氟塑料的品種及性能

1、氟塑料的品種及應(yīng)用塑料是各種含氟塑料的總稱，由含氟單體如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟異丁烯、全氟代烷基乙烯基醛及乙烯等單體通過均聚或共聚反應(yīng)制得。主要的氟塑料品種列下，但按數(shù)量及用途來說以聚四氟乙烯為最重要。聚四氟乙烯（PTFE,簡稱F4 ）聚全氟代乙丙烯（FEP,簡稱F46）聚三氟氯乙烯（ECTFE,簡稱F3）聚偏氟乙烯（PVDF,簡稱F2）聚氟乙烯（PVF,簡稱F1）偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚物（Kel-F ,簡稱F2 3）偏氟乙烯與四氟乙烯共聚物（6 Oomph簡稱F2 4）偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物（vitonA ,簡稱F2 6）三氟氯乙烯與乙烯共聚物（Halar

2、,簡稱F3 0）四氟乙烯與乙烯共聚物（Tefzel,簡稱F4 0）偏氟乙烯與六氟異丁烯共聚物（CM-1 ）四氟乙烯與全氟代烷基乙烯基醛共聚物一可熔性聚四氟乙烯（PEA）以F4為代表的氟塑料具有一系列優(yōu)良的使用特性，耐高溫長期使用溫度達(dá)200C；耐低溫在-100C以下仍柔軟，耐腐蝕能耐王水和切有機(jī)溶劑;耐氣候有塑料中最隹的老化壽命；高絕緣體積電阻達(dá)1018歐姻 厘米，而且介電性能幾乎與溫度及頻率的變化無關(guān)；高潤滑具有塑料中最小的靜摩擦系數(shù)；不粘附有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì)；無毒害具有生理惰性、宜與血液接觸。由于氟塑料兼?zhèn)湟陨戏N種實(shí)用性能、 使它可在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域大顯身手。諸如

3、化工防腐蝕管道及設(shè)備上的襯里和涂層、超純物質(zhì)的過瀘材料、耐高低溫的液壓傳遞軟管、耐各種苛刻環(huán)境之密封墊圈、低摩擦之橋梁伸縮滑塊、各類無油潤滑活塞環(huán)、高溫高頻電子儀器的絕緣、可撓電纜、高級印刷線路板，有壓電壓熱性能 材料，無油烹調(diào)飲具的脫模涂層、 人體血管及心肺臟器的代用品等等， 都只是它在這些領(lǐng)域的代表性用途。完全可以相信，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步,必將有更多的氟塑料產(chǎn)品應(yīng)用在各行各業(yè)的各個部門。在討論氟塑料的物性時知道，氟塑料由于它的氟碳鍵鍵能很高以及氟原子的屏蔽作用，使它具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能、介電性能、耐氣候性 能以及不燃不粘、低摩擦系數(shù)和較寬的使用溫度范圍等性能，因此，廣泛應(yīng)用于防腐蝕、密

4、封、支承負(fù)荷、防粘、電氣絕緣、醫(yī)療衛(wèi)生及家庭日 用品等方面，已成為現(xiàn)代尖端科學(xué)、國防工業(yè)、電子電氣、化工、機(jī)械工業(yè)等不可缺少的重要材料之一。氟塑料在整個塑料中占有的比例很少，但在我國實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化的過程中，它卻是不可缺少的一個品種。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，氟塑料必 將獲得迅速的發(fā)展。F4耐腐蝕管道及其配件的應(yīng)用 F4管道可以作為輸送腐蝕性或粘性液體的管道，也可作為腐蝕性氣體的輸送管、排氣管和蒸 氣管等。因F4機(jī)械強(qiáng)度低，耐壓性差，線膨脹系數(shù)大，而且，它的機(jī)械強(qiáng)度因溫度升高而降低，易于變形，特別是在承受高溫高壓時矛盾更為 突出，所以，F(xiàn)4管外及管配件外必須以玻璃鋼或金屬管加強(qiáng)。它們之間的連接均采

