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技術(shù)文章

耐火云母帶的耐熱等級及應(yīng)用
耐火云母帶的耐熱等級及應(yīng)用
我國耐火電纜的開發(fā)及應(yīng)用已有十多年歷史，但作為耐火電纜的主要材料云母帶（指用云帶繞包作為耐火層的結(jié)構(gòu)）至今尚無正式專用產(chǎn)品和相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。前十年間，為了滿足耐火云母帶的市場需求，西安交通及有關(guān)云母帶生產(chǎn)廠等先后對耐火電纜用云母帶的選用開展
   我國耐火電纜的開發(fā)及應(yīng)用已有十多年歷史，但作為耐火電纜的主要材料云母帶（指用云帶繞包作為耐火層的結(jié)構(gòu)）至今尚無正式專用產(chǎn)品和相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。前十年間，為了滿足耐火云母帶的市場需求，西安交通及有關(guān)云母帶生產(chǎn)廠等先后對耐火電纜用云母帶的選用開展過研究實(shí)驗(yàn)。我所徐應(yīng)麟**工程師綜合國內(nèi)外耐火云母帶的研究資料，并經(jīng)試驗(yàn)、應(yīng)用驗(yàn)證提出了“上海電纜研究所技術(shù)條件Q/SJ05－91《電線電纜用耐火云母帶》”。該技術(shù)條件對耐火電纜用云母帶的型號、技術(shù)性能及試驗(yàn)方法等作出了規(guī)定，成為線纜行業(yè)選用云母帶的指導(dǎo)性文件。
      GB12666.6－90《電線電纜耐火特性試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，把耐火試驗(yàn)分A、B兩類，其燃燒時的火焰溫度分別為950～1000℃和750～800℃。而Q/SJ05－91規(guī)定耐火電纜云母帶的考核溫度為800℃。顯然，這只適用B類要求，那么，A類試驗(yàn)條件的云母帶如何選用和考核，目前國內(nèi)不少廠家提供的云母帶能否滿足A類要求？本文就此談一點(diǎn)你看法。
耐火電纜用云母帶由云母紙、玻璃纖維布和粘結(jié)劑三大材料組成。其中云母紙是火焰溫度下確保電纜電器絕緣的關(guān)鍵部件?？梢哉f云母紙的耐熱水平?jīng)Q定了云母帶的耐熱等級。下面對組成云母帶的三大材料的耐熱性作一下比較。
      一、云母紙：云母紙是由片云母或粉云母用水脹法工藝制成。根據(jù)其成分的不同，常用于電工絕緣的云母紙有白云母、金云母和氟金云母（合成云母）三類。這三種云母紙的分子組成及允許工作溫度如表1所示。
表1
種類 分子式 允許工作溫度℃
長期 短期
白云母 KAL2（AlSi2O10）2 350～450 600
金云母 KMg3（AlSi3O10）（OH.F）2 600～650 800
氟金（合成云母） KMg3（AlSi3O10）F2 1000 1200
      二、玻璃纖維布：玻璃纖維布主要起加強(qiáng)作用，跟據(jù)工藝和使用要求分單面和雙面玻纖加強(qiáng)云母帶。用作云母帶加強(qiáng)的玻璃纖維布采用無堿玻璃絲織成，具有較好的抗張力和柔軟度。當(dāng)玻璃纖維中SiO2的含量為90％時，其工作溫度可達(dá)1000℃，純SiO2（石英玻璃）玻璃絲工作溫度可接近1600℃。
      三、有機(jī)硅粘合劑：有機(jī)硅粘合劑是硅粉和其他有機(jī)物化合而成的膠狀物質(zhì)，經(jīng)溶劑稀釋后，對云母紙和玻璃布帶有良好的親和力和滲透性。粘合后得云母帶在適當(dāng)溫度和固化劑的作用下制成具有一定剝離強(qiáng)度和柔軟度的成品云母帶。有機(jī)硅粘合劑在火焰溫度下，其中有機(jī)物連同部分硅粉分解揮發(fā)掉（冒白煙）形成燒結(jié)狀硅粉，但因有機(jī)硅粘合劑中含碳量極低，高溫作用后的殘留物仍具有較高的電氣絕緣性能。
      從以上對構(gòu)成云母帶的基材分析，其耐熱性能只要取決于云母紙的品種。表1三種云母紙中，白云母因耐熱性在火焰溫度以下，不適合制造耐火電纜用云母帶。金云母的短期工作溫度為800℃，國外有用到900℃的報(bào)道。金云母帶是目前我國用于耐火電纜*多的耐火材料。氟金云母（合成云母）帶耐熱性能長期為1000℃，短期達(dá)1200℃。目前國內(nèi)已有多家云母帶廠生產(chǎn)這一產(chǎn)品。筆者近年來對多加云母帶廠提供的產(chǎn)品進(jìn)行過較多的測試，從而可以得出這樣一個結(jié)論；當(dāng)粘合劑的質(zhì)量得到同等保證的前提下，云母帶在高溫下的電氣絕緣性能取決于云母紙的品種。表2是按Q/SJ05－91技術(shù)條件規(guī)定的試驗(yàn)方法測得的幾種云母帶的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
表2
云母帶品種 高溫下90min后絕緣電阻及試驗(yàn)后表現(xiàn)情況
800℃ ℃ ℃
金云母帶 1.3～1.8MΩ 0.3~0.6MΩ <0.03MΩ
繞包層緊密完好，表面附少量白色硅粉，但繞包層失去彈性 基本完好，表層粉末加厚稍加外力云母紙呈片狀剝落 明顯膨脹，粉狀層散落，云母紙有龜裂紋路
合成云母帶 MΩ MΩ MΩ
完好無損，仍顯光澤 完好，但繞包層失去彈性 基本完好，但變脆
注：1.金云母帶在900℃900min后經(jīng)1kV5min工頻耐壓不擊穿；
      2.合成云母帶在1000℃90min后經(jīng)1kV5min工頻耐壓不擊穿。