วัสดุกันไฟและชั้นกันไฟของสายไฟฟ้าและสายไฟฟ้า
บรรณานุกรมเชิงอรรถาธิบาย: วัสดุฉนวนสำหรับสายไฟและสายเคเบิล
ขอบเขตและวัตถุประสงค์: บรรณานุกรมนี้มีไว้สำหรับวิศวกรอุตสาหกรรมสายเคเบิล วิศวกรไฟฟ้า นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา และนักเขียนเชิงวิชาการ รวบรวมมาตรฐานหลัก บทความวารสารจีน และวรรณกรรมต่างประเทศเกี่ยวกับวัสดุฉนวนสายเคเบิล โดยมีรายการในรูปแบบการอ้างอิง GB/T 7714 พร้อมคำอธิบายสั้นๆ พร้อมสำหรับการอ้างอิงในบทความวิชาการและรายงานทางเทคนิค ครอบคลุม: โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (XLPE), ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPR/HEPR) และวัสดุที่ไม่มีควันและฮาโลเจนต่ำ (LSZH) พร้อมกับการเสื่อมสภาพจากน้ำของ XLPE การปล่อยประจุบางส่วน และการประเมินการหน่วงการติดไฟ
1. ภาพรวมของระบบวัสดุฉนวน
วัสดุฉนวนสายเคเบิลที่ใช้กันมากที่สุดสี่ชนิด คุณสมบัติหลัก และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เป็นพื้นฐานสำหรับการอ่านวรรณกรรมต่อไปนี้:
|
วัสดุ |
รหัส |
อุณหภูมิตัวนำต่อเนื่องสูงสุด |
คุณสมบัติและการใช้งาน |
มาตรฐานหลัก |
|
โพลีไวนิลคลอไรด์ |
PVC |
70 °C (ฉนวน) |
เทอร์โมพลาสติก ต้นทุนต่ำ ไม่ลามไฟ แต่ปล่อยควันพิษที่มีฮาโลเจนเมื่อเผาไหม้ ส่วนใหญ่ใช้ในสายไฟอาคารแรงดันต่ำและปลอกหุ้ม |
GB/T 8815; GB/T 5023; IEC 60227 |
|
โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง |
XLPE |
90 °C (250 °C ลัดวงจร) |
เทอร์โมเซตติง คุณสมบัติทางไฟฟ้าดีเยี่ยม ทนอุณหภูมิสูง และรองรับกระแสไฟฟ้าได้สูง เป็นฉนวนหลักสำหรับสายไฟกำลังแรงดันปานกลางและแรงดันสูง |
JB/T 10437; GB/T 11017; IEC 60502 |
|
ยางเอทิลีนโพรพิลีน |
EPR / HEPR |
90 °C |
ยืดหยุ่น ทนความร้อนและความชื้น เหมาะสำหรับการใช้งานแบบยืดหยุ่น/เคลื่อนที่และสายไฟทนไฟ |
IEC 60502; IEC 60245 |
|
สารหน่วงการติดไฟแบบไม่มีควันและฮาโลเจนต่ำ |
LSZH |
70–90 °C |
โพลีโอเลฟินเป็นฐานพร้อมสารหน่วงการติดไฟแบบไม่มีฮาโลเจน มีควันน้อย ไม่เป็นพิษ และไม่กัดกร่อนเมื่อเผาไหม้ ใช้ในระบบรถไฟใต้ดิน โรงพยาบาล และสถานที่ที่มีผู้คนหนาแน่น |
GB 31247; GB/T 19666 |
2. มาตรฐานหลัก
2.1 มาตรฐานระดับชาติและอุตสาหกรรม
|
หมายเลขมาตรฐาน |
ชื่อเรื่อง |
เนื้อหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับวัสดุฉนวน |
|
GB/T 8815-2008 (จะถูกแทนที่ด้วย GB/T 8815-2026 มีผลบังคับใช้ 2027-02-01) |
สารประกอบโพลีไวนิลคลอไรด์ชนิดพลาสติก (PVC) สำหรับสายไฟและสายเคเบิล |
