橡套電纜中銅絲發黑的多種原因

銅絲發黑的原因是多種因素造成的，不僅僅是橡皮的配方問題，還與銅絲本身所處的狀態、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結構、護套橡膠配方、生產環境等諸多因素有關。

    1橡皮發粘和銅絲發黑的原因分析

　　1.1銅絲本身的原因在廿世紀五十到六十年代，國內大多數廠家均使用普通銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，生產方法都是銅錠加熱后經多道壓延后制得黑色銅桿，經過大、中、小拉將銅桿制成比較細的銅絲。因為銅本身不是無氧銅，在加工過程中銅絲表面難免出現氧化。到了廿世紀八十年代，國內引進了無氧銅桿的*生產技術，以及國內自行開發的無氧銅桿生產技術，使整個電線電纜行業均用上了無氧銅桿，這無疑是改善了銅絲的發黑問題。但由于對銅桿的加工，特別是韌煉工藝的掌握以及加工好的銅線芯存放的條件不好，使銅線芯本身已有輕微的氧化，這也是銅絲發黑的原因之一。

　　1.2橡膠配方的原因廿世紀五十年代，橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠并用配方。由于絕緣橡皮直接與銅線接觸，所以就不能直接使用硫磺作硫化劑，即使用很少的硫磺也會使銅線發黑。必須使用一些能夠分解出游離硫的化合物，如前面提到過的促進劑TMTD、硫化劑VA-7，同時還要配合一些硫化促進劑來提高硫化速度和硫化程度，確保絕緣橡皮的物理機械性能和電氣性能。但從絕緣橡皮的彈性、強力和yǒng久變形看，都不如加有硫磺的橡皮（如果不考慮銅絲發黑的話）。幾十年的實踐已經證實TMTD無法解決銅絲的發黑問題。另外，絕緣橡皮要有各種顏色，紅、藍、黃、綠、黑是基本顏色，這些顏色的出現也會促使橡皮發粘和銅絲發黑。配方中的主要填充劑是輕質碳酸鈣和*，由于價格的關系，有些廠家為了降低成本，用價格特別便宜的碳酸鈣和*，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質多，所以物理機械性能比較差，電性能不好，還容易造成銅絲發黑。還有的廠用活性超細碳酸鈣來提高絕緣橡皮的物理機械性能，而活性鈣多數是用硬脂酸來處理的，這種酸也是促使銅絲發黑的原因。硫化劑VA-7的使用，可以改善銅絲發黑，但由于硫化程度不夠，橡皮的yǒng久變形大，會造成橡皮發粘。特別是加入促進劑ZDC以后，提高了硫化速度，為了防止焦燒，還要加入促進劑DM來延緩焦燒時間。從促進劑ZDC的結構看，是在TETD結構中兩個相連接的硫中間接上一個金屬鋅，結構式為： S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-Zn-S-C-N＜ H5C2 H5C2 與TETD結構式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-S-C-N＜ H5C2 H5C2 十分接近，在配方中還無法避開和秋蘭姆相似的結構銅絲發黑可能時間略長一點，但沒有從根本上解決。

　　2從電線電纜結構分析

　　2.1銅的催化老化是橡皮發粘的重要原因前蘇聯電纜科學研究院試驗證明：硫化過程中銅從與橡膠接觸處滲入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。*，微量銅對橡皮有*的破壞作用，也就是我們通常說的重金屬對橡膠的催化老化。在絕緣硫化過程中，秋蘭姆析出若干游離硫與銅反應，形成活性含銅基團： CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時，較弱的-S-S-鍵斷裂，形成活性含銅基：Cu-S-，它與橡膠作用，同時與氧作用，破壞橡膠的長鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國橡膠研究院研究發粘重現問題時也指出：如果橡膠中含有有害的金屬，如：銅、錳等重金屬鹽類，那么不管促進劑的種類，均會發生橡膠發粘現象。

　　2.2橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面的遷移前蘇聯科學家應用放射性同位素證實了電纜護套橡膠中硫擴散的可能性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的擴散系數約為10-6cm2/s。連續硫化的生產廠，硫化護套橡膠時，溫度在185-200℃之間，這個擴散的系數就更大。由于橡套游離硫的擴散，改變了秋蘭姆橡膠的結構，可能形成多硫鍵。這些多硫化合物通過化學分解和化合實現遷移，即"化學擴"。由于遷移的結果，不僅可改變絕緣橡皮的結構，降低其耐熱性，而且硫與銅表面反應，形成硫化銅和硫化亞銅，導致銅線發黑。反過來，硫化銅和硫化亞銅加速橡膠的老化，又導致發粘現象的發生。