5、用F4管屬緊襯里管，即玻璃鋼與 F4管粘結(jié)成一整體。它可克服不同材質(zhì)間不同線膨脹系數(shù)所引起的問題，可作為承受負(fù)壓系統(tǒng)的輸送管道，并能防止大氣及環(huán)境對管道的腐蝕。由于有些流體在一定流速 下與管壁經(jīng)常發(fā)生摩擦，易產(chǎn)生靜電而導(dǎo)致管壁擊穿，應(yīng)采取電位相等的導(dǎo)電措施加以防止，或在成型內(nèi)管及其配件時加入適量碳墨，以防止產(chǎn) 生靜電并減少因熱脹冷縮而引起的尺寸變化。聚四氟乙烯是目前氟塑料中用量最大的品種，約占其總需求量的60%,它的性能優(yōu)異，受用戶信賴。其他氟塑料在半導(dǎo)體、醫(yī)療、電線被覆等領(lǐng)域的應(yīng)用也在擴(kuò)大。氟塑料的用途可概括為：1 .利用其耐藥品性 撅塑料在耐藥品性方面的應(yīng)用早已不局限于制造密封圈、襯墊、管

6、件，在其他需要耐腐蝕的部件（如管道）上的用星也日益增加。隨著原料和加工技術(shù)的進(jìn)步，氟塑料的成型方式又?jǐn)U大廠選擇幅度：如采用注射成型可大幅度提高生產(chǎn)效率，小批量生產(chǎn)時可采用切削加工 工藝，聚四氟乙烯粘接和焊接技術(shù)的開發(fā)使制造大型貯槽和設(shè)備襯里有了可能，F(xiàn)EP粉末噴涂工藝使加工更加靈活、方便。半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中防腐蝕、防污染已更多地采用氟塑料。2 .機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域 聚四氟乙烯的的摩擦系數(shù)小，其靜摩擦系數(shù)低于動摩擦系數(shù)，可用于低速高負(fù)荷領(lǐng)域，如在土建、化工、橋梁等結(jié)構(gòu)件中可 解決熱膨脹和震動引起的伸縮問題。具體應(yīng)用有：（1）防污染機(jī)械（如紡織、造紙、制藥、食品機(jī)械）的軸承軸套;（2）輸送堿、溶劑等非潤滑

7、液體的機(jī)械（如攪拌機(jī)、染色機(jī)、泵）；（3）在酸、堿等腐蝕性環(huán)境（如電鍍浴槽化工設(shè)備）下工作的軸套；（4）禁油潤滑（如制氧設(shè)備）；（5）元油潤滑（如超低溫冷凍機(jī)、液體燃料泵）；（6）油潤滑效果不良的環(huán)境下（加高溫干燥機(jī)、爐內(nèi)臺午、爐內(nèi)傳送帶 ）工作的滑動部件；（7）低速高負(fù)荷狀態(tài)下的滑動部件可動支承 ）。3 .電氣領(lǐng)域 氟塑料是難燃材料.臨界氧指數(shù)高又而腐蝕，可作電線的絕緣層。ETFElPvDF的絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度都高，機(jī)械強(qiáng)度也優(yōu).qT用于計算機(jī)、通信機(jī)電纜。利用其耐候性、耐輻照等特性可用于油井及核反應(yīng)堆小的電纜。利用其高頻下相對介電常數(shù)與介電損耗均低的特點(diǎn)可用于通信設(shè)備、高頻電了儀器，將PT

8、FE與炭黑、碳纖維這類導(dǎo)電物質(zhì)混合可作為防靜電材料和發(fā)熱元件材料。PvDF也可制成壓電元件用于無線電行業(yè)及儀器儀表行業(yè)。4 .不粘性 利用氟塑料的不粘性可以制造廚房設(shè)備 （如不粘鍋、點(diǎn)心模具 卜高級建筑物的外墻涂層、泡沫塑料成型模具、復(fù)印機(jī)輻筒等。此外 在人造血管、心臟瓣片等醫(yī)學(xué)土物工程材料、氣體分離膜、防水透氣復(fù)合織物等方面的用途也日益廣泛。聚四氟乙烯的性能及用途作者：洛陽軸承研究所 張素娥聚四氟乙烯（PTFE）以其優(yōu)異的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、很好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性， 已在化工、石油、紡織、電子電氣、醫(yī)療、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在氟明生中聚四氟乙烯

