構(gòu)成電力電纜的材料分為導(dǎo)電材料和防護(hù)材料,導(dǎo)電材料主要完成電力的傳送,防護(hù)材料包括絕緣、屏蔽和護(hù)套,完成電纜的電氣絕緣、電磁場隔離、物理防護(hù),電纜技術(shù)的進(jìn)步都在很大程度上依賴于構(gòu)成材料的發(fā)展,如阻燃耐火電纜、環(huán)保電纜、耐高溫電纜、高溫超導(dǎo)電纜等等,本文介紹一種近年來為生產(chǎn)企業(yè)和使用部門所重視、由特種電纜材料作為防護(hù)材料的耐高溫電纜——氟塑料絕緣及護(hù)套電力電纜。
氟塑料是塑料的一個(gè)重要種類,凡結(jié)構(gòu)中含有氟原子的塑料,總稱為氟塑料。氟塑料的電絕緣性能、耐熱性、防腐蝕性能突出,使用壽命長,被歐美等發(fā)達(dá)國家大量用于發(fā)電、冶金、石油化工等工礦企業(yè)。我國含氟塑料成型加工行業(yè)是60年代初開始發(fā)展的,六十、七十年代主要用于國防工業(yè),進(jìn)入八十年代以后,氟塑料加工行業(yè)得到迅速發(fā)展。
氟塑料種類有聚四氟乙烯(PTFE,簡稱F-4)、四氟乙烯與全氟(正)丙基乙烯基醚的共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP,簡稱F-46)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE,簡稱 F-40)、聚偏氟乙烯(PVDF,簡稱F-2)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物(THV)等。氟塑料中F-4但綜合性能最好,但加工困難,通常用于電力電纜的有PFA、F-46、F-40、F-2等.材料的電氣機(jī)械性能如表1所示。
PFA、F-46、F-40、F-2的最高工作溫度為200、205、180、150℃,優(yōu)于普通的聚氯乙烯和交聯(lián)聚乙烯材料,PFA在285℃下經(jīng)過2500小時(shí)后,仍能保持原有的力學(xué)性能,顯示了優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
PFA、F-46、F-40的電性能優(yōu)越,PFA、F-46在1kHz-1MHz的頻率下,介電常數(shù)幾乎沒有變化,十分適合在高溫高頻下使用。F-2分子不對(duì)稱,極性較大,電性能與聚氯乙烯材料相當(dāng)。
氟塑料的機(jī)械性能也很突出,F(xiàn)-40、F-2的抗拉強(qiáng)度很大,非常堅(jiān)韌,有優(yōu)良的耐切割性。F-46在-60℃時(shí)仍具有可撓性,但耐應(yīng)力開裂性能稍差。
PFA、F-46、F-40的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異,除與極少數(shù)材料發(fā)生反應(yīng)外,與其它的化學(xué)藥品均不被腐蝕。F-2耐化學(xué)性能較差。
與聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯比較,氟塑料具有以下特點(diǎn):1、具有更優(yōu)越的電絕緣性能、機(jī)械性能及耐溫、耐腐蝕特性;2、材料價(jià)格昂貴;3、加工手段特殊,在熔融態(tài)有很強(qiáng)的腐蝕性,宜用專用高溫?cái)D出機(jī)擠出;4、燃燒時(shí)可形成有腐蝕性和刺激性的HF,及有毒性的懸浮顆粒,對(duì)設(shè)備和人身健康造成傷害。