電線電纜絕緣材料
什么是電線電纜絕緣？
絕緣是電纜結構中的一種非導電材料。它也經(jīng)常被稱為射頻電纜中的電介質。
絕緣可防止漏電，從而防止電線的電流與附近的其他電線和電纜接觸。它還通過防止水和熱等環(huán)境威脅來保持電線的材料完整性。電線的壽命和有效性取決于其絕緣性。
電線電纜絕緣有哪些不同類型？
有許多不同種類的電線和電纜絕緣材料可供選擇，并根據(jù)使用情況而有所不同。三種主要的絕緣材料是塑料、橡膠和氟聚合物。以下是電線和電纜絕緣材料列表，其中包含有關每個選項的典型用途、優(yōu)點和缺點的信息。電線絕緣和電纜絕緣基本相同。當涉及到電線絕緣時，您試圖絕緣單個導體，這是電線的定義。在談論電纜絕緣時，我們通常談論的是由多個（導線）導體制成的電纜。電纜絕緣可以指每根電線周圍的絕緣類型，或整個電纜的絕緣，電纜的絕緣類型和絕緣等級將取決于您的應用用例。
塑料絕緣
塑料絕緣材料的比較性能
橡膠絕緣
橡膠絕緣材料的比較性能
氟聚合物絕緣
含氟聚合物絕緣材料的比較性能
塑料絕緣類型
聚氯乙烯 (PVC)
- PVC 是一種相對便宜且易于使用的電線電纜絕緣材料，具有在多種應用中使用的潛力。PVC 絕緣材料的溫度范圍為 -55°C 到 +105°C，并且耐火、防潮和耐磨。它還可以承受汽油、臭氧、酸和溶劑的影響。
- PVC 無臭、無味、無毒，可用作醫(yī)療和食品相關用途的絕緣材料。PVC 絕緣可用于厚壁和薄壁應用。但是，當在低溫下需要柔韌性和延長彎曲壽命時，不應使用它。當用于伸縮繩應用時，它顯示出低于平均水平的柔韌性。PVC 顯示出高衰減和電容損失，這意味著在電氣系統(tǒng)中使用時會損失功率。
半硬質 PVC (SR-PVC)
- 半剛性PVC主要用作初級絕緣，非常耐磨。（對于 30-16 規(guī)格，10 密耳墻符合 UL 樣式 1061、80 攝氏度、300 伏特。）半硬質 PVC 還耐熱、耐水、耐酸和耐堿。它也是阻燃的。
Plenum 聚氯乙烯（Plenum PVC）
- Plenum PVC 適用于增壓空間——吊頂或活動地板后面的建筑空間保持開放以允許空氣流通。標準 PVC 被認為是非增壓絕緣選項，因為它不具備在增壓區(qū)域安全使用所需的品質。要達到阻燃等級，絕緣材料必須符合更嚴格的防火安全規(guī)定。
聚乙烯（PE）
- PE 主要用于同軸電纜和低電容電纜，因為它具有出色的電氣質量。它通常用于這些應用，因為它價格實惠，并且可以發(fā)泡以將介電常數(shù)降低到 1.50。這使得 PE 成為需要高速傳輸?shù)碾娎|的流行選擇。
- PE 也可以交聯(lián)以產(chǎn)生高抗開裂、抗穿透、焊接和溶劑的能力。它可以在 -65°C 到 +80°C 的溫度范圍內使用。PE 的所有密度都是僵硬、堅硬且不靈活的。這種材料也是易燃的?？梢允褂锰砑觿┦蛊渥枞?，但這會犧牲介電常數(shù)并增加功率損耗。
聚丙烯 (PP)
- 聚丙烯絕緣材料 (PP) 與 PE 非常相似，但溫度范圍更廣，為 -30°C 至 +105°C。它主要用于薄壁初級絕緣，可發(fā)泡以改善其電氣性能。
聚氨酯 (PUR)
- PUR 以其極高的韌性、柔韌性和彎曲壽命而聞名，即使在低溫下也是如此。它還具有出色的耐化學性、耐水性和耐磨性。這種材料在伸縮繩應用中效果很好，是鹽霧和低溫軍事用途的流行選擇。
- PUR 是一種易燃材料。它可以制成阻燃的，但這會犧牲強度和表面光潔度。然而，PUR 的主要缺點是其較差的電性能。正因為如此，它用于夾克而不是絕緣。
氯化聚乙烯 (CPE)
- CPE具有非常好的耐熱、耐油和耐候性。CPE 是一種成本更低、更環(huán)保的 CSPE 替代品。它在暴露于火中時的可靠性能也使其成為 PVC 絕緣材料的有利替代品。CPE 常見于電力和控制電纜以及工業(yè)發(fā)電廠應用中。
尼龍
- 尼龍通常擠在較軟的絕緣化合物上。它可用作堅韌的護套，具有很強的耐磨性、耐切割性和耐化學性，尤其是在薄壁應用中。它也非常靈活。尼龍的一個缺點是它會吸收水分。這會降低它的一些電性能。
塑料絕緣材料的比較性能
|
|
PVC |
上 |
