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低壓架空絕緣電纜選型的探討

文檔作者：于洪才文檔來(lái)源：沈陽(yáng)電線廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月13日
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1999年第6期
N o．6 1999
電線電纜
Electric W ire＆ Cab Le
1999年l2
Dec．．1 999
f9 低壓架空絕緣電纜選型的探討
’r ]．1
(沈陽(yáng)電線廠，遼寧沈陽(yáng)l10042) ’
]
摘要：目前低壓電網(wǎng)改造工程已經(jīng)啟動(dòng)．低壓巢空圭邑罅電蛻可選用三種電蛻料，選棒哪一種
好，看法不一。針對(duì)這種情況，從穗定提高電網(wǎng)工程質(zhì)量，使之經(jīng)}手起歷史考驗(yàn)原則出發(fā)．通過(guò)
總姑篝期研克經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行經(jīng)弗技木蟪夸分折，提出在低壓梁空圭邑擎電蛻中選用的寨乙烯如果
不變聯(lián)還不如選用耐候型聚氯乙烯好的姑論
美奠詞；墼 參寶絲肆迪藍(lán)；耐候型聚氯乙烯I 毫堡墨亙盟I太氣老化
中圈分類粵{，rM 247．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
l 引 言
1 kV 及以下架空絕緣電纜用電纜料一
般有三種：耐侯型聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚
乙烯。選用哪種電纜合適，是當(dāng)夸電網(wǎng)改造和
建設(shè)中值得研究的問(wèn)題。這三種電纜料，如果
單純從技術(shù)性能看，最優(yōu)者當(dāng)屬交聯(lián)聚乙烯，
其次是耐候型聚氯乙烯，再次是聚乙烯。由于
交聯(lián)聚乙烯價(jià)格太高，它只能用在特殊要求
場(chǎng)合，所以，最常用的場(chǎng)合應(yīng)首選耐候型聚氯
乙烯。如果用普通型(非交聯(lián))聚乙烯還不如
采用耐候型聚氯乙烯，對(duì)于這種認(rèn)識(shí)形成的
緣由，我想先回顧親身研制經(jīng)歷再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)
技術(shù)綜合分析，本著實(shí)事求是認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)
度與同行們進(jìn)行討論。
2 低壓電網(wǎng)絕緣化的歷史回顧
2．1 國(guó)外早期開(kāi)發(fā)情況 ，
El本是在1961年開(kāi)始開(kāi)發(fā)架空絕緣電
纜的，據(jù)1976年日本九家電力公司統(tǒng)計(jì)，低
壓架空絕緣紱纜已敷設(shè)101800 km，電網(wǎng)絕
緣化率達(dá)到76 。低壓架空電纜料多采用耐
候型聚氯乙烯(0W 型)，也有采用聚乙烯的，
但多是交聯(lián)聚乙烯。
收藕日期 1999—3—30
作者簡(jiǎn)介：于洪才(1942 )，男，遼寧省遼中縣
人．高級(jí)工程師，沈陽(yáng)電線廠總工
美國(guó)在1 971年就制定了7O℃ ～ 90。C
600 V 的架空絕緣線纜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，低壓網(wǎng)多
數(shù)使用耐候型聚氯乙烯電纜。
瑞典、法國(guó)、芬蘭、德國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家
早在6O年代初就開(kāi)始研究生產(chǎn)架空絕緣電
纜，并且在金具研究方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，使
組裝件逐漸系列化。對(duì)我國(guó)架空絕緣電纜的
盒具開(kāi)發(fā)起到了重要借鑒作用。
2．2 國(guó)內(nèi)低壓架空絕緣電纜的開(kāi)發(fā)
遼寧沈陽(yáng)地區(qū)對(duì)低壓架空絕緣電纜的開(kāi)
發(fā)在全國(guó)是比較早的。1 983年我隨同沈陽(yáng)市
科委組織的技術(shù)考察團(tuán)去日本考察，在日本
城鄉(xiāng)看到電網(wǎng)絕緣化程度很高，低壓電網(wǎng)見(jiàn)
不到裸電線，多半是黑色耐候型聚氯乙烯絕
緣電纜。日本專家說(shuō)，在低壓架空絕緣電纜
中，聚乙烯如果不交聯(lián)還是耐候型聚氯乙烯
電纜好。我們到日本吉野川電線株式會(huì)社聚
氯乙烯絕緣電纜料生產(chǎn)車間參觀，我特意帶
回電纜料樣品回國(guó)。經(jīng)剖析后，會(huì)同喑爾濱電
工學(xué)院及撫順?biāo)芰弦粡S等三家聯(lián)合研制。用
近兩年時(shí)間于1 986年研制成功。由撫順?biāo)芰?
