耐火環(huán)保電纜的耐火層抗拉伸強度受材料類型、結構設計及制造工藝影響顯著,普通云母帶耐火層抗拉強度通常不低于65MPa,優(yōu)質礦物絕緣結構可達343MPa以上,部分專利技術通過復合設計可進一步提升至更高水平。以下為具體分析:
一、材料類型對抗拉伸強度的影響
云母帶耐火層
基礎性能:云母(如白云母、金云母)是傳統(tǒng)耐火電纜的核心材料,其抗拉伸強度受云母紙與玻璃絲布復合工藝影響。普通云母帶抗拉強度通常不低于65MPa,斷裂伸長率不低于15%,可滿足一般耐火需求。
材料局限性:云母紙本身強度不足,需與玻璃絲布通過粘合劑復合,形成云母帶。若粘合劑性能或復合工藝不佳,可能導致抗拉伸強度下降。
礦物絕緣結構
銅護套+氧化鎂:礦物絕緣電纜(如BTTZ型)以銅護套為外層,內部填充氧化鎂絕緣材料。銅護套抗拉強度可達343MPa以上,伸長率不小于8%,但剛性較強,彎曲半徑需較大(通?!?D)。
改進設計:部分專利技術通過在礦物絕緣層中嵌入尼龍絲或彈力條,顯著提升抗拉伸能力。例如,安徽華星電纜的礦物絕緣防火電纜,通過彈力條與尼龍絲的復合結構,實現(xiàn)抗拉伸強度與柔韌性的平衡。
二、結構設計對抗拉伸強度的優(yōu)化
多層復合結構
耐火層與絕緣層協(xié)同:耐火層(如云母帶)與絕緣層(如交聯(lián)聚乙烯)的緊密結合,可分散拉伸應力。例如,江揚電纜的新型電纜通過優(yōu)化耐火層與絕緣層的厚度比例,結合鋼帶鎧裝層,實現(xiàn)低溫(-50℃)小半徑彎曲(≤10D)不開裂。
增強層應用:在耐火層外設置玻璃纖維帶或鋼帶鎧裝層,可進一步提升抗拉伸強度。玻璃纖維帶抗拉強度可達50N/15mm以上,鋼帶鎧裝層抗拉強度不低于295MPa。
專利技術突破
抗拉伸機構設計:安徽華星電纜的專利技術通過連接套、彈力條、尼龍絲和緩沖條的復合結構,實現(xiàn)導電內芯與抗拉伸機構的協(xié)同工作。該設計使電纜在拉伸時,彈力條與尼龍絲共同承受應力,避免導電內芯斷裂,顯著提升使用壽命。
三、制造工藝對抗拉伸強度的影響
繞包工藝
云母帶繞包:耐火層繞包工藝需控制厚度、層數(shù)及搭蓋率。例如,0.6/1kV電纜通常采用0.20mm厚云母帶,搭蓋率50%,繞包2層以上;中壓電纜則采用0.80mm厚云母帶,繞包3層以上,以確保耐火性能與機械強度。
均勻性控制:繞包過程中需避免云母帶重疊或間隙,否則可能導致局部應力集中,降低抗拉伸強度。
交聯(lián)工藝
交聯(lián)聚乙烯絕緣:交聯(lián)工藝可提升絕緣層的抗蠕變性與機械強度。適當交聯(lián)的聚乙烯分子間作用力增強,拉伸時分子鏈取向更均勻,強度提升;但過度交聯(lián)可能導致材料變脆,強度下降。
四、行業(yè)案例與標準參考
江揚電纜新型產品
結構特點:采用“導體→耐火層(云母帶)→絕緣層(交聯(lián)聚乙烯)→阻燃帶→銅帶屏蔽層→內護套→鋼帶鎧裝層→外護套”的多層設計。
性能數(shù)據(jù):在-50℃低溫下,該電纜可承受小彎曲半徑(≤10D)反復彎曲不開裂,表明其耐火層與整體結構的抗拉伸性能優(yōu)異。
國際標準要求