9、（PTFE）的消耗量最大，用途最廣，是氟 塑料中的一個重要品種。PTFE具有優(yōu)異的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、很好 的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性，有塑料王”之美稱。該材料最早是為國防和尖端技術(shù)需要而開發(fā)的，而后逐漸推廣到民用，其用途涉及航空航天和民用的許多方面，目前在其應(yīng)用領(lǐng)域已成為不可或缺的材料。PTFE的性能特點(diǎn)PTFE是由四氟乙烯單體聚合而成的聚合物，是一種類似于PE的透明或不透明的蠟狀物，其密度為2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PE相似，只是聚乙烯中的全部氫原子都被氟原子所取代。由于C-F鍵鍵能高，性能穩(wěn)定，因而其耐化學(xué)腐蝕性極隹，能夠承受

10、除了熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)以及高于 300 c的氫氧化鈉之外的所有強(qiáng)酸（包括王水），以及強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑的作用；PTFE分子中F原子對稱，C-F鍵中兩種元素以共價鍵結(jié)合，分子中沒有游離的電子，使整個分子呈中性，因此它具有優(yōu)良的介電性能，而且其電絕緣性不受環(huán)境 及頻率的影響。它的體積電阻大于1017健 E,介電損耗小，擊穿電壓高、耐電弧性好，能在 250 c的電氣環(huán)境下長期工作；因 PTFE分子結(jié)構(gòu)中沒有氫鍵，結(jié)構(gòu)對稱，所以它的結(jié)晶度很高（一般結(jié)晶度為55%75% ,有時高達(dá)94%）,使PTFE耐熱性能極好，其熔融溫度為 324 C ,分解溫度為415 C,最高使用溫度為250 C

11、,脆化溫度為-190 C,熱變形溫度（0.46MPa條件下）為120 C。PTFE的力學(xué)性能良好，其拉伸強(qiáng) 度為2128MPa ,彎曲強(qiáng)度為1114MPa ,伸長率為250%300% ,對鋼的動靜摩擦系數(shù)均為 0.04，比尼龍、聚甲醛、聚酯塑料的摩擦系數(shù)都小, 具體數(shù)值見表1。表1 PTFE與其他工程整料的動.辭摩擦系數(shù)的比較塑料名稱睜摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)PTFE0.040.04PA-6a%0,22共聚POM0.140.23GTPBT0.160.21純PTFE強(qiáng)度低、耐磨性差以及耐蠕變性不好，通常要在PTFE聚合物中添加一些無機(jī)顆粒，如石墨、二硫化鋁、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維等 來提高其力學(xué)性能

12、；也可利用與其他聚合物如聚苯酯（PHB）、聚苯硫醛（PPS）、聚醛醛酮（PEEK）、聚全氟（乙烯/丙烯）共聚物（PFEP）等共混的方法來擴(kuò)展其阻尼溫度范圍，提高其耐蠕變性。PTFE的用途PTFE獨(dú)特的性能使其在化工、石油、紡織、食品、造紙、醫(yī)學(xué)、電子和機(jī)械等工業(yè)和海洋作業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。1、防腐蝕性能的應(yīng)用由于隹鹿、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷，難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境，由此造成的損失相當(dāng)驚人。 而PTFE材料以其卓越的耐腐蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣 管、蒸汽管，軋鋼機(jī)高壓油管，

13、飛機(jī)液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，精福塔、熱交換器，釜、塔、槽的襯里，閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對整個機(jī)器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。PTFE材料具有的耐腐蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高，使用溫度高于100 c的密封件。如機(jī)器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形法蘭的密封件，玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封件，軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵、拉桿的密封件等等。2、低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用由于有的設(shè)備的摩擦部分不宜加油潤滑，比如在潤滑油脂會被溶劑溶解而失效的場合或者造紙、制藥、食品、紡織等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品需要