一廠生產(chǎn)耐候型聚氯乙烯電纜料，沈陽(yáng)電線
廠生產(chǎn)架空聚氯乙烯絕緣電囂，經(jīng)省級(jí)鑒定
認(rèn)為達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品水平(El本
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1 999年第6期
N0．6 1 999
電線電纜
Electric W [re＆ Cable
l999年l2月
Dee．，1999
JIS3340—1980(OW )型，德國(guó)DIN47720—
1 970NFYW 型)。從1986年開(kāi)始，沈陽(yáng)電業(yè)
局及遼寧省城鄉(xiāng)低壓電網(wǎng)開(kāi)始大量敷設(shè)耐候
型聚氯乙烯絕緣架空電纜．為我國(guó)電網(wǎng)絕緣
化工作起到了率先垂范作用 與此同時(shí)，這項(xiàng)
工作也受到東北電管局、省農(nóng)電局領(lǐng)導(dǎo)及有
關(guān)同志的重視，積極在低壓網(wǎng)推廣應(yīng)用耐候
型聚氯乙烯絕緣線纜。所以遼寧是全國(guó)較早
開(kāi)發(fā)較多應(yīng)用架空聚氯乙烯絕緣電纜省份之
一
。到了80年代末，全國(guó)電線電纜行業(yè)形成
了架空絕緣電纜生產(chǎn)熱。上海電纜研究所于
1 990年參考各地企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編寫(xiě)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB12527—90。根據(jù)實(shí)踐，作者先后在1 986
年和1988年的《電線電纜》雜志上發(fā)表論
文 。。 ，重點(diǎn)闡述了耐候型聚氯乙烯絕緣架空
電纜的研制與應(yīng)用情況。1 986年～1998年
12年期間低壓架空絕緣電纜技術(shù)雖然逐步
成熟并推向全國(guó)，但由于在重發(fā)電輕用電思
想指導(dǎo)下，電力資金很少用到電網(wǎng)改造上，電
網(wǎng)絕緣化水平仍然很低，電網(wǎng)改造工作任重
而道遠(yuǎn)。1998年夏秋之交，國(guó)家才把電力資
金使用重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)改造和建設(shè)上，從而
迎來(lái)了電網(wǎng)改造工程和建設(shè)的巨大發(fā)展，牽
動(dòng)了電線電纜行業(yè)等相關(guān)配套行業(yè)的大發(fā)
展．積累了十多年制造低壓架空絕緣電纜經(jīng)
驗(yàn)和能力的各生產(chǎn)企業(yè)得以有用武之地。
3 低壓架空絕緣電纜目前應(yīng)首選耐候
型聚氯乙烯絕緣
三種低壓架空絕緣電纜料從經(jīng)濟(jì)技術(shù)全
面分析來(lái)看，交聯(lián)聚乙烯在目前經(jīng)濟(jì)條件不
十分寬裕情況下．用在特別重要場(chǎng)合比較合
適。關(guān)于其它兩種電纜料：耐候型聚氯乙烯和
聚乙烯．建議目前應(yīng)首選耐候型聚氯乙烯絕
緣電纜料．其主要理由如下。
3．1 耐候型聚氯乙烯絕繚電線電纜已有30
年架空運(yùn)行的歷史
架空絕緣電纜與其它電纜電纜相比最突
出的特點(diǎn)是耐大氣老化，這一點(diǎn)是一般電線
電纜不具備的。大氣老化因素很苛刻．最主要
因素是太陽(yáng)光紫外線，其它因素有雨、雪、冰
雹、風(fēng)沙、高溫、低溫、煙霧、鳥(niǎo)糞、化學(xué)物質(zhì)、
