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谈谈“云母带耐热等级及应用”
2006年7月24日 8:9  来源:中国电缆材料网

    我国耐火电缆的开发及应用已有十多年历史,但作为耐火电缆的主要材料云母带(指用云带绕包作为耐火层的结构)至今尚无正式专用产品和相应的产品标准。前十年间,为了满足耐火云母带的市场需求,西安交通及有关云母带生产厂等先后对耐火电缆用云母带的选用开展过研究实验。我所徐应麟高级工程师综合国内外耐火云母带的研究资料,并经试验、应用验证提出了“上海电缆研究所技术条件Q/SJ05-91《电线电缆用耐火云母带》”。该技术条件对耐火电缆用云母带的型号、技术性能及试验方法等作出了规定,成为线缆行业选用云母带的指导性文件。

      GB12666.6-90《电线电缆耐火特性试验方法》标准,把耐火试验分A、B两类,其燃烧时的火焰温度分别为950~1000℃和750~800℃。而Q/SJ05-91规定耐火电缆云母带的考核温度为800℃。显然,这只适用B类要求,那么,A类试验条件的云母带如何选用和考核,目前国内不少厂家提供的云母带能否满足A类要求?本文就此谈一点你看法。

    耐火电缆用云母带由云母纸、玻璃纤维布和粘结剂三大材料组成。其中云母纸是火焰温度下确保电缆电器绝缘的关键部件。可以说云母纸的耐热水平决定了云母带的耐热等级。下面对组成云母带的三大材料的耐热性作一下比较。

    一、云母纸:云母纸是由片云母或粉云母用水胀法工艺制成。根据其成分的不同,常用于电工绝缘的云母纸有白云母、金云母和氟金云母(合成云母)三类。这三种云母纸的分子组成及允许工作温度如表1所示。
表1

种类
分子式
允许工作温度℃
长期
短期
白云母
KAL2(AlSi2O102
350~450
600
金云母
KMg3(AlSi3O10)(OH.F)2
600~650
800
氟金(合成云母)
KMg3(AlSi3O10)F2
1000
1200

      二、玻璃纤维布:玻璃纤维布主要起加强作用,跟据工艺和使用要求分单面和双面玻纤加强云母带。用作云母带加强的玻璃纤维布采用无碱玻璃丝织成,具有较好的抗张力和柔软度。当玻璃纤维中SiO2的含量为90%时,其工作温度可达1000℃,纯SiO2(石英玻璃)玻璃丝工作温度可接近1600℃。
      三、有机硅粘合剂:有机硅粘合剂是硅粉和其他有机物化合而成的胶状物质,经溶剂稀释后,对云母纸和玻璃布带有良好的亲和力和渗透性。粘合后得云母带在适当温度和固化剂的作用下制成具有一定剥离强度和柔软度的成品云母带。有机硅粘合剂在火焰温度下,其中有机物连同部分硅粉分解挥发掉(冒白烟)形成烧结状硅粉,但因有机硅粘合剂中含碳量极低,高温作用后的残留物仍具有较高的电气绝缘性能。
      从以上对构成云母带的基材分析,其耐热性能只要取决于云母纸的品种。表1三种云母纸中,白云母因耐热性在火焰温度以下,不适合制造耐火电缆用云母带。金云母的短期工作温度为800℃,国外有用到900℃的报道。金云母带是目前我国用于耐火电缆最多的耐火材料。氟金云母(合成云母)带耐热性能长期为1000℃,短期达1200℃。目前国内已有多家云母带厂生产这一产品。笔者近年来对多加云母带厂提供的产品进行过较多的测试,从而可以得出这样一个结论;当粘合剂的质量得到同等保证的前提下,云母带在高温下的电气绝缘性能取决于云母纸的品种。表2是按Q/SJ05-91技术条件规定的试验方法测得的几种云母带的统计结果。
表2

云母带品种
高温下90min后绝缘电阻及试验后表现情况
800℃
金云母带
1.3~1.8MΩ
0.3~0.6MΩ
<0.03MΩ
绕包层紧密完好,表面附少量白色硅粉,但绕包层失去弹性
基本完好,表层粉末加厚稍加外力云母纸呈片状剥落
明显膨胀,粉状层散落,云母纸有龟裂纹路
合成云母带
完好无损,仍显光泽
完好,但绕包层失去弹性
基本完好,但变脆

注:1.金云母带在900℃900min后经1kV5min工频耐压不击穿;
      2.合成云母带在1000℃90min后经1kV5min工频耐压不击穿。

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