宝胜集团有限公司 唐崇健 庞玉春邵怀国

 2 阻燃电缆的结构设计
    多项研究成果表明，电缆在进行成束燃烧试验时，如果电缆的绝缘层不被引燃，则通过成束燃烧试验的可能性就越大，对于35kV交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆来说，如何确保在进行成束燃烧试验的过程中，电缆的绝缘层不被引燃这一点显得十分重要，因为，交联聚乙烯材料的氧指数极低，明火极易引燃，一旦交联聚乙烯绝缘材料被引燃，该材料将产生大量的热量，从而使燃烧进一步加剧、温度上升，最终导致阻燃试验失败。因此，对于35kV交联聚乙烯绝缘A类阻燃电力电缆的结构设计，我们主要考虑在两个方面采取相关措施来满足A类阻燃性能要求：一是电缆的填充材料采用阻燃材料、外护套采用阻燃或非阻燃材料；二是在电缆的绝缘线芯和外护套之间设计一层隔火阻燃层，隔火阻燃层主要起到保护绝缘层不被燃烧的目的。
 2.1电缆样品设计方案一
    图1 所示是ZRA-YJLV 3×150mm2电缆的结构示意图，电缆的导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、铜带屏蔽、PVC外护套的结构设计、材料选用和普通YJLV 3×150mm2电缆相同，所不同的是，电缆的填充材料采用矿物纸绳，矿物纸绳属无机材料，具有较好的阻燃性能，此外，在绝缘线芯和外护套之间设计了高阻燃隔火层，高阻燃隔火层由无纺布带和XQT-3型高阻燃涂胶型玻璃布组成，无纺布起到包扎缆芯的作用，而用8层XQT-3型高阻燃涂胶玻璃布带重叠绕包成高阻燃隔火层，重叠率控制在20∽30%之间。
    XQT-3型高阻燃涂胶玻璃布带主要性能见表1，它是由玻璃纤维布作基布，并在玻璃纤维布的表面浸涂金属水合物阻燃胶类溶液加工而成，该材料遇明火后即分解成金属氧化物和析出结晶水，金属氧化物吸附在玻璃纤维布的表面能够形成多孔状的外壳，这种外壳对烟气有一定的吸附作用，此外，析出的水份，不但起到降温作用，而且对燃烧过程中的烟粒的沉降有显著的效果。

表1 XQT-3型高阻燃涂胶玻璃布带主要性能指标

1- 铝导体 2-导体屏蔽 3-XLPE绝缘层 4-绝缘屏蔽 5-铜带屏蔽层 6-矿物纸绳填充
7-高阻燃隔火层（无纺布带+XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带） 8—PVC外护套

 2.2 电缆样品设计方案二
    图2所示是ZRA-YJV 3×120mm2电缆的结构示意图，电缆的导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、铜带屏蔽的结构设计、材料选用和普通YJV 3×120mm2电缆相同，所不同的是，电缆的填充采用阻燃PVC扇形填充条，其氧指数（OI）为30，在绝缘线芯和外护套之间仍然设计一层高阻燃隔火层，高阻燃隔火层由无纺布带和XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带组成，XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带绕包层数为6层。

1-铜导体 2-导体屏蔽 3-XLPE绝缘层 4-绝缘屏蔽 5-铜带屏蔽层 6-阻燃PVC扇形填充条
7-高阻燃隔火层（无纺布带+XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带） 8—阻燃PVC外护套

2.3 电缆样品设计方案三
    对于ZRA-YJV 3×400mm2电缆的结构设计我们采用方案二的方法和要求。
    3 阻燃电缆的成束燃烧试验
    经对所试制的三个电缆样品按GB/T18380.3《成束电线电缆的燃烧试验方法》标准的规定进行试验，其试验结果见表3。图3、图4、图5分别描述了三个电缆试样试验后的烧损情况，在整个试验过程中烟较小。

表3 阻燃电缆成束燃烧试验情况

    在进行ZRA-YJV 3×400mm2电缆燃烧试验过程中，同时记录了成束燃烧试验箱内的温度变化情况，试验期间箱体内最高温度为67℃，图6是电缆燃烧试验过程中温度变化曲线。从对三个试样试验后的解剖情况看，虽然，电缆的外护套局部被烧穿，但电缆的内部绝缘线芯完好无损，相互之间不粘连，此外，高阻燃隔火层表面潮湿，并含有大量的水分，这些水分的产生主要是玻璃布包带中的金属氧化物遇火后分解所致，它对阻止电缆的进一步燃烧起到了关键性的作用。

图3 ZRA-YJLV 3×150mm2电缆成束试验烧损图


图4 ZRA-YJV 3×120mm2电缆成束试验烧损图


图5 ZRA-YJV 3×240mm2电缆成束试验烧损图

    4 结论
     4.1 经过多次试验得出，在35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘线芯和外护套之间采用XQT-3高阻燃涂胶玻璃布带多层重叠绕包成高阻燃隔火层，同时电缆的填充和外护套采用本文设计方案一和设计方案二中规定的材料，能够满足电缆的A类阻燃要求。
 4.2 本文所介绍的电缆结构设计合理，加工工艺简单，制造成本略高于普通同型号规格的电缆，电缆外径增加值小，且电缆的阻燃性能较好，因此该电缆是一种有发展前景的产品。

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