低密度 |
蜂窩 |
高 |
聚丙烯 |
蜂窩 |
PVC |
充氣 |
CPE |
|
抗氧化性 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
|
耐熱性 |
通用電氣 |
G |
G |
和 |
和 |
和 |
G |
通用電氣 |
和 |
和 |
|
耐油性 |
F |
通用電氣 |
G |
通用電氣 |
F |
F |
和 |
F |
和 |
和 |
|
低溫靈活性 |
PG |
和 |
和 |
和 |
磷 |
磷 |
G |
PG |
G |
和 |
|
耐臭氧性 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
|
天氣（耐曬） |
通用電氣 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
G |
G |
和 |
和 |
|
耐磨性 |
FG |
G |
F |
和 |
FG |
FG |
○ |
FG |
和 |
這是 |
|
電氣性能 |
FG |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
磷 |
G |
磷 |
和 |
|
阻燃性 |
和 |
磷 |
磷 |
磷 |
磷 |
磷 |
磷 |
和 |
磷 |
和 |
|
抗核輻射 |
F |
通用電氣 |
G |
通用電氣 |
F |
F |
G |
F |
FG |
○ |
|
耐水性 |
FG |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
PG |
F |
PF |
○ |
|
耐酸性 |
通用電氣 |
通用電氣 |
通用電氣 |
和 |
和 |
和 |
F |
G |
PF |
和 |
|
耐堿 |
通用電氣 |
通用電氣 |
通用電氣 |
和 |
和 |
和 |
F |
G |
和 |
和 |
|
耐酒精性 |
體育 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
PG |
G |
磷 |
和 |
|
脂肪烴抗性 |
磷 |
通用電氣 |
G |
通用電氣 |
PF |
磷 |
PG |
磷 |
G |
和 |
|
耐芳烴 |
PF |
磷 |
磷 |
磷 |
PF |
磷 |
PG |
PF |
G |
通用電氣 |
|
耐鹵代烴 |
PF |
G |
G |
G |
磷 |
磷 |
PG |
PF |
G |
和 |
|
地下墓葬 |
FG |
G |
- |
G |
- |
- |
G |
磷 |
- |
磷 |
|
P = 差 |
F = 公平 |
G = 好 |
E = 優(yōu)秀 |
O = 優(yōu)秀 |
橡膠絕緣類型
熱塑性橡膠 (TPR)
- 在許多應用中，TPR 被用來代替真正的熱固性橡膠。它具有改進的著色性、更高的處理速度和更寬的可用溫度范圍。它還具有出色的耐熱性、耐候性和耐老化性，無需固化。TPR 不耐切割，但可用于需要橡膠其他性能的應用中。
氯丁橡膠（聚氯丁二烯）
- 氯丁橡膠是一種合成熱固性橡膠，必須經(jīng)過硫化才能獲得所需的品質。它具有卓越的耐磨性、耐切割性、耐油性和耐溶劑性。氯丁橡膠還以其長使用壽命、寬溫度范圍和可用性而聞名。它具有顯著的阻燃性和自熄性。氯丁橡膠尤其適用于手持線組，通常用于軍用產(chǎn)品。
丁苯橡膠 (SBR)
- SBR 是一種熱固性化合物，其性質類似于氯丁橡膠。它的溫度范圍為 -55° 攝氏度至 +90° 攝氏度。SBR 主要用于 Mil-C-55668 電纜。
硅酮
- 有機硅具有極強的耐熱性、阻燃性，可在高達 +180° 攝氏度的溫度下使用。它具有適度的耐磨性和極強的柔韌性。優(yōu)點包括較長的儲存壽命和良好的粘合性能，這對于許多電氣應用來說都是必需的。
玻璃纖維
- 玻璃纖維是應用最廣泛的玻璃絕緣材料。它可以在高達 +482° 攝氏度的溫度下連續(xù)使用。這種材料耐濕氣和化學物質，但僅相當耐磨。它的常見應用包括熱處理、玻璃和陶瓷窯、鑄造廠以及鋁加工中的廣泛應用。