14、避免潤 滑油沾污，這就使填充PTFE材料成為機(jī)械設(shè)備零件無油潤滑（直接承受載荷）的最理想材料。這是因?yàn)樵摬牧系哪Σ料禂?shù)是已知固體材料中最 低的。其具體用途包括用于化工設(shè)備、造紙機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械的軸承，用作活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼 結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊，以及用作橋梁支座和架橋轉(zhuǎn)體等。3、在電子電氣方面的應(yīng)用PTFE材料固有的低損耗與小介電常數(shù)使其可做成漆包線，以用于微型電機(jī)、熱電偶、控制裝置等；PTFE薄膜是制造電容器、無線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想絕緣材料，也是航空航天等工業(yè)電子部件不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜對氧氣透過

15、性大,而對水蒸汽的透過性小的這種選擇透過性，可制造氧氣傳感器；利用氟暨生在高溫、高壓下發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象的特性，可制造麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、機(jī)器人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光導(dǎo)纖維。4、在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用膨體PTFE材料是純惰性的，具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性，不會引起機(jī)體的排斥，對人體無生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔結(jié)構(gòu)， 從而可用于多種康復(fù)解決方案，包括用于軟組織再生的人造血管和補(bǔ)片以及用于血管、心臟、普通外科和整形外科的手術(shù)縫合。5、防粘性能的應(yīng)用PTFE材料具有固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，同時還具有耐高低溫優(yōu)良的特性，從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的

16、應(yīng)用 非常廣泛。其防粘工藝主要包括兩種：把PTFE部件或薄片安裝在基體上，以及把 PTFE涂層或與玻璃復(fù)合的漆布經(jīng)過熱收縮而套在基材上。隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，PTFE材料的三大缺點(diǎn)：冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在逐漸被克服，從而使它在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。（end）三、氟塑料絕緣耐高溫防腐控制電纜的使用特性與結(jié)構(gòu)§ 1、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： Q/HBF010-2004§ 2、交流額定電壓： U0/U 450/750V 。§ 3、聚全氟乙丙烯（F46）絕緣聚全氟乙丙烯（F46）護(hù)套電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度為200C,短

17、路時（最長持續(xù)時間不超過 5s）電纜導(dǎo)體的最高溫度不超5s）電纜導(dǎo)體的最10倍。有鎧裝或過500C。可溶性聚四氟乙烯（F4）絕緣可溶性聚四氟乙烯（F4）護(hù)套電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度為250C。短路時（最長持續(xù)時間不超過高溫度不超過 600 C。§4、電纜的敷設(shè)環(huán)境溫度：固定敷設(shè)不低于-60 C,非固定敷設(shè)不低于-20 C。推薦的允許彎曲半徑：無鎧裝層的電纜，應(yīng)不小于電纜外徑的銅帶屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，應(yīng)不小于電纜外徑的12倍。采用第五類導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的軟電纜（包括有屏蔽層結(jié)構(gòu)的），應(yīng)不小于電纜外徑的8倍。§ 5、電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)（見表 1）表 1導(dǎo)體標(biāo)稱截面mn導(dǎo)體種類20 C時直流電阻

18、不大于 Q /km最高工作溫度絕緣電阻不小于MQ - km銅導(dǎo)體或鍍銀銅導(dǎo)體其它鍍金屬銅導(dǎo)體0.5539.040.10.01300.75124.524.80.01100.75224.524.80.01100.75526.026.70.01101.0118.118.20.01001.0218.118.20.01001.0519.520.00.01001.5112.112.20.01001.5212.112.20.01001.5513.313.70.01002.517.417.560.01002.527.417.560.00902.557.988.210.0090414.614.700.00854

