形（等深不等距）、突变型。

PVC的软化点为75～165℃，一般选用等距渐变螺杆。而低密度聚乙烯（LDPE）的熔融温度

120～150℃，一般选用等距突变螺杆。Ø45挤挤塑机采用的是等距不等深的螺杆。

中型螺杆采用等距、而螺纹深度渐变的全螺纹形式，它的长径比比小螺杆大些，螺纹的节距相等

从根部起由浅

当电缆的敷设使用在诸如露天甲板,潮湿场所\蓄电池\冷藏室等可能腐蚀的场所时,除非这些电缆的金属编织层本身由耐蚀的材料构成,否则在编织层外应加护套.

额定电压这3.6/6(7.2)kV电缆的最小截面积为10㎜2,6/10(12) kV电缆的最小截面积为16㎜2,

8.7/15(17.5)kV电缆的最小截面积为25㎜2.

  单芯电缆最大截面积为630㎜2,三芯电缆为150㎜2.

表1   内衬层的厚度

表2   绝缘层标称厚度 (GB/T17755—1999)

导体

标称截面积

编织前电缆假设直径大于30㎜时,用大于或等于0.4㎜线编织.

1.挤绝缘(挤压式)配模要求:模芯内径    D=挤出前外径+(0.10~0.25)㎜

                      模套内径    D=挤出前外径+2*标称厚度—(0.10~0.20)㎜

成缆后的不圆度应≤10％,公式:(电缆的最大外径—电缆的最小外径)/电缆最大外径

包带搭盖率≥25％,搭盖率的计算公式:(搭盖宽度/绕包带宽度)*100％.

2.挤护套配模要求:

  挤压式:模芯内径    D=挤出前外径+(0.10~0.40)㎜

        模套内径     D=挤出前外径+2*标称厚度+(0.05~0.2)㎜

  挤管式:模芯内径    D=挤出前外径+(0.40~3)㎜

          模套内径    D=配模系数*模芯外径*(挤出前外径+2*标称厚度)/挤出外径

配模系数: PVC  1~1.1

如果护套的交联过程会对绝缘的性能及形状产生不利影响，则不应使用非交联绝缘（见156页）

单独屏蔽或整体屏蔽时，1.5㎜2以下的线芯，绞合长度应不超过120㎜；1.5㎜2及以上的线芯，绞合长度应不超过150㎜。

成品电缆的烟（光）最小透光率为60％。

命名及代号：

（1）类别代号：

橡皮绝缘………XJ            橡皮护套………XH

（2）工作温度代号：

65℃………0    70℃………1    85℃………2    90℃………3  180℃………8

（3）特性代号：

一般………0   一般不延燃………1    重型………2  重型不延燃………3

电线电缆材料用量计算公式：

1．导体用量：（KG/Km）= (d/2 )*0.7854*G*N*K1*K2*C

D=铜线径  G=铜比重  K1=铜线绞入率  K2 =芯线绞入率 C=绝缘芯线根数

2 绝缘用量：（KG/Km）=（D/2 --d/2）*0.7854*G*C* K2

D=绝缘外径 D=导体外径 G=绝缘比重 K2=芯线绞入率 C=绝缘芯线根数

3 外被用量：（KG/Km）=（D1*2-D*2*0.7854*G

D1=完成外径 D=上过程外径G=绝缘比径

4 包带外径：（KG/Km）= D*2*0.7854*t*G*Z

D=上过程外径 t=包带厚度G=包带比重Z=重叠率（1/4lap=1.25）

5 缠绕用量：（KG/Km）=d*2*0.7854*G*N*Z

d=铜线径 N=条数 G=比重 Z=绞入率

6 编织用量：（KG/Km）=d*2*0.7854*T*N*G/cosφ

φ=atan(2*3.1416*(D+d*2))*目数/25.4/T

d=编织铜线径T=锭数 N=每锭条数G=铜比重

比重：铜-8.；银-10.50；铝-2.70；锌-7.05；锡-7.30；钢-7.80；铅-11.40；纸-1.35

PVC-1.45；LDPE-0.92；HDPE-0.96；PEF（发泡）-0.65；FRPE-1.7；Teflom(FEP)2.2;Nylon-0.97;

PP-0.97；PU-1.21

棉布带-0.55；PP-0.55；棉纱线-0.48（均为假比重）