乙丙橡膠 (EPR)
- EPR 以其出色的熱特性和電氣特性而聞名，在與其他電纜相同的承載能力下，其橫截面積更小。常用于高壓電纜。EPR是耐熱、抗氧化、耐候、耐水、耐酸、耐酒精和耐堿。
- 這種材料的靈活性也使其適用于采礦業(yè)的臨時安裝和應用。EPR 的溫度范圍為 -50°C 至 +160°C，但抗撕裂性不如其他絕緣選項。它也相對較軟，在安裝過程中可能需要更加小心以避免損壞。
橡膠
- 橡膠絕緣材料通常是指天然橡膠和 SBR 化合物，每種都有多種配方，可用于廣泛的應用。因為公式不同，所以溫度范圍和其他一些基本特征也不同。雖然這種絕緣材料的耐油性和耐臭氧性較差，但具有良好的低溫柔韌性、電氣性能以及耐水性、耐酒精性和耐磨性。
氯磺化聚乙烯 (CSPE)
- CSPE 可以很好地用作低壓??絕緣。它以其在很寬的溫度范圍內工作的能力以及對化學品和紫外線的抵抗力而聞名。這種絕緣材料可以在電器線、引線、線圈引線、變壓器引線和電機引線中找到。CSPE 也稱為 Hypalon，是 Dupont 的注冊商標。
乙烯丙烯二烯單體 (EPDM)
- 這種合成橡膠絕緣材料具有出色的耐熱性、耐臭氧性、耐候性和耐磨性。EPDM 還表現(xiàn)出優(yōu)異的電氣性能。其他優(yōu)點包括在 -55° 至 +150° 的高溫和低溫下都具有出色的柔韌性，以及良好的介電強度。在某些應用中，EPDM 被用作硅橡膠的替代品。
橡膠絕緣材料的比較性能
|
|
橡膠 |
氯丁橡膠 |
CSPE |
三元乙丙橡膠 |
硅酮 |
|
抗氧化性 |
F |
G |
和 |
和 |
和 |
|
耐熱性 |
F |
G |
和 |
和 |
○ |
|
耐油性 |
磷 |
G |
G |
磷 |
FG |
|
低溫靈活性 |
G |
FG |
F |
通用電氣 |
○ |
|
耐臭氧性 |
磷 |
G |
和 |
和 |
○ |
|
天氣（耐曬） |
F |
G |
和 |
和 |
○ |
|
耐磨性 |
和 |
通用電氣 |
G |
G |
磷 |
|
電氣性能 |
G |
磷 |
G |
和 |
G |
|
阻燃性 |
磷 |
G |
G |
磷 |
FG |
|
抗核輻射 |
F |
FG |
和 |
G |
和 |
|
耐水性 |
G |
和 |
和 |
通用電氣 |
和 |
|
耐酸性 |
FG |
G |
和 |
通用電氣 |
FG |
|
耐堿 |
FG |
G |
和 |
通用電氣 |
FG |
|
耐酒精性 |
G |
F |
G |
磷 |
G |
|
脂肪烴抗性 |
磷 |
G |
F |
磷 |
PF |
|
耐芳烴 |
磷 |
PF |
F |
F |
磷 |
|
鹵代烴抗性 |
磷 |
磷 |
PF |
磷 |
PG |
|
P = 差 |
F = 公平 |
G = 好 |
E = 優(yōu)秀 |
O = 優(yōu)秀 |
含氟聚合物絕緣類型
粉煤灰
- PFA 具有不同的溫度額定值，具體取決于電纜的結構，范圍從 -65° 攝氏度到 +250° 攝氏度。它還具有非常低的耗散因數(shù)，使其成為一種高效的電選擇。它不表現(xiàn)出熱固性品質，限制了它只能在特定應用中使用。雖然 PFA 可以加工成很長的長度，但它也是一種昂貴的材料。
聚四氟乙烯 (PTFE)
- PTFE 是一種熱塑性材料，溫度范圍為 -73°C 至 +204°C。它非常靈活，并且耐水、耐油、耐化學品和耐熱。與其他含氟聚合物材料相比，PTFE 的機械性能較低。
氟化乙烯丙烯 (FEP)
- 這種材料因其加工特性和廣泛的應用用途而被廣泛使用。它還具有高度的阻燃性。當 FEP 發(fā)泡時也可以實現(xiàn)改進的數(shù)據(jù)傳輸。定價和加工也正在改進。FEP 通常用于增壓電纜和軍事應用。
ETFE 和 ECTFE Halar
- 這些材料比 PFA 或 FEP 更堅固、更靈活，并且可以通過輻照變成熱固性材料。發(fā)泡 ECTFE 和 ETFE 改善了數(shù)據(jù)傳輸并減輕了重量。然而，ETFE 和 ECTFE 缺乏 FEP 的許多電氣優(yōu)勢。