樹(shù)干枝葉摩擦、風(fēng)力搖擺等機(jī)械外力。長(zhǎng)期暴
露在太陽(yáng)光下，紫外線對(duì)高分子材料破壞力
很強(qiáng)，易出現(xiàn)分子鏈斷開(kāi)、表面變色和龜裂等
現(xiàn)象。如不采取有效措施，高分子材料是很難
抵抗大氣因素常年累月侵襲破壞的。
耐大氣老化性能如何，除了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人
工氣候老化試驗(yàn)外，最有信服力的是長(zhǎng)期架
空敷設(shè)運(yùn)行實(shí)踐驗(yàn)證。在我國(guó)只有耐候型聚
氯乙烯絕緣電纜架空敷設(shè)歷史最長(zhǎng)，并且沒(méi)
有發(fā)現(xiàn)變色和龜裂現(xiàn)象，所以可放心使用。
機(jī)械工業(yè)部上海電纜研究所李養(yǎng)珠高級(jí)
工程師早在60年代就從事電線電纜大氣老
化性能試驗(yàn)研究工作。她于1968年在哈爾濱
太陽(yáng)島、齊齊哈爾市和海南島等具有代表性
地方，把各種顏色的聚氯乙烯絕緣電線電纜
敷設(shè)在太陽(yáng)光下，并一直定期觀察測(cè)試，發(fā)現(xiàn)
黑色聚氯乙烯絕緣電線耐候性最好，沒(méi)有變
色龜裂，敷設(shè)l6年后的1 984年，她編寫(xiě)了一
份極有價(jià)值的“橡塑布電線定點(diǎn)運(yùn)行試驗(yàn)研
究報(bào)告”，并在《電線電纜》雜志上發(fā)表03，為
我國(guó)架空絕緣電纜正確選擇材料提供了十分
重要的實(shí)踐根據(jù)。我們所從事的架空絕緣電
纜的研究工作是在上述的試驗(yàn)研究工作成果
的啟發(fā)下進(jìn)行的，特別是通過(guò)1983年去日本
技術(shù)考察后了解到日本0W 型耐候型聚氯
乙烯絕緣電纜的實(shí)際應(yīng)用情況，使我們對(duì)耐
候型聚氯乙烯絕緣電纜更增強(qiáng)了信心。我們
在過(guò)去所開(kāi)發(fā)的耐候型聚氯乙烯電纜料在配
方上做了兩點(diǎn)重大改進(jìn)．都是針對(duì)提高耐大
氣老化性能而采取的，比文獻(xiàn)[3]中所述的聚
氯乙烯絕緣電線電纜耐大氣老化性能更好。
這種性能的提高標(biāo)志著時(shí)代在進(jìn)步。
撫順?biāo)芰弦粡S自1986年以來(lái)，已累計(jì)生
產(chǎn)耐候型聚氯乙烯絕緣電纜料18 000 t，用
戶遍及東北、華北。其中包括黑龍江省最北部
邊境地區(qū)、青島沿海地帶、山西內(nèi)陸等多風(fēng)沙
· 】7 ·
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1 999年第6期
No．6 1999
電線電纜
E[ectri~W Ire＆ Cahie
1999年12 B
Dec ，1999
地區(qū)。通過(guò)十多年使用實(shí)踐證明從未發(fā)生老
化變色龜裂等質(zhì)量問(wèn)題。
聚乙烯存在著環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題 ]，這
是因?yàn)榫垡蚁┐嬖趦?nèi)應(yīng)力，會(huì)隨著使用環(huán)境
條件變化而產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象 當(dāng)采用熔融指數(shù)
為2．0的聚乙烯作電纜護(hù)套時(shí)，在電纜彎曲
半徑較小，并接觸到一些諸如洗滌劑、化學(xué)試
劑、肥皂水等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，常會(huì)使護(hù)套發(fā)生開(kāi)