19、24.614.700.0085454.614.700.0070613.083.110.0065623.083.110.0065653.083.110.00601021.831.840.0050四、氟塑料絕緣耐高溫防腐電力電纜的使用特性§ 1、產(chǎn)品執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。§ 2、交流額定電壓：U0/U 0.6/1kV 。§ 3、聚全氟乙丙烯（F46）絕緣聚全氟乙丙烯（F46）護(hù)套電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度為200C,短路時（最長持續(xù)時間不超過 5s）電纜導(dǎo)體的最高溫度不超過 500Co可溶性聚四氟乙烯（F4）絕緣可溶性聚四氟乙烯（F4）護(hù)套電纜導(dǎo)體的長期允許工作溫度為250

20、C。短路時（最長持續(xù)時間不超過溫度不超過600 C。§4、電纜的敷設(shè)環(huán)境溫度：固定敷設(shè)不低于-60 C,非固定敷設(shè)不低于-20 C。推薦的允許彎曲半徑：無鎧裝層的電纜，應(yīng)不小于電纜外徑的5s）電纜導(dǎo)體的最高有鎧裝或銅帶屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，應(yīng)不小于電纜外徑的12倍。采用第五類導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的軟電纜（包括有屏蔽層結(jié)構(gòu)的），應(yīng)不小于電纜外徑的10倍。8倍。F26F30F46 (FEP)PFAF4 (FIFE)F40 (PEIFE)機(jī)械性能密度：1.78g/cm 3密度：2.1 2.2g/cm 3抗拉強(qiáng)度：2030MPa（懸?。?625 MPa （分散） 斷裂伸長率：250400%密度：1.73 1.

21、75g/cm 3 熔點(diǎn)；265270 c 抗拉強(qiáng)度：4251MPa 斷裂伸長率：100400%密度：2.17g/cm 3 熔點(diǎn)；260266 c 抗拉強(qiáng)度：2030MPa 斷裂伸長率：250330%密度：2.1 2.2g/cm 3 熔點(diǎn)；302310 c 抗拉強(qiáng)度：31MPa 斷裂伸長率：300%電性能相對介電常數(shù) 1kHZ : 2.1體積電阻率1018Q.cm介電強(qiáng)度：400500（V/0.001in ）F4的介質(zhì)損耗角正切tg 8在1000Hz 時為 0.0002擊穿場強(qiáng)：200kV/mm相對介電常數(shù) 1000Hz :2.6F40的介質(zhì)損耗角正切tg 8在 1000HZ時為 0.0008室

22、溫時體積電阻率可達(dá)到 1016 a .cm擊穿場強(qiáng)：16MV /m相對介電常數(shù)1MHZ :2.1體積電阻率 2*1018Q .cm擊穿場強(qiáng)：20-25MV /mF46的介質(zhì)損耗角正切tg 8在 1000Hz時為0.0002相對介電常數(shù) 1kHZ ：2.1 體積電阻率1018Q.cmF4的介質(zhì)損耗角正切tg 6 在 1000Hz 時為 0.002 擊穿場強(qiáng)：20-25MV /m耐溫性能具有相當(dāng)高的耐熱性和耐低 溫性能，可以在-60+260 C 下使用。脆化溫度為-190 C,它在-200+180 C的范 圍內(nèi)能保持有實(shí)際所需 要的強(qiáng)度和伸長率。沖擊脆化溫度V -80 C-200+260 C可以短

23、時 間使用，在-85+200C的溫度范圍內(nèi)連續(xù)使用。沖擊脆化溫度V -80 C可以在-60+260 C下使 用。沖擊脆化溫度V -80 C使用性能1 .有很好的耐濕性和耐水性， 侵水后絕緣電阻基本不變。2 .耐氣候性優(yōu)良，3 .具后突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性， 不受強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)試劑侵 蝕。4 .加工困難，工藝性能較差， 不能連續(xù)擠制，生產(chǎn)效率低。 5.耐輻照性能差。1 .機(jī)械強(qiáng)度局、耐應(yīng)力 開裂性好，重量輕，成 本低，2 .電絕緣性能優(yōu)良3 .耐大氣老化性能優(yōu) 良，耐輻照性能優(yōu)良 4.F40具有優(yōu)良的耐切 割性，高溫下的耐蠕變 性和低溫下的耐沖擊性 能均優(yōu)于F4。1 .具有突出的耐化學(xué)穩(wěn) 定性，2

