Изолирующие материалы и изоляционные слои электрических проводов и кабелей
Аннотированная библиография: Изоляционные материалы для электрических проводов и кабелей.
Объем и цель: Данная библиография предназначена для инженеров кабельной промышленности, инженеров-электриков, аспирантов и научных писателей. В нем собраны основные стандарты, статьи в китайских журналах и зарубежная литература по изоляционным материалам для кабелей, включая записи в справочном стиле GB/T 7714 и краткие аннотации, готовые для цитирования в научных статьях и технических отчетах. Область применения: поливинилхлорид (ПВХ), сшитый полиэтилен (XLPE), этиленпропиленовый каучук (EPR/HEPR) и малодымные, не содержащие галогенов материалы (LSZH), а также сшитый полиэтилен, подверженный старению в воде, частичному разряду и оценке огнестойкости.
1. Обзор систем изоляционных материалов
Четыре наиболее распространенных изоляционных материала для кабелей, их основные свойства и соответствующие стандарты составляют основу для чтения следующей литературы:
|
Материал |
Код |
Макс. постоянная температура проводника. |
Возможности и приложения |
Основные стандарты |
|
Поливинилхлорид |
ПВХ |
70 °C (изоляция) |
Термопластик; невысокая стоимость, самозатухающий, но при горении выделяет галогенированный токсичный дым; в основном используется в низковольтных строительных проводах и оболочках. |
ГБ/Т 8815; ГБ/Т 5023; МЭК 60227 |
|
Сшитый полиэтилен |
СПЭ |
90 °C (короткое замыкание 250 °C) |
термореактивный; отличные электрические свойства, высокая термостойкость и высокая токовая нагрузка; Основная изоляция силовых кабелей среднего и высокого напряжения. |
ДЖБ/Т 10437; ГБ/Т 11017; МЭК 60502 |
|
Этилен-пропиленовый каучук |
ЭПР/ХЭПР |
90 °С |
Гибкий, термо- и влагостойкий; подходит для гибких/мобильных приложений и огнестойких кабелей. |
МЭК 60502; МЭК 60245 |
|
Малодымный, безгалогенный, огнестойкий |
ЛСЖ |
70–90 °С |
На основе полиолефина с безгалогенными антипиренами; малодымный, нетоксичный и неагрессивный при горении; используется в метро, больницах и местах массового скопления людей. |
ГБ 31247; ГБ/Т 19666 |
2. Основные стандарты
2.1 Национальные и отраслевые стандарты
|
Стандартный номер |
Заголовок |
Основное содержание, касающееся изоляционных материалов |
|
GB/T 8815-2008 (заменяется на GB/T 8815-2026, вступает в силу с 01 февраля 2027 г.) |
Компаунды пластифицированные поливинилхлоридные (ПВХ) для проводов и кабелей. |
Фундаментальный стандарт для кабельных компаундов из ПВХ. Уточняет классификацию, внешний вид, физико-механические свойства и электрические свойства (в том числе после термического старения) мягких ПВХ-композитов, изготовленных из ПВХ-смолы с пластификаторами и стабилизаторами; основы приемки изоляционных и обшивочных компаундов из ПВХ. |
|
JB/T 10437-2024 (заменяет JB/T 10437-2004) |
Сшиваемые полиэтиленовые компаунды для проводов и кабелей |
Ключевой отраслевой стандарт для изоляционных компаундов из сшитого полиэтилена. На основе полиэтилена низкой плотности со сшивающим агентом установлены технические требования, методы испытаний и правила контроля сшиваемой изоляции кабелей из сшитого полиэтилена напряжением до 35 кВ. |
|
Т/ЗЗБ 1243-2019 |
Изоляционный компаунд из сшитого полиэтилена для кабелей переменного тока напряжением 66–220 кВ. |
Группа компаний Zhejiang Manufacturing устанавливает стандарты качества и технические требования к изоляционным материалам из сшитого полиэтилена высокого напряжения. |
|
GB/T 11017.2-2024 (вступает в силу 1 апреля 2025 г.) |
Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена и принадлежности к ним на номинальное напряжение 66 кВ и 110 кВ. Часть 2. Кабели |
Стандарт продукции для высоковольтных кабелей из сшитого полиэтилена; определяет толщину изоляции из сшитого полиэтилена, эксцентриситет изоляции, полупроводниковый экран и электрические/механические характеристики барабанов. |
|
ГБ/Т 12706.2-2020 |
Кабели силовые и аксессуары к ним с экструдированной твердой изоляцией на номинальное напряжение от 1 кВ до 35 кВ. Часть 2. |
Стандарт продукции для кабелей среднего и низкого напряжения с экструдированной изоляцией (XLPE, PVC); определяет изоляционные материалы, толщину изоляции и испытания готового кабеля. |
|
ГБ/Т 5023 (серия) |
Кабели с ПВХ изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. |
Стандарт продукции для низковольтных строительных проводов из ПВХ; определяет толщину изоляции ПВХ, электрические свойства и требования к старению. |
|
ГБ 31247-2014 |
Классификация горючести электрических и оптоволоконных кабелей |
Классифицирует огнестойкость кабеля по уровням B1–B3 по горящим каплям (d), токсичности дыма (t) и коррозионной активности (a); классификационная основа для выбора и оценки LSZH и огнестойких кабелей. |
2.2 Международные стандарты
|
Стандартный номер |
Заголовок |
Основное содержание, касающееся изоляционных материалов |
|
МЭК 60502-1:2021 / МЭК 60502-2:2014+AMD1:2024 |
Кабели силовые с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение от 1 кВ до 30 кВ. |
Международный стандарт на силовые кабели с экструдированной изоляцией; определяет коды, максимальные рабочие температуры/температуры короткого замыкания, объемное сопротивление и испытания готового кабеля для изоляционных компаундов из ПВХ, сшитого полиэтилена и этиленпропиленового каучука/HEPR. |
|
МЭК 60811 (серия) |
Кабели электрические и оптоволоконные. Методы испытаний изоляционных и защитных материалов |
Генеральный стандарт для общих методов испытаний материалов изоляции/оболочек: толщина и габаритные размеры, механические свойства, термическое старение, горячее отверждение, водопоглощение, плотность и т. д.; методологическая основа испытаний изоляционных материалов. |
|
МЭК 60227 (серия) |
Кабели с поливинилхлоридной изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. |
Международный стандарт продукции для низковольтных кабелей с ПВХ-изоляцией, ссылающийся на IEC 60811 для испытаний изоляции/материалов оболочки из ПВХ. |
|
МЭК 60245 (серия) |
Кабели с резиновой изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. |
Международный стандарт на кабели с резиновой (например, этиленпропиленовой) изоляцией. |
3. Старение изоляции из сшитого полиэтилена и образование водяных деревьев.
Новый метод ремонта водяного дерева для кабелей из сшитого полиэтилена на основе композитного наполнителя нано-SiO₂[J]. Труды Китайского электротехнического общества.
Аннотация: Предлагается жидкость для ремонта кабеля, которая самостоятельно генерирует композитный наполнитель нано-SiO₂ внутри каналов водяного дерева. Испытания водяных игольчатых электродов ускоряют старение изоляции из сшитого полиэтилена; Испытания на диэлектрические потери и пробой промышленной частоты показывают, что нанокомпозитный наполнитель заполняет пустоты водяного дерева, подавляет рост водяного дерева и повышает напряжение пробоя.
Диагностика локальных дефектов старения изоляции в кабелях из сшитого полиэтилена с помощью диэлектрической спектроскопии в частотной области высокого напряжения [J]. Труды Китайского электротехнического общества, 2022 г.