裂。為改善聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能，應(yīng)采
用熔融指數(shù)0．3以下，分子量分布不太寬的
中密度聚乙烯 聚乙烯還有一個(gè)特點(diǎn)：在擠出
時(shí)，熔融指數(shù)越大越易擠出，工藝溫度寬，但
不耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂；相反，熔融指數(shù)越小越不
好擠出，表面易粗糙，但耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能
優(yōu)。所以，在選料時(shí)一定要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)選用熔
融指數(shù)小的聚乙烯，不能為了順利擠出而選
用熔融指數(shù)偏大的聚乙烯料，萬(wàn)一聚乙烯絕
緣架空電纜表面出現(xiàn)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，將
會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電同工程質(zhì)量，影響極壞。
交聯(lián)聚乙烯耐大氣老化性能好。這是由
于它的分子結(jié)構(gòu)所決定的。由于交聯(lián)過(guò)程把
聚乙烯分子的線性狀態(tài)通過(guò)交聯(lián)劑搭橋變成
了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大分子鏈聞上下左右緊密聯(lián)結(jié)
在一起，增強(qiáng)了抵抗外力破壞的能力，再加上
光屏蔽劑和抗氧劑等作用，我們就 再擔(dān)心
交聯(lián)聚乙烯耐大氣老化能力。
有人認(rèn)為中高壓電纜用交聯(lián)聚乙烯，那
么低壓電纜最好用聚乙烯，這種認(rèn)識(shí)是不妥
的。因?yàn)楦邏弘娎|用的聚乙烯是交聯(lián)聚乙烯，
與聚乙烯有本質(zhì)區(qū) 4。聚乙烯除了存在耐環(huán)
境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題外，還存在不可忽視的機(jī)械
強(qiáng)度低、軟化溫度低、受熱易變形、阻燃性能
不好等問(wèn)題。
3．2 聚氯乙烯比聚乙烯柔軟、機(jī)械強(qiáng)度商、
耐磨性好
低壓電線電纜絕緣設(shè)計(jì)原則主要考慮絕
緣的機(jī)械性能。我們所研究的對(duì)象是低壓電
同用電線電纜，機(jī)械性能好壞應(yīng)是絕緣料性
能的重點(diǎn) 然而聚氯乙烯比聚乙烯柔軟、機(jī)械
·1B ·
強(qiáng)度高、耐磨性好，從這點(diǎn)出發(fā)應(yīng)首選聚氯乙
烯。GB12527—90標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，聚氯乙烯抗
張強(qiáng)度為12．5 MP丑。撫順?biāo)芰弦粡S聚氯乙烯
電纜料抗張強(qiáng)度實(shí)測(cè)值達(dá)到2O MPa左右。
聚乙烯抗張強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定l0 MPa，低于
聚氯乙烯，實(shí)測(cè)值只有14 MPa左右，比聚氯
乙烯實(shí)測(cè)值低很多。在實(shí)際使用中電工都有
明顯感覺(jué)。在架設(shè)線路中，電纜在地上托時(shí)，
聚氯乙烯電纜不易被托破和起毛，而聚乙烯
