特种电缆护层的材料及其性能 1. 金属护层金属护层通常由金属护套和外护层构成。
金属护套常用的材料是 铝、铅和钢，按其加工工艺的不同，可分为热压金属护套和焊接金属护套 两种。
此外，还有采用成型金属管作为电缆金属护层的，如钢管电缆等。
外护层一般由内衬层、铠装层和外被层三部分所构成，主要起机械保护和 防止腐蚀的作用。
相对于外护层而言，电缆金属护套常称为电缆的内护 层。
金属护层的一般结构如图 17 - 1 所示。
常用的金属护套是铅护套和铝护套。
钢管作为电缆护套的一种，主 要应用于高油压或高气压的超高电压电缆或管道充气电缆中，与铅护套 和铝护套相比，具有机械性能高、结构简单、维护方便等优点。
铅质地柔软，熔点较低，是很早用作电缆金属护层的材料。
它具有以 下优点：①熔点低，易于加工，在制造过程中不会使电缆绝缘过热；②化学性能稳定，耐腐蚀性好，不易受酸碱等物质的腐蚀；③柔软，不影响电缆的可曲性。
它有以下缺点：①机械强度低，易受外力损伤。
②质地柔软但弹性差[浸渍剂( 电缆油)的膨胀系数为铅的 7 ~ 8 倍，当电缆通电温度上升后，浸渍剂比铅套膨胀厉害，电缆内部压力升高，造 成铅包过度伸展。
当温度降低时，铅包不能恢复到原来的状态，在电缆内 部形成空隙，易在绝缘中产生局部放电]；③铅有较大的蠕动性和疲劳龟裂性，在架空或沿桥梁、铁路敷设的情 况下，可能由于振动而产生龟裂，从而导致电缆受潮或漏油而引起故障；④密度大，增加了电缆的质量；⑤资源缺乏，价格昂贵。
由于铅护套有上述缺点，因此，尽管电缆铅护套已具有将近一个世纪 的制造和使用经验，人们还在寻求新的材料来代替它。
目前，很好的代用 材料就是铝。
与铅相比，铝的主要优点是：①密度小，机械强度高，铝的密度不到铅的 1/4，机械强度却是铅的 5 倍；②导电、导热及屏蔽性能等都比铅好；③资源十分丰富。
与铅护套相比，铝护套的性能比较多方面。
首先是蠕变性和疲劳龟裂 性比铅或铝合金小得多，机械强度高得多，敷设在振动场所不需要防振装 置。
在落差较大或过载情况下，铅包电缆常会发生护套胀破、漏油等故 障，铝包电缆则可避免。
在自容式充油充气电缆等场合，铝护套可以在 15 个大气压的内压力下正常运行，而铅护套则非用黄铜带等加固不可。
在 地下直埋敷设的情况下，铝护套不必像铅护套那样要用钢带铠装，因而其 护套层可大大简化。
铝的电导率比铅高 7 倍，不仅有良好的屏蔽性，而且 在有些场合，可以直接作为接地保护的导线。
铝护套所需厚度比铅薄，且 密度小，因此铝包电缆的质量一般只有铅包电缆的 30% ~ 70% ，既方便运 输和施工，价格也比较便宜。
铝护套 的缺 点是没有铅护套那样柔软。
不过，实践证 明，直径在 40mm 以下的铅包电缆，在施工敷设过程 中并未碰到实 际 困难；直径在 40mm 以上的铝包电缆，其柔软性可通过轧纹来提高。
其次，铝护套的耐 腐蚀性比铅护套低。
但是，在大气中，铝护套的表面由于氧化而迅速形成 一层附着良好的保护性氧化铝膜，从而使它的耐蚀有很大提高。
实践表 明，裸铝包电缆在架空敷设的条件下，其腐蚀性可以与裸铅包电缆相媲 美。
铝护套的腐蚀只是在氧化铝膜受到破坏而又得不到恢复的情况下发 生。
