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橡皮电缆铜线发黑的三个原因

2023-01-26 10:30:17

  橡皮电缆铜线发黑的三个原因
  橡皮电缆铜线发黑的原因是多方面因素造成的,不仅有橡胶的配方,还有铜线本身的状态、橡胶加工工艺、橡胶硫化工艺、电缆结构等诸多因素。
  橡套电缆是由多股细铜丝作为导体,外包橡胶绝缘和橡胶护套而成的一种柔性可移动电缆。一般来说包括通用橡套软电缆、电焊机电缆、潜水电机电缆、无线电设备电缆、摄影光源电缆。
  橡套电缆铜丝发黑是由多种因素造成的,不仅仅是橡胶的配方,还有铜丝本身的状态、橡胶加工工艺、橡胶硫化工艺、电缆结构、护套橡胶配方、生产环境等诸多因素。
  1、粘胶和铜线发黑的原因分析
  1.1铜线本身的原因
  上世纪五六十年代,国内大部分厂家使用的是含铜量为99.99%的普通铜杆,都是有氧铜杆。由于铜本身不是无氧铜,在加工过程中,铜线表面不可避免地被氧化。上世纪80年代,我国引进了先进的无氧铜杆生产技术,自主研发的无氧铜杆生产技术使整个电线电缆行业都使用了无氧铜杆,这无疑改善了铜线的发黑问题。但由于铜杆的加工,特别是韧化工艺的掌握,以及加工后的铜丝芯存放条件较差,铜丝芯本身已被轻微氧化,这也是铜丝发黑的原因之一。

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  1.2橡胶配方的原因
  20世纪50年代,橡胶绝缘采用天然橡胶和丁苯橡胶。因为绝缘橡胶是和铜线直接接触的,不可能直接用硫磺做硫化剂,即使用一点点硫磺也会把铜线熏黑。有必要使用一些能分解游离硫的化合物,如前面提到的促进剂TMTD和硫化剂VA-7。同时要加入一些硫化促进剂,提高硫化速度和程度,以保证绝缘橡胶的物理机械性能和电气性能。但绝缘橡胶的弹性、强度、变形都不如加硫的(如果不考虑铜线发黑的话)。几十年的实践证明,TMTD解决不了铜线的发黑问题。另外绝缘橡胶要有各种颜色,红、蓝、黄、绿、黑是基本色。这些颜色的出现也会使橡胶发粘,铜线发黑。配方中的主要填料是轻质碳酸钙和滑石粉。因为价格的原因,有些厂家为了降低成本,使用特别便宜的碳酸钙和滑石粉。这些填料颗粒粗,游离碱含量大,杂质多,所以物理机械性能差,电性能差,容易造成铜线发黑。有些工厂还使用活性超细碳酸钙来提高绝缘橡胶的物理机械性能,大部分活性钙都是用硬脂酸处理的,这也是铜线发黑的原因。使用VA-7硫化剂可以改善铜线发黑,但由于硫化程度不够,橡胶变形大,会造成橡胶发粘。特别是加入促进剂ZDC后,硫化速度加快。为了防止焦烧,加入促进剂DM以延缓焦烧时间。
  2、从电线电缆的结构分析
  2.1铜的催化老化是橡胶发粘的重要原因
  2.2橡皮护套电缆中的硫向绝缘橡胶和铜线表面的迁移
  3。加工工艺原因
  3.1橡胶加工原因
  在以天然橡胶和丁苯橡胶结合的绝缘配方中,需要对天然橡胶进行塑化处理,以提高橡胶的可塑性。有些大厂为了提高产量,用密炼机塑化,还加入少量化学增塑剂——促进剂M,提高可塑性。如果塑化温度和生胶滤胶温度控制不好,出现140℃以上的高温,当生胶放在开炼机上,慢慢通过辊筒,上面堆积的橡胶会发现,由于热氧和促进剂m的同时作用,橡胶表面似乎涂上了一层油,实际上是橡胶分子链在化学增塑剂的促进下严重断裂,导致橡胶更软更粘,分子量更小。后来虽然与丁苯橡胶混合生产绝缘橡胶,但这些分子量小的天然橡胶都均匀地分散在橡胶中。这些橡胶挤在铜线上连续硫化后,当时可能没有问题,但已经埋下了橡胶粘铜线的隐患,也就是说这些分子量小的天然橡胶会先出现局部粘铜线的现象。橡胶中加入硫化剂和促进剂的过程也很重要。在一些小厂,硫化剂是加到磨里的,也就是把装满硫化剂的罐子倒在鼓的中间,中间多,两边少。硫化剂吃进橡胶里,转三角次数少,会使硫化剂在橡胶里分布不均匀。这样在挤压连续硫化时,硫化剂多的地方容易使铜线发黑,长期在发黑的地方会出现橡胶粘铜线的现象。
  3.2绝缘橡胶硫化的原因
  有些企业为了追求产量,只有60m长的连续硫化管,蒸汽压力1.3Mpa,硫化速度要120m/min,这样绝缘橡胶在管内停留时间只有30秒。橡胶本身是热的不良导体,绝缘线芯表面温度大于190℃。当温度传递到与铜线接触的内层橡胶时,被铜线吸收。当铜线温度上升到接近内层橡胶温度时,硫化橡胶线芯已脱离硫化管。这样,内胶的温度相对较低,约为170℃。只停留几秒钟,橡胶离开硫化管进入冷却卷绕,绝缘橡胶就会硫化不充分。为了实现充分的硫化促进剂TMTD(用作硫化剂)的用量高达3.4%。过量的硫化剂在硫化过程中释放出更多的游离硫,除了交联橡胶分子外还有多余的游离硫。这就是铜线表面发黑的原因。
  总之,还是很难解决铜线发黑的问题。从铜线到橡胶的每一道工序都要认真对待,才能取得好的效果。橡胶的选择和硫化体系的采用仍是关键问题。这个问题的解决需要时间的考验。

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