电缆的护套材料

本文节选自《电力电缆工程》（原书第三版）第五章 绝缘材料的基本原理（有删减和调整），主要介绍了电缆护套作用和不同护套材料性能等有关知识。

为了方便阅读，变更了题目，调整了部分章节序号。完整部分，请阅读原书。

我们可以学到什么：

1.电缆护套的作用；

2.聚乙烯护套材料；

3.聚丙烯护套材料；

4.XLPE护套材料；

5.PVC护套材料；

6.低烟无卤护套材料；

7.半导电护套料。

本文约1700字，阅读时间约7分钟。

电缆的护套材料

  1.电缆护套的作用

护套是挤在电缆线芯和金属屏蔽或者中性线以外，提供机械保护(耐磨蚀和防刺破)，并保护电缆不受环境影响。目标还包括保护中性线不受腐蚀，阻止潮气侵蚀。还需要抵制环境应力开裂。通常护套是绝缘的，不仅可阻止水进入绝缘，而且阻止污物和外面离子的侵入。

护套材料性能有所不同，其性能取决于分子结构和护套组分。 

2.聚乙烯护套材料

绝缘护套含有少量不导电炭黑(本质上不同于屏蔽材料中使用的炭黑)。对于中压电缆，几类聚乙烯材料通常被用于护套材料：

  ·低密度聚乙烯(LDPE)

  ·中密度聚乙烯(MDPE)

  ·高密度聚乙烯(HDPE)

  ·线性低密度聚乙烯(LLDPE)

  从前述几节可知，目前分子链的不同排列是差异的所在。高密度聚乙烯比低密度聚乙烯的结晶高；结晶度越高，密度越大。正如名字所指，中密度聚乙烯是结晶度介于不同聚乙烯等级间的一类。与应用于电缆的低密度聚乙烯和中密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯所用的催化剂和压力明显不同。高密度聚乙烯具有更高的结晶度、更大的韧性和更好的耐刮磨性，但是挤出加工是更复杂的。线性低密度聚乙烯以一种接近高密度聚乙烯性质的方式加工，但是乙烯单体的聚合不同于低密度聚乙烯，所使用的催化剂，与高密度聚乙烯相比，更容易获得。护套材料加工和应用中的性能应考虑耐刮磨性、耐应力开裂特性、熔融指数、收缩性。实际上，过去经常用低密度聚乙烯，目前其逐渐被线性低密度聚乙烯替代。高密度聚乙烯应用于特殊场合。

  VLDPE(密度为0.880~0.915g/)是乙烯与烯烃，例如丁烯、己烯、辛烯等的线性共聚物，它与线性低密度聚乙烯一样，具有短支链结构。

   3.聚丙烯护套材料

最近，因为新的催化技术方便了聚合工艺，聚丙烯可用作护套材料。聚丙烯韧性好，但是其结晶结构不同于聚乙烯，因而具有低密度。与高密度聚乙烯相比，因为其韧性更高，所以是一类优异的护套材料。聚丙烯挤出工艺也不同于聚乙烯。

4.XLPE护套材料

另一种评价护套的方法就是，看其是热塑性材料还是热固性材料。上面讨论的聚乙烯和聚丙烯都是热塑性材料。XLPE(热固型)也被用作护套材料(更多是用在低压电缆上)。XLPE护套材料的基体树脂是低密度聚乙烯；交联高密度聚乙烯难以挤出，需要在更高温度下熔融挤出，并发生过氧化物交联，进而使得其结晶程度更高。

5.PVC护套材料

  基于PVC的通用热塑性护套已被用于电缆中；PVC护套与聚烯烃相比，其耐潮湿性较差，它们的阻燃性好，广泛应用于低压电缆结构中。PVC本身是脆性材料，加人软化剂后可变得柔软。典型的PVC增塑剂是邻苯二甲酸酯；也会用到别的添加剂。塑化后的PVC具有一定的防腐性能，与聚烯烃相比，其耐水性差，耐摩擦性和撕裂强度都较低。因此，目前PVC很少用于地下电缆的护套材料。低压电缆中，经常用到别的含氯弹性体，如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯作为护套材料。

  表5-3显示了不同结晶度聚乙烯、通用PVC和CSPE材料的耐潮湿性。

6.低烟无卤护套材料

低烟无卤护套材料也有应用，这类新材料正在发展中；在低压电缆中的应用也逐渐增多。护套材料别的性能保持不变的情况下，不用卤素材料就可以达到阻燃效果。含卤素的护套材料，在阻燃的同时，会释放出有毒气体。这类护套材料应用较多。

  挤出彩色标示带，来便于区分。

  护套也更好地保护了同轴中性线，其保护方式是，中性线或者被包覆在护套材料内，或者被包裹在护套材料中。

  7.半导电护套料

在一些场合，也会用到半导电护套料。半导电护套的作用，一方面防腐，同时当有雷电时，保证有效接地。这种护套材料减弱了中性线到大地间的冲击电压，改善了材料的抗刺穿性。基于聚乙烯共聚物的护套材料，加入导电炭黑后就可获得半导电性。就如别的添加剂在聚合物中一样，炭黑的有效分散是很重要的，这样可以保证获得均一的半导电性。半导电屏蔽中所运用的粒子间接触技术也可以用于半导电护套。然而，半导电护套中所用的炭黑在性质上和数量上都不同于绝缘护套中所用的炭黑。

  因此，在护套材料的选择上有很多种方案。