聚偏二氟乙烯 (PVDF)
- PVDF 是一種柔韌、重量輕且熱穩(wěn)定的材料。它還具有耐化學性、耐熱性、耐候性、耐磨性和耐火性。PVDF 是一種成本相對較低的絕緣選擇，因此可用于廣泛的行業(yè)和應用。它經(jīng)常出現(xiàn)在需要滿足 UL 標準 910 Plenum 電纜火焰測試的電纜中，該標準將電纜標記為適合在建筑物的空氣流通空間中使用。PVDF 通常也稱為 Kynar，是 Arkema Inc. 的注冊商標。
熱塑性彈性體 (TPE)
- 熱塑性彈性體由聚合物（通常是塑料和橡膠）的混合物組成，將每種材料的優(yōu)點結合到一個絕緣產(chǎn)品中。TPE 可以像塑料材料一樣模壓、擠出和重復使用，同時保持橡膠的柔韌性和拉伸性。
- TPE 通常用于傳統(tǒng)彈性體無法提供必要范圍物理性能的應用。TPE 現(xiàn)在越來越多地用于汽車應用和家用電器。TPE 的缺點包括耐化學性和耐熱性差、熱穩(wěn)定性低以及成本高于其他類型的絕緣材料。
含氟聚合物絕緣材料的比較性能
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FEP |
ETFE |
聚四氟乙烯 |
聚偏氟乙烯 |
ECTFE |
熱塑性彈性體 |
|
抗氧化性 |
○ |
和 |
○ |
○ |
○ |
和 |
|
耐熱性 |
○ |
和 |
○ |
○ |
○ |
和 |
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耐油性 |
○ |
和 |
這是 |
和 |
○ |
G |
|
低溫靈活性 |
○ |
和 |
○ |
F |
○ |
和 |
|
耐臭氧性 |
和 |
和 |
○ |
和 |
和 |
和 |
|
天氣（耐曬） |
○ |
和 |
○ |
這是 |
○ |
和 |
|
耐磨性 |
和 |
和 |
○ |
和 |
和 |
FG |
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電氣性能 |
和 |
和 |
和 |
通用電氣 |
和 |
和 |
|
阻燃性 |
○ |
G |
和 |
和 |
這是 |
FG |
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抗核輻射 |
PG |
和 |
磷 |
和 |
和 |
G |
|
耐水性 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
通用電氣 |
|
耐酸性 |
和 |
和 |
和 |
通用電氣 |
和 |
G |
|
耐堿 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
通用電氣 |
|
耐酒精性 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
G |
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脂肪烴抗性 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
磷 |
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耐芳烴 |
和 |
和 |
和 |
通用電氣 |
和 |
磷 |
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鹵代烴抗性 |
和 |
和 |
和 |
G |
和 |
- |
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地下墓葬 |
和 |
和 |
和 |
和 |
和 |
磷 |
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P = 差 |
F = 公平 |
G = 好 |
E = 優(yōu)秀 |
O = 優(yōu)秀 |