Аннотация: Использует водяные игольчатые электроды для ускорения старения водяного дерева и исследует диагностические возможности высоковольтной диэлектрической спектроскопии в частотной области для выявления локальных дефектов изоляции в кабелях из сшитого полиэтилена, обеспечивая неразрушающий метод оценки состояния находящихся в эксплуатации кабелей.
Ремонт кабелей из сшитого полиэтилена, состаренного водяным деревом, силоксаном[J]. Труды Китайского электротехнического общества, 2013 г.
Аннотация: Силоксановая ремонтная жидкость эффективно проникает в состаренные участки водяного дерева, удаляет влагу и заполняет водяные пустоты, снижая коэффициент потерь и повышая напряжение пробоя; Моделирование методом конечных элементов анализирует концентрацию электрического поля на кончиках водяного дерева.
3.1 Безгалогенные материалы с низким дымовыделением (LSZH)
Сунь Т., Ван Ю.Дж., Чай З.Дж. и др. Приготовление и свойства термопластической малодымной, безгалогенной, огнестойкой полипропиленовой изоляции для проводов и кабелей напряжением до 450/750 В[Дж]. Электрические провода и кабели, 2025, 68(3): 42-49.
Аннотация: Изготовлена термопластичная огнестойкая полипропиленовая изоляция ЛСЖ для низковольтных проводов и исследованы ее огнезащитные, электрические и технологические свойства; Компаунды LSZH должны одновременно удовлетворять требованиям по малодымности (светопропускание > 60%), безгалогенности и огнестойкости.
Чжан С. Прогресс в области исследований в области малодымной безгалогенной огнестойкой технологии для кабельных компаундов из этиленвинилацетата [J]. Изоляционные материалы, 2023, 56(4): 7-11.
Аннотация: Рассмотрены огнезащитные системы, синергия безгалогенных огнезащитных средств и механизмы действия кабельных компаундов LSZH на основе этиленвинилацетата (ЭВА); справочник в виде обзора по исследованию рецептур LSZH.
Влияние температуры размягчения по Вика на стабильность экструзии материалов LSZH и стратегии оптимизации [J]. Электрические провода и кабели, 2026.
Аннотация: Изучается влияние температуры размягчения по Вика на стабильность экструзии LSZH и предлагаются стратегии оптимизации, ориентированные на соответствие термических свойств материала и экструзионной обработки.
3.2 Оценка и механизм огнезащитных характеристик
Оценка характеристик и исследование механизма огнестойких кабелей[J]. Электрический провод и кабель.
Аннотация: Для соответствия требованиям к огнестойкости B1 (d0, t0, a1) сравниваются три материала оболочки для выбора подходящего состава; изучено влияние ключевых факторов экструзии — делителя потока, температуры экструзии, матрицы и шнека — на огнестойкость.
Влияние силиконовой маточной смеси на электрические и огнезащитные свойства безгалогенных кабельных компаундов[J]. Acta Materiae Compositae Sinica.
Аннотация: Изучено синергетическое влияние силиконовой маточной смеси на электрические и огнезащитные свойства безгалогенных кабельных компаундов в области безгалогенной огнезащитной модификации.
4. Иностранная литература
Цинь С. и др. Распознавание образов сигналов частичного разряда дефектов композитной изоляции в кабелях из сшитого полиэтилена [J]. Сенсоры, 2024, 24(11): 3460.
Аннотация: Изучено распознавание образов сигналов частичных разрядов (ЧР) дефектов композитной изоляции в кабелях из сшитого полиэтилена для автоматической диагностики дефектов изоляции.
Характеристики устойчивости к водостойкости нанокомпозитов SiO₂/XLPE, модифицированных сшивкой [J]. Полимеры, 2021.
Аннотация: Исследована устойчивость к водному дереву нанокомпозитов нано-SiO₂/XLPE, модифицированных сшивателем; химическая прививка подавляет конденсацию молекул воды между полиэтиленовыми пластинами, улучшая старение водяного дерева.
5. Полный список ссылок (стиль GB/T 7714)
Стандарты:
1.