RS485電纜|RS485通訊電纜報價 　　3加工工藝方面的原因

　　3.1橡料加工方面的原因在以天然膠和丁苯膠并用為基礎的絕緣配方中，天然膠需要通過塑煉來提高橡膠的可塑性。有些大廠為了產量，用密煉機塑煉，還要加入少量的化學增塑劑--促進劑M來提高塑性。如果塑煉溫度和生膠濾橡時的溫度控制不好，出現140℃以上的高溫，當生膠放到開煉機上緩慢通過滾筒，而上面的積膠由于受到熱氧和促進劑M的同時作用，會發現橡膠表面好象涂了一層油，實際上是橡膠分子在化學增塑劑的促進下斷鏈比較嚴重，產生了比較軟和粘的較小分子量橡膠。雖然后來與丁苯膠并用混煉出絕緣橡料，這些小分子量的天然膠被均勻地分散在膠料中，這些膠料擠包在銅絲上進行連續硫化后，當時可能看不出什么問題，但已經為橡膠粘銅絲埋下了一個隱患，也就是說，這些小分子量的天然膠將首先出現局部粘銅絲現象。絕緣橡皮加硫化劑和促進劑的工藝也十分重要。有些小廠在開煉機上加硫化劑，就是將裝有硫化劑的罐子，在滾筒的中部倒入，中間很多，而兩邊較少。當硫化劑吃入橡皮中，翻三角的次數較少，會使硫化劑在橡料中分布不均勻。這樣在擠包連續硫化時，含硫化劑比較多的地方很容易出現銅絲發黑現象，在發黑的地方時間一長，還會出現橡皮粘銅絲的現象。

　　3.2絕緣橡皮硫化方面的原因有些企業為了追求產量，連續硫化管只有60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa,而硫化速度要開到120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的停留時間只有30秒。橡皮本身是熱的不良導體，絕緣線芯表面溫度大于190℃，當溫度傳熱到與銅線接觸的里層橡皮時，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度接近時，硫化的橡皮電線芯已經出硫化管了。這樣里層橡皮溫度比較低，大約為170℃，停留只有幾秒鐘就出硫化管，進入冷卻和收線，絕緣橡皮就會硫化不足。為了達到足夠的硫化。促進劑TMTD的用量（作硫化劑用）高達3.4%，過量的硫化劑，在硫化過程中放出的游離硫也多，除供交聯橡膠分子外，還有多余的游離硫。這是促使銅線表面發黑的原因。

　　總之，解決銅線發黑的問題，難度仍然較大，從銅絲到橡皮的每一道工序都要認真對待，才能取得較好的效果。膠種選擇和硫化體系的采用仍是問題的關鍵所在。這個問題的解決需要經歷時間的考驗。

南北方風電場線路設計差異

相比北方地區，南方由于復雜的地理及氣候條件，致使南北方風電場在設計上也存在了不同的差異。例如南方的強降雨、強雷暴、冰凍災害、頻繁的地質災害等都會對風電場的設計造成很多影響，這些則是在北方風電場設計中很少會出現的情況。

今天，我們就來聊一聊南北方風電場在線路設計上的差異。

一、現場踏勘

現場踏勘作為線路設計的必要環節，直接影響了設計的準確性。相比北方多為荒山，植被相對較少，南方地區的植被更加茂密，對線路現場踏勘工作造成了很大阻礙。因為在植被茂密的山區，GPS信號會收到影響，直接影響到工作效率；同時南方山區的地勢相對陡峭，對現場踏勘也是直接的影響；另外，在南方山林里遇見各種具備攻擊性動物的幾率也會大于北方。

上述的這些情況，無疑是加大了南方風電場線路現場踏勘工作的難度、時間與工作量。

二、線路電氣

1、線路方式

南方由于凍雨災害頻發、同時相對北方地區，南方的植被更加茂密，致使南方風電場線路采用電纜方式的情況要遠遠多于北方。

產生這種情況的原因主要是，若采用架空線路，發生凍雨災害的時候，會在線路上積冰，當積冰達到一定程度時，導致線路鐵塔無法負荷，zuì終倒塌。同時，南方由于森林較多，環評水保部門對線路的要求也相對較高，因此南方很多線路采用的是電纜方式。

北方由于氣候條件不同，很難發生線路積冰嚴重的情況，因此北方則多采用架空線方式，只有在地形條件特殊的情況下才會局部或全部采用電纜方式。RS485電纜|RS485通訊電纜報價

2、防雷接地

南方的降雨量相比北方較大，雷暴日偏多，地表水較淺，因此在線路的防雷接地方面相比北方有一定的差異。

南方線路在絕緣設計上，若采用架空線，絕緣子的數量相比北方會多一些，絕緣距離的要求會大一些。強雷暴區，設計會主動降低地線的保護角。

南方的地表水較淺，土壤含水量會相對高一些，對金屬材料的腐蝕上有一定影響。在接地材料的選取時，抗腐蝕的要求會更高一些。北方地區接地材料一般采用熱鍍鋅圓鋼，在南方時，熱鍍鋅圓鋼的鍍鋅層厚度需要加厚，或者采用其他抗腐蝕性更好的材料，例如柔性石墨線等材料。

3、融冰開關

融冰開關這個設備在北方幾乎是見不到的，在南方地區，電網會對一些積冰嚴重的區域要求在風電場送出線路出口加裝融冰開關。通過融冰開關，可以有效的控制導線積冰的情況。

三、線路結構

線路結構部分主要是按照架空線方式進行的整理。考慮到南方的積冰以及林地情況，線路鐵塔無法像北方地區一樣采用常規模塊塔。此時，需對模塊塔進行加固改造，或者采用特殊塔型。部分地區由于林地限制，可能會采用高跨塔進行跨越以滿足相關跨越規范要求。

無論是對模塊塔的加固、采用特殊塔型還是采用高跨塔跨越，無疑是對結構設計提出了更高的要求，難度更大。而在工程中的直接反應就是工程量的增加，用鋼量的增加、基礎尺寸的加大，直接導致線路投資的增加。相比北方同規模的線路設計，在線路結構工程量上會有明顯的體現。