剮相反，容易被托破和起毛。在與金具接觸承
受壓力以及樹(shù)干枝葉接魅摩擦?xí)r，聚氯乙烯
由于機(jī)械強(qiáng)度高而不易被壓壞和磨壞。平時(shí)
我們用指甲在聚氯乙烯電纜表面不易劃出{訇
痕，而聚乙烯由于強(qiáng)度低，很容易用指甲劃出
溝痕，這足以說(shuō)明聚乙烯機(jī)械強(qiáng)度低。
3．3 聚氯乙烯比聚乙烯阻燃性能好
聚氯乙烯燃燒時(shí)去掉火源后很快會(huì)自
熄，而聚乙烯則不能，會(huì)繼續(xù)燃燒下去，這是
因?yàn)榫勐纫蚁┓肿又泻宣u族氯原子，所以
能阻燃。據(jù)介紹東北某一農(nóng)村低壓電同不慎
起火?；鹪磽錅绾螅^緣電纜卻繼續(xù)漫延燃
燒，燒壞了不少塑料大棚，引起了民事糾紛，
經(jīng)查絕緣電纜材料是聚乙烯。在聚乙烯中加
阻燃劑是有一定難度的：一是提高成本，二是
相容性差，降低絕緣性能。在GB12527—90
標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)阻燃性能好的聚氯乙烯絕緣電纜
規(guī)定了不延燃性要求，而對(duì)另兩種阻燃性能
不好的電纜(聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯)沒(méi)有此項(xiàng)
要求。這一點(diǎn)在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)予以考慮。
3．4 聚氯乙烯比聚乙烯軟化溫度高，過(guò)載能
力強(qiáng)
聚氯乙烯軟化溫度：160℃ ～180。C，過(guò)載
能力比聚乙烯要強(qiáng)很多，聚乙烯軟化溫度 J：
l10℃ ～125℃ 當(dāng)電路過(guò)載時(shí)溫度上升，聚乙
烯首先軟化變形，導(dǎo)致絕緣破壞，特別是在與
金具接觸以及其它受到壓力的地方更容易蠕
變而發(fā)生事故。
3．5 關(guān)于絕緣性能
聚乙烯絕緣性能好，體積電阻系數(shù)達(dá)
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1 999年第6期
No．6 1999
電線電纜
Electric W ire＆ Cable
1999年12月
Dec．，1 999
10”n·121以上，而聚氯乙烯僅達(dá)10“n ·Ill
以上。聚乙烯用到10 kV 以上中高壓電纜中
可更大發(fā)揮絕緣性能好的優(yōu)點(diǎn)，而在1 kV
及 下低壓電線電纜中聚氯乙烯絕緣能力是
足夠的，國(guó)內(nèi)外l kV 及以下低壓電線電纜
絕緣材料除橡皮外絕大多數(shù)是聚氯乙烯，而
聚乙烯多用于通信電纜和中高壓電纜。
3．6 關(guān)于耐水性能
從塑料材料總體看．耐水性能(即不吸水
性)都很好。但塑料分類中聚乙烯耐水性是一
流的。聚氯乙烯耐水性能雖然很好，但相比之
下，不如聚乙烯。然而在幾百伏的低壓電網(wǎng)中
聚氯乙烯的耐水性是足夠的。這是因?yàn)榈蛪?
架空絕緣電纜使用在空中，接觸水的機(jī)會(huì)不
多，就連經(jīng)常接觸潮濕和水的農(nóng)用埋地電纜
(JB2I 71g-85標(biāo)準(zhǔn)NLVV 型)系列中都有聚
氯乙烯絕緣電纜。難道用于低壓架空的絕緣
電纜還能懷疑聚氯乙烯絕緣的耐水性能嗎?
3．7 關(guān)于耐低溫性能
聚乙烯的耐低溫能力好于聚氯乙烯。但
耐候型聚乙烯絕緣電纜在實(shí)際使用十多年過(guò)
程中被證明能適應(yīng)我國(guó)低溫地區(qū)環(huán)境，在黑
龍江省邊境地區(qū)使用多年，很受歡迎，據(jù)反映
從未發(fā)生低溫脆裂現(xiàn)象。這是因?yàn)槟秃蛐途?