24、.抗氧化性能非常好， 耐大氣穩(wěn)定性高。3 .耐輻照性能比F4好4 .常溫下具有較好的耐蠕變性，5 .耐輻照性能差。1 .優(yōu)良的電絕緣性能，tg 8和e受頻率的影響很 小，介電特性優(yōu)良。2 .具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性3 .耐化學(xué)藥品性能優(yōu)良，4 .易于加工，宜采用擠管 式拉伸模具5 .耐輻照性能優(yōu)良。變頻電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計變頻裝置的節(jié)能效果十分明顯，在大功率電機(jī)中采用變頻調(diào)速電機(jī)，整個發(fā)電機(jī)組可節(jié)電30%。并且使用變頻調(diào)速后，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動，使電機(jī)工作平穩(wěn)，電機(jī)軸承磨損減小，延長了電機(jī)使用壽命和維護(hù)周期。因此，變頻調(diào)速 技術(shù)在石油、冶金、發(fā)電、鐵路、礦山等工業(yè)方面得到了廣泛的使用。1 .電纜對稱性設(shè)計對

25、于1.8 /3KV及以下變頻電機(jī)專用電纜，和對稱3+ 1芯和4芯電纜僅可用于主電源的輸入纜， 但最好使用對稱結(jié) 構(gòu)電纜。變頻器與變頻電機(jī)間用電纜均需采用對稱電纜結(jié)構(gòu)，對稱電纜結(jié)構(gòu)有3芯和3+3芯兩種，3+3芯電纜結(jié)構(gòu)是將三大一小四芯絕緣線芯中第四芯（中性線芯）分解為三個截面較小的絕緣線芯，把三大三小線芯對稱成纜，對于6/10kV變頻電機(jī)專用電纜，該電纜結(jié)構(gòu)與 6/ 10kV普通電力電纜有所不同，普通電力電纜是將三根絕緣線芯采用銅帶屏 蔽后成纜，而變頻電機(jī)專用電纜是由銅絲銅帶屏蔽后擠包分相護(hù)套，然后對稱成纜，對稱電纜結(jié)構(gòu)由于導(dǎo)線的互換性，有更好的電磁相容性，對抑制電磁干擾起到一定的作用，能抵消高

26、次諧彼中的奇次頻率，提高變頻電機(jī)專用電纜的抗干 擾性，減少了整個系統(tǒng)中的電磁輻射。2 .屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)計1.8/3kV及以下變頻電機(jī)專用電纜的屏蔽一般采用總屏蔽，6/10kv變頻電機(jī)專用電纜屏蔽由分相屏蔽和總屏蔽構(gòu)成，分相屏蔽一般可采用銅帶屏蔽或銅絲銅帶組合屏蔽?？偲帘谓Y(jié)構(gòu)可采用銅絲銅帶組合屏蔽、銅絲編織屏蔽、銅帶屏 蔽、銅絲編織銅帶屏蔽等，屏蔽層截面與主線芯截面按一定比例。此結(jié)構(gòu)的屏蔽電纜可抗電磁感應(yīng)、接地不良和電源線 傳導(dǎo)干擾，減小電感，防止感應(yīng)電動勢過大。屏 蔽層既起到抑制電磁波對外發(fā)射的作用，又可作為短路電流的通道，能 起到中性線芯的保護(hù)作用。6/10kV變頻電機(jī)專用電纜，考慮到電纜在使