มาตรฐานพื้นฐานสำหรับสารประกอบสายเคเบิล PVC กำหนดการจำแนก ลักษณะสมบัติเชิงกล/กายภาพ และสมบัติทางไฟฟ้า (รวมถึงหลังการเสื่อมสภาพจากความร้อน) ของสารประกอบ PVC อ่อนที่ทำจากเรซิน PVC พร้อมพลาสติไซเซอร์และสารทำให้คงตัว เป็นเกณฑ์การยอมรับสำหรับสารประกอบฉนวนและปลอกหุ้ม PVC |
|
JB/T 10437-2024 (แทนที่ JB/T 10437-2004) |
สารประกอบโพลีเอทิลีนที่เชื่อมขวางได้สำหรับสายไฟและสายเคเบิล |
มาตรฐานอุตสาหกรรมหลักสำหรับสารประกอบฉนวน XLPE อิงตามโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำพร้อมสารเชื่อมขวาง กำหนดข้อกำหนดทางเทคนิค วิธีการทดสอบ และกฎการตรวจสอบสำหรับฉนวนที่เชื่อมขวางได้สำหรับสายเคเบิล XLPE สูงสุด 35 kV |
|
T/ZZB 1243-2019 |
สารประกอบฉนวน XLPE สำหรับสายเคเบิล AC 66 kV–220 kV |
มาตรฐานกลุ่มการผลิตเจ้อเจียงกำหนดคุณภาพและข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับสารประกอบฉนวน XLPE เกรดแรงดันสูง |
|
GB/T 11017.2-2024 (มีผลบังคับใช้ 2025-04-01) |
สายไฟกำลังหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวางและอุปกรณ์เสริมสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 66 kV และ 110 kV — ส่วนที่ 2: สายเคเบิล |
มาตรฐานผลิตภัณฑ์สำหรับสายไฟ XLPE แรงดันสูง กำหนดความหนาฉนวน XLPE ความเยื้องศูนย์กลางของฉนวน การหุ้มด้วยสารกึ่งตัวนำ และประสิทธิภาพทางไฟฟ้า/เชิงกลของแกนม้วน |
|
GB/T 12706.2-2020 |
สายไฟกำลังฉนวนแข็งแบบอัดรีดและอุปกรณ์เสริมสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตั้งแต่ 1 kV ถึง 35 kV — ส่วนที่ 2 |
มาตรฐานผลิตภัณฑ์สำหรับสายไฟฉนวนแบบอัดรีดแรงดันปานกลาง/ต่ำ (XLPE, PVC) กำหนดวัสดุฉนวน ความหนาฉนวน และการทดสอบสายไฟสำเร็จรูป |
|
GB/T 5023 (ชุด) |
สายเคเบิลหุ้มฉนวน PVC ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไม่เกิน 450/750 V |
มาตรฐานผลิตภัณฑ์สำหรับสายไฟอาคาร PVC แรงดันต่ำ กำหนดความหนาฉนวน PVC สมบัติทางไฟฟ้า และข้อกำหนดการเสื่อมสภาพ |
|
GB 31247-2014 |
การจำแนกพฤติกรรมการเผาไหม้สำหรับสายไฟและสายเคเบิลใยแก้วนำแสง |
จำแนกประสิทธิภาพการทนไฟของสายเคเบิลเป็นระดับ B1–B3 ตามการหยดเมื่อเผาไหม้ (d) ความเป็นพิษของควัน (t) และการกัดกร่อน (a) เป็นเกณฑ์การให้คะแนนสำหรับการเลือกและประเมินสายเคเบิล LSZH และสายไฟหน่วงการติดไฟ |
2.2 มาตรฐานสากล
|
หมายเลขมาตรฐาน |
ชื่อเรื่อง |
เนื้อหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับวัสดุฉนวน |
|
IEC 60502-1:2021 / IEC 60502-2:2014+AMD1:2024 |
สายไฟกำลังที่มีฉนวนอัดรีดสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตั้งแต่ 1 kV ถึง 30 kV |
