电缆护层是电缆的重要组成部分之一,通常约占电缆成本的一半。护层质量的好坏,选用的是否适当,直接影响电缆的使用寿命。因此,正确设计、精心制造、合理选用电缆护层,具有重要的意义。
电缆护层对电缆起着机械保护、防止化学腐蚀、防潮和防止水浸入以及对外界电磁干扰的屏蔽等作用。因此,要求护层具有良好的密封性,而且最好采用屏蔽性能好的金属套。
通信电缆的护层主要有金属套、橡套、塑套和组合护层几种,此外为适应特殊需要,也可采用特种护层。
1.金属套
金属套最主要的特点是密封性好,不透水,不透潮,机械强度高,同时还具有良好的电磁屏蔽作用。金属套的形式有热压金属套和焊接金属套,这两种金属套可制成光面密封管,也可以是皱绞密封管,所用的材料主要是铅(及铅合金)、铝和钢。当需要有外护层时,金属套就是电缆的内护层。
铅套是多年来一直采用的传统护层结构,它是采用铅锑合金挤压在电缆缆芯上形成连续均匀的密封套管。铅套的特点是便于挤压成型,工艺简单。铝套电缆便于弯曲,耐蚀性好,接续封焊比较容易。但铅套电缆太重,运输、敷设均有不便,更严重的是铅的机械强度差,不耐震,容易疲劳。铅是属于比较稀缺的有色金属,每公里干线线缆平均要消耗1.5~2t铅。由于铅有上述缺点及为了节约用铅,用其他保护层代替铅套已成为电缆结构改进的一种趋势。
铝套是广泛采用的另一种金属保护层,铝套重量轻、机械强度高、耐震性及耐蠕变形好,而且屏蔽性能高;其缺点是柔软性、耐蚀性较差,接续封焊较为困难,同时挤压铝套时需要较高的温度和较大的压力,设备及工艺均较复杂。铝套虽有些缺点,但随着工艺技术的不断改进,正在逐步加以解决,目前已有很多电缆的护层采用铝套。对大直径的铝套一般都进行轧绞(形成螺旋管)以便提高弯曲性能。
目前也有采用焊接钢管护层的。这种护层如果在制造过程中能做到无缺陷,可制成不透水、不透潮,成本低的密封护套。为了提高电缆的弯曲性能,在钢管上一般轧有波纹。这种护套机械性能良好又有一定的屏蔽作用。
2.橡套和塑套
这种护层结构简单,节约了金属材料,既柔软又轻便。但橡套和塑套容易透水,在防潮性方面较金属差得多。此外,橡皮和塑料都会老化,寿命较短。在次要的或较短的线路上所用的市内通信电缆和低频电缆常采用简易的高分子护套。
3.组合护层
组合护层的最大特点是轻便、柔软,防潮性介于金属套和橡套、塑套之间,是属于微透过性的半密封性的护层。组合护层通常采用金属带与塑料带粘接而成,常用的材料是铝带和聚乙烯。(www.xing528.com)
组合护层的品种很多,其主要形式有铝-塑(Lepeth)护层、铝-塑粘合(Alpeth和PAP)护层和铝-钢-塑(Stalpeth)组合护层三种。
铝-塑组合护层的结构是:在电缆芯上纵包铝带,在涂覆防蚀涂料后挤包聚乙烯护套,这种护层由于潮气透过外层塑料后,仍会沿着铝带接缝缓慢地渗入电缆芯,铝带在阻止潮气渗透上只起一定作用,因此这种护层在使用上有一定的局限性,仅用于架空电缆。
铝-塑粘合组合护层的结构特点是:在电缆芯上纵包一双面贴合聚乙烯的复合铝带,并在重叠处用热风加以粘接,然后再挤包聚乙烯护套,利用挤出时的热量使聚乙烯护套粘到铝带上,这样就大大提高了防潮性能。我国目前所生产的一种全塑市内通信电缆就是采用的这种组合护层。这种护层的电缆可作架空及管道敷设。作为埋地的铝-塑粘接护层尚须增加一个塑料内护套或外加铠装层和塑套。
铝-钢-聚乙烯护层的结构是:在电缆芯外纵包0.13~0.2mm的铝带和0.18mm左右的钢带。铝带在内层,可用作屏蔽,对于小直径电缆芯,铝带不需轧纹,而对于大直径的电缆芯,铝带应进行轧纹。钢带在外层,用轧辊将其轧成正弦波纹,然后将铝带和钢带卷成管状,钢带两边加上焊料,用高频感应加热将钢带焊成密封钢管,其外涂以沥青混合物,最后挤包聚乙烯外套。
4.特种护层
特种护层是为适应特殊环境需要而制作的电缆护层。如根据防霉、防白蚁、防鼠、防辐射的要求,可制作相应的护层。如铜-钢-铜屏蔽护套(防鼠、防蚁)和铝管半导电护套(防雷)。这些护层可以有特殊结构和由特殊材料制成,也可以是在金属护套、橡皮或塑料护套和组合护层的基础上,采用适当措施加以改型。
为增加电缆金属套防蚀、机械保护和屏蔽能力,在电缆金属外套包覆以保护覆盖层,称为电缆外护层。
外护层一般由内衬层、铠装层和外被层三个部分组成。
内衬层——将沥青复合物、浸渍过的纸带及黄麻包在内护层上,其铠装衬垫和金属套具有防蚀作用。
铠装层——钢带铠装电缆是将两层钢带以间隙方式绕包在内衬层上,其中第二层钢带要将第一层的间隙盖上。现在有的国家已采用薄钢带轧绞纵包的轻型铠装来代替双钢带铠装,可以节省材料。钢丝铠装电缆是将许多根钢丝绕包在内衬层上。铠装层的基本作用在于增强电缆的机械性能、屏蔽性能和防雷性能。
外被层——用以防止铠装层锈蚀,并使铠装钢带或钢丝不易散开的覆盖层。按外护层防腐级别的不同,外被层的组成也不同。一级外护层的外被层主要对金属套(内护层)具有可靠防蚀作用,它是由沥青、浸渍的电缆麻(或浸渍的玻璃毛纱)、沥青及防粘的白垩粉所组成。二级外护层的外被层对金属套和金属铠装都有可靠地防蚀作用,它主要是由一层塑料套所构成。
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