氯乙烯配方設(shè)計(jì)中已考慮到低溫問(wèn)題。采取
技術(shù)措施后，它已不同于一般聚氯乙烯，而是
經(jīng)過(guò)外增塑改性的聚氯乙烯，所以能夠適應(yīng)
我國(guó)北方低溫環(huán)境需要，北方多年敷設(shè)實(shí)踐
也充分證明了這一點(diǎn)。
3．8 關(guān)于電纜料價(jià)格分析
生產(chǎn)電纜企業(yè)選購(gòu)電纜料以重量計(jì)價(jià)進(jìn)
廠，而賣出電纜是以長(zhǎng)度計(jì)價(jià)出廠，所以評(píng)價(jià)
不同電纜料價(jià)格應(yīng)該采用體積價(jià)格法進(jìn)行比
較才有可比性。所謂體積價(jià)格就是用電纜料
的重量?jī)r(jià)格乘以其密度之積，乘積低者，說(shuō)明
電纜料體積價(jià)格低。按上述方法計(jì)算出的目
前市場(chǎng)兩種電纜料體積價(jià)格相近。
3．9 對(duì)于低壓電網(wǎng)，聚氯乙烯的絕緣能力是
足夠的
應(yīng)該指出1 kV 及以下電網(wǎng)聚氯乙烯絕
緣能力是足夠的。自5O年代塑料線被逐步普
及推廣以來(lái)，日常用電線除了橡皮線外幾乎
都是聚氯乙烯電線，國(guó)內(nèi)外行業(yè)專家對(duì)低壓
電纜選擇絕緣材料時(shí)從未懷疑過(guò)聚氯乙烯的
絕緣能力。因?yàn)?0 kV 以上中高壓架空電纜
采用的是交聯(lián)聚乙烯絕緣而要求低壓電網(wǎng)一
定要用聚乙烯絕緣是缺乏全面分析的。
4 結(jié)論
(1)低壓架空聚氯乙烯絕緣電纜通過(guò)理
論分析和30多年長(zhǎng)期敷設(shè)實(shí)踐證明，具有耐
大氣老化性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐托、耐磨、阻
燃性好等優(yōu)點(diǎn)，絕緣能力及耐水性能等都能
滿足低壓電網(wǎng)要求。因此，應(yīng)成為低壓電網(wǎng)改
造用苜選產(chǎn)品。
(2)低壓架空交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有
優(yōu)異的絕緣性能、機(jī)械性能、耐熱不變形性
能。但由于價(jià)格高，建議在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)條件下，
用在特殊要求場(chǎng)合下較為合適。
(3)低壓架空聚乙烯絕緣電纜雖然具有
優(yōu)異的絕緣性能，但機(jī)械性能低、阻燃性能不
好、耐熱性差，特別是在耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂方面
還缺乏更長(zhǎng)時(shí)間架空敷設(shè)考驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積景，
建議應(yīng)長(zhǎng)期敷設(shè)試驗(yàn)研究后再考慮大面積推
廣。在目前看來(lái)，選用聚乙烯如果不交聯(lián)還不
如選用耐候型聚氯乙烯好。
● 考文獻(xiàn)
Ell 于洪才．戶外用聚氯乙烯絕緣電拽[J]．電線電境．
1986，(5)．
[2] 于洪才．戶外低壓架空絕緣線埋[J]．電線電境1088．
(1)．
：3] 李養(yǎng)珠橡望布電線定點(diǎn)運(yùn)行試驗(yàn)研究口]．電線電
蟪．1984，(5)
[4： 上梅電垃廠編著，上海電埋研究所審定．電線電境工
藝學(xué)．rM ]．機(jī)械工業(yè)出版社，1986
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