มาตรฐานสากลสำหรับสายไฟกำลังฉนวนอัดรีด กำหนดรหัส อุณหภูมิการทำงาน/ลัดวงจรสูงสุด ความต้านทานปริมาตร และการทดสอบสายไฟสำเร็จรูปสำหรับสารประกอบฉนวน PVC, XLPE และ EPR/HEPR |
|
IEC 60811 (ชุด) |
สายไฟและสายเคเบิลใยแก้วนำแสง — วิธีการทดสอบสำหรับวัสดุฉนวนและปลอกหุ้ม |
มาตรฐานหลักสำหรับวิธีการทดสอบทั่วไปสำหรับวัสดุฉนวน/ปลอกหุ้ม: ความหนาและขนาดโดยรวม สมบัติเชิงกล การเสื่อมสภาพจากความร้อน การยืดตัวเมื่อร้อน การดูดซึมน้ำ ความหนาแน่น ฯลฯ เป็นพื้นฐานวิธีการสำหรับการทดสอบวัสดุฉนวน |
|
IEC 60227 (ชุด) |
สายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไม่เกิน 450/750 V |
มาตรฐานผลิตภัณฑ์สากลสำหรับสายเคเบิลหุ้มฉนวน PVC แรงดันต่ำ อ้างอิง IEC 60811 สำหรับการทดสอบวัสดุฉนวน/ปลอกหุ้ม PVC |
|
IEC 60245 (ชุด) |
สายเคเบิลหุ้มฉนวนยางที่มีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไม่เกิน 450/750 V |
มาตรฐานผลิตภัณฑ์สากลสำหรับสายเคเบิลหุ้มฉนวนยาง (เช่น EPR) |
3. การเสื่อมสภาพจากน้ำและต้นไม้น้ำของฉนวน XLPE
เทคนิคการซ่อมแซมต้นไม้น้ำแบบใหม่สำหรับสายเคเบิล XLPE โดยใช้การเติมสารประกอบนาโน-SiO₂[J]. วารสารของสมาคมวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งประเทศจีน
คำอธิบาย: นำเสนอของเหลวซ่อมแซมสายเคเบิลที่สร้างสารเติมแต่งนาโน-SiO₂ คอมโพสิตภายในช่องต้นไม้น้ำ การทดสอบขั้วไฟฟ้าแบบเข็มน้ำเร่งการเสื่อมสภาพจากต้นไม้น้ำของฉนวน XLPE การทดสอบการสูญเสียไดอิเล็กทริกและการสลายตัวด้วยความถี่ไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าสารเติมแต่งนาโนคอมโพสิตเติมช่องว่างของต้นไม้น้ำ ยับยั้งการเติบโตของต้นไม้น้ำ และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่สลายตัว
การวินิจฉัยข้อบกพร่องการเสื่อมสภาพของฉนวนเฉพาะที่ในสายเคเบิล XLPE โดยสเปกโทรสโกปีไดอิเล็กทริกความถี่สูง[J]. วารสารของสมาคมวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งประเทศจีน, 2022
คำอธิบาย: ใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเข็มน้ำเพื่อเร่งการเสื่อมสภาพจากต้นไม้น้ำ และตรวจสอบความสามารถในการวินิจฉัยของสเปกโทรสโกปีไดอิเล็กทริกความถี่สูงสำหรับข้อบกพร่องของฉนวนเฉพาะที่ในสายเคเบิล XLPE โดยให้วิธีการที่ไม่ทำลายสำหรับการประเมินสภาพของสายเคเบิลที่ใช้งานอยู่
การซ่อมแซมสายเคเบิล XLPE ที่เสื่อมสภาพจากต้นไม้น้ำด้วยซิโลเซน[J]. วารสารของสมาคมวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งประเทศจีน, 2013