27、用過程中經(jīng)常受到徑向外力作用，在電纜屏蔽 層外增加鍍鋅鋼帶銷裝層（在屏蔽層和鋼帶銷裝層之間加隔離套）。鋼帶鎧裝主要是作為電纜的徑向機(jī)械保護(hù)層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一 定的互補(bǔ)作用，屏蔽效果將更好。3 .電纜電氣性能設(shè)計1.8/3kV及以下變頻電機(jī)專用電纜電氣性能均按 GB/T12706, 2002標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。6/10kV變頻電機(jī)專用電纜在滿足 GBT/12706. 2002標(biāo)準(zhǔn)外，增加了電容和電感等電性能要求。根據(jù)變頻電機(jī)專用電纜的實(shí)際使用情況并參照GB/T12706. 2002和ABB日公司對電力傳動電纜的技

28、術(shù)條件，確定了電纜的電氣性能參數(shù)。4 .電纜的主要制造工藝技求在變頻電機(jī)專用電纜生產(chǎn)過程中，絕緣線芯擠包工序、成纜工序等是最關(guān)鍵的工序絕緣線芯擠包工序絕緣線芯的質(zhì)量將直接影響到電纜的電氣性能。為了提高電纜的質(zhì)量，我們選擇高電性能絕緣材料生產(chǎn)，例如1.8/3kv變頻電機(jī)專用電纜，采用10kV交聯(lián)絕緣材料，6/10kv變頻電機(jī)專用電纜采用35kv交聯(lián)絕緣材料， 導(dǎo)體屏蔽、絕緣屏蔽和絕緣材料均采用了進(jìn)口材料。在生產(chǎn)過程中，我們特別注重原材料的凈化，屏蔽與絕緣材料擠包 緊密，控制絕緣偏心度和絕緣外徑的均勻一致，這樣可減少界面效應(yīng)，提高電纜電氣性能。成纜工序變頻電纜要求結(jié)構(gòu)對稱，成纜時必須保證絕緣線芯張

29、力均勻，使成纜后的線芯長度盡量保持一致，否則 會引起結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致電容和電感的不均勻性，影響電纜的電氣性能。變頻電纜的結(jié)構(gòu)及附加試驗(yàn)討論了解變頻電纜工作特點(diǎn)之后，就不難從電纜結(jié)構(gòu)改進(jìn)來解決上述三個問題。1 .絕緣的電氣擊穿問題 變頻電機(jī)大量應(yīng)用后，大多數(shù)情況選用一般電力電纜，如聚氯乙烯絕緣、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙 烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜，由于電纜本身耐壓水平較高，很少發(fā)生電纜本體擊穿。這與上述深井油泵電纜擊穿事故顯然 不同，深井油泵電纜采用聚酰亞胺/聚全氟乙丙烯復(fù)合薄膜繞包燒結(jié)和乙丙橡膠雙層絕緣，從厚度和絕緣密實(shí)來看并不 理想，油泵電纜長度超過3千米，油井的工作環(huán)境嚴(yán)酷，電纜處在高溫、高壓、含油和

30、含水的條件中工作，其絕緣性能 比較脆弱，當(dāng)運(yùn)行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯作用而導(dǎo)致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長期運(yùn)行而變頻下幾小時內(nèi)擊穿？這決不是老化問題，基本上可歸結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下，采用聚氯 乙烯絕緣并不理想，因?yàn)槠浣橘|(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意，它兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可 采用1kV電壓等級的規(guī)定，若適當(dāng)加厚，當(dāng)然更為可靠，這對變頻電纜更為有利。2 .高頻電磁波對環(huán)境污染問題 雖然目前沒有國家規(guī)范規(guī)定電纜發(fā)射電磁波造成環(huán)境污染的考核指標(biāo)，但抑制對外高頻 干擾是必須做到的。對于四芯低壓電纜，首先是改善絕緣線芯的排列，假如電纜的四個芯直接成纜，是不對稱結(jié)構(gòu)，如 果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣芯，把三大三小線芯對稱成纜，二種情況相比較，對稱型比較有利。第二應(yīng)認(rèn)為更重要的是加強(qiáng)總屏蔽結(jié)構(gòu)。制造者習(xí)慣采用銅線編織屏蔽，實(shí)際