碱、石灰和水泥等对铝有较强的腐蚀作用，所以不宜将裸铝包电缆沿 水泥墙壁敷设。
很后一点，就是铝护套采用封焊时，必须设法除去铝护套 表面的氧化铝膜才能进行，工艺比较复杂，制作电缆头时不易保证密封质 量。
在金属护套外面起防蚀或机械保护作用的覆盖层叫外护层。
外护层 一般由内衬层、铠装层和外被层三部分组成，它们的作用如下：①内衬层，位于铠装层和金属护套之间的同心层，起铠装衬垫和金属 护套防蚀作用；②铠装层，在内衬层与外被层之间的同心层，主要起抗压或抗张的机 械保护作用；③外被层，在铠装外面的同心层，主要对铠装起防蚀保护作用。
外护层按防水性能范围可以分为一级外护层和二级外护层。
一级外 护层就是只对金属护套具有可靠防蚀保护作用的外护层，二级外护层就 是对金属护套和铠装都具有可靠防蚀保护作用的外护层。
因此，没有铠 装的电缆，只有一级外护层，而没有二级外护层。
铠装层通常由钢带或钢丝构成。
钢带铠装层的主要作用是抗压，适 用于地下埋设的场合；钢丝铠装层的主要作用是抗拉，主要用于水下或垂 直敷设的场合。
为防腐蚀，铠装钢带必须有防蚀措施，如预涂沥青、防锈 漆或镀锌，铠装钢丝则用镀锌钢丝、涂塑钢丝等。
内衬层通常用沥青、玻璃丝布带、塑料带、皱纹纸等。
在铠装层外面的外被层，对于一级防护层应由如下同心层构成：①电缆沥青；②浸渍黄麻或玻璃毛纱；③电缆
裁线机沥青；④防止粘合的涂料。
对于二级外护层应由如下同心层构成：①电缆沥青；②聚氯乙烯塑料带；③聚氯乙烯或聚乙烯塑料护套。
铝护套由于强度高，在大多数场合下不需要铠装加强，因此，它的外 护层只起防蚀作用，结构也十分简单，通常由下列同心层构成：①电缆沥青；②塑料带；③聚氯乙烯或聚乙烯护套。
2 . 橡塑护层橡塑护层的特点是柔软、轻便，在移动式电缆中得到很广泛的应用。
但橡塑材料都有一定的透水性，仅能在采用具有高耐湿性的高聚物材料 作为电缆绝缘时应用。
橡塑护层的结构比较简单，通常只有一个护套，并 且一般是橡皮绝缘的电缆用橡皮护套，也有用塑料护套的，但塑料绝缘电 缆都用塑料护套。
相对而言，橡皮护套的强度、弹性和柔韧性较高，但工 艺比较复杂。
塑料护套的防水性、耐药品性较好，且资源丰富，价格便宜， 加工方便，因此应用更广。
为增加橡塑护层的强度，常在橡塑护层中引入金属铠装，在铠装外面 有一个塑料护套作为防蚀的外被层，称这种结构为内铠装塑料外护层。
内铠装塑料外护层有三种结构：内铠装钢带塑料外护层、内铠装单细圆钢 丝塑料外护层和内铠装单粗圆钢丝塑料外护层。
3 . 组合护层组合护层也叫综合护层，或简易金属护层，一般由薄铝带和聚乙烯护 套组合构成。
它既保留塑料电缆柔软轻便的特点，又由于引进铝带起隔潮作用，使它的透水性比单一塑料护层大为减小。
若以铝 - 聚乙烯粘接 组合护层为例，其透水性至少比聚乙烯护层降低 50 倍以上。
组合护层按结构的不同一般分为铝 - 聚乙烯、铝 - 钢 - 聚乙烯和铝 - 聚乙烯粘结三类。
各种护套适用的电缆绝缘种类如表 17 - 1 所示。
电缆护层的结构所 适应的敷设场所和环境条件可按表 17 - 2 选择。
表 17 - 1 注：△表示适用。
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