คำอธิบาย: ของเหลวซ่อมแซมซิโลเซนแทรกซึมเข้าไปในบริเวณที่เสื่อมสภาพจากต้นไม้น้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขจัดความชื้น และเติมช่องว่างของต้นไม้น้ำ ลดปัจจัยการกระจายตัว และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่สลายตัว การวิเคราะห์การกระจุกตัวของสนามไฟฟ้าที่ปลายต้นไม้น้ำด้วยการจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์
3.1 วัสดุที่ไม่มีควันและฮาโลเจนต่ำ (LSZH)
Sun T, Wang Y J, Chai Z J, et al. การเตรียมและคุณสมบัติของโพลีโพรพิลีนเทอร์โมพลาสติกแบบไม่มีควันและฮาโลเจนต่ำสำหรับสายไฟและสายเคเบิลสูงถึง 450/750 V[J]. สายไฟและสายเคเบิลไฟฟ้า, 2025, 68(3): 42-49
คำอธิบาย: เตรียมฉนวนโพลีโพรพิลีนเทอร์โมพลาสติก LSZH ที่หน่วงการติดไฟสำหรับสายไฟแรงดันต่ำ และศึกษาคุณสมบัติการหน่วงการติดไฟ สมบัติทางไฟฟ้า และคุณสมบัติการแปรรูป สารประกอบ LSZH ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเรื่องควันน้อย (ค่าการส่งผ่านแสง > 60%) ฮาโลเจนฟรี และหน่วงการติดไฟพร้อมกัน
Zhang X. ความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการหน่วงการติดไฟแบบไม่มีควันและฮาโลเจนต่ำสำหรับสารประกอบสายเคเบิล EVA[J]. วัสดุฉนวน, 2023, 56(4): 7-11
คำอธิบาย: ทบทวนระบบการหน่วงการติดไฟ การทำงานร่วมกันของสารหน่วงการติดไฟแบบไม่มีฮาโลเจน และกลไกของสารประกอบสายเคเบิล LSZH ที่มีพื้นฐานจากเอทิลีน-ไวนิลอะซิเตต (EVA) เป็นข้อมูลอ้างอิงประเภททบทวนสำหรับการวิจัยสูตร LSZH
อิทธิพลของอุณหภูมิอ่อนตัวของ Vicat ต่อเสถียรภาพการอัดรีดของวัสดุ LSZH และกลยุทธ์การปรับปรุงให้เหมาะสม[J]. สายไฟและสายเคเบิลไฟฟ้า, 2026
คำอธิบาย: ศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิอ่อนตัวของ Vicat ต่อเสถียรภาพการอัดรีดของ LSZH และเสนอแนะกลยุทธ์การปรับปรุงให้เหมาะสม โดยมุ่งเน้นที่ความเข้ากันได้ระหว่างคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุและการแปรรูปด้วยการอัดรีด
3.2 การประเมินประสิทธิภาพและการกลไกการหน่วงการติดไฟ
การประเมินประสิทธิภาพและการศึกษาเชิงกลไกของสายไฟหน่วงการติดไฟ[J]. สายไฟและสายเคเบิลไฟฟ้า
คำอธิบาย: เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการหน่วงการติดไฟ B1 (d0, t0, a1) มีการเปรียบเทียบวัสดุปลอกหุ้มสามชนิดเพื่อเลือกสูตรที่ผ่านการรับรอง ศึกษาอิทธิพลของปัจจัยการอัดรีดที่สำคัญ เช่น ตัวแยกการไหล อุณหภูมิการอัดรีด แม่พิมพ์ และสกรู ต่อการหน่วงการติดไฟ
ผลของมาสเตอร์แบทช์ซิลิโคนต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการหน่วงการติดไฟของสารประกอบสายเคเบิลแบบไม่มีฮาโลเจน[J]. Acta Materiae Compositae Sinica
คำอธิบาย: ศึกษาผลการทำงานร่วมกันของมาสเตอร์แบทช์ซิลิโคนต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการหน่วงการติดไฟของสารประกอบสายเ