電線電纜產品的質量特性淺析

羅 杰

（成都德源電纜有限公司，四川 成都 611731）

0 引 言

電線電纜產品基本結構為“導體+絕緣+護套”三層結構。其中：導體用來傳輸電能，材質有銅、鋁以及鋁合金；絕緣起觸電保護作用，材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯以及乙丙橡膠等；護套的作用是保護絕緣不受外界環境的腐蝕或損傷，材料通常有聚氯乙烯、聚乙烯以及彈性體等。產品關鍵指標有電性能、結構尺寸、機械物理性能、老化性能、交聯性能以及阻燃耐火性能等。它的質量狀況不僅關系到電力系統的正常運行，還與人們的生命財產安全息息相關。

1 電性能指標

1.1 導體直流電阻

導體直流電阻是考核電線電纜載流能力的最基本參數，也是關系到制造成本的最重要因素。20 ℃導體直流電阻不合格，是由于銅材電阻率過高或導體截面積不夠引起的。前者是原材料的質量問題，后者是生產企業工藝設計問題。20 ℃導體直流電阻不合格屬于a類不合格，即嚴重不合格，使電纜在正常使用時導體發熱過高。絕緣、護套等結構受熱程度超過設計值，會大大降低其安全性能指標，縮短電纜的使用壽命，易引起短路等安全事故，還將增加線路的損耗，浪費能源。因此，針對由于銅材電阻率過高或導體截面積不夠引起的20 ℃導體直流電阻不合格問題，生產企業要有正確并合理的檢驗規范和檢驗手段，檢測生產過程中的導體電阻，以避免發生不合格的情況。針對生產企業工藝設計引起的20 ℃導體直流電阻不合格問題，要有正確的工藝設計做指導，在導體生產過程中選擇正確的壓輪，避免壓形導體出現飛邊咬邊的發生，控制好導體絞制過程中的單絲張力，從而避免單絲拉細引發導體截面不夠而發生20 ℃導體直流電阻不合格的情況。

1.2 4 h耐壓

電纜耐壓是重要的安全指標。耐壓不合格會造成漏電，引發人身安全事故或短路造成火災，后果相當嚴重。電纜的例行檢驗都進行火花試驗，且應進行成品耐壓試驗。4 h耐壓試驗雖屬型式試驗項目，比成品耐壓試驗稍嚴酷，但經過絕緣火花和成品耐壓試驗后一般不會造成擊穿。因此，需嚴格進行絕緣的火花試驗和成品耐壓試驗，要保證100%試驗。試驗電壓和試驗時間必須按規定進行，并加強過程檢驗的監督，由巡檢員抽查擠塑工序的火花試驗質量。另外，需嚴格控制擠出工藝，因為絕緣平均厚度和最薄厚度不合格也容易造成耐壓擊穿。成纜工序中，需要保護好絕緣線芯，避免碰傷和劃傷絕緣線芯。

2 結構尺寸

2.1 絕緣厚度

絕緣厚度低于標準規定，會危及線路安全和使用者的人身安全，易出現漏電及擊穿現象。究其原因，在于設備性能差導致出膠量不穩定、主機擠出給定不足以及收線張力過大等。此外，還有工廠在生產產品時不按標準及工藝規定進行生產，出廠檢驗中未認真按產品標準及工廠檢驗要求進行檢驗。因此，需嚴格控制擠出參數，定期檢查模具，保證厚度足夠，避免太快擠出，并加強成品檢驗。在實際生產中，生產企業要完善并準確根據自身的設備和人員情況制定可靠的工藝控制參數，并嚴格按照工藝紀律對產品進行中間檢測，加強生產工藝的控制力度。

2.2 護套最薄處厚度

電纜的護套起著耐腐蝕、抗壓以及抗沖擊的作用。若它的厚度偏小，在電纜使用過程中易被磨損，降低其抵抗外界各類腐蝕的能力，易使絕緣暴露在外界環境中降低其介電性能。出現這類不合格現象的原因：一是企業對產品出廠檢驗項目把關不嚴，未嚴格進行抽檢；二是企業的生產工藝水平差，人員操作水平低，未選擇合適的模具或正確調整模具之間的距離和控制出線速度，從而無法在生產過程中嚴格控制外形尺寸和厚度。針對該問題的質量控制的建議與絕緣厚度控制的改進建議相同，在此不再贅述。

3 絕緣和護套的機械性能

絕緣和護套的抗張強度和斷裂伸長率不合格，在電纜使用過程中易被磨損，降低其抵抗外界各類腐蝕的能力，易使導體暴露在外界環境中出現漏電現象。不合格是因為材料不過關，如原材料配方中基料含量不夠、填充料用量不適當、分散性過大或者過量使用了回收料等，還因為工藝把控不嚴，包括擠塑溫度、牽引速度等。因此，建議采用優質的原材料，嚴格控制擠出參數，加強成品檢驗。此外，嚴格控制對供方，必要時對原材料送檢或制成小樣后檢驗其機械物理性能，不能僅憑供方信譽而不進行進貨檢驗。

4 絕緣和護套的老化性能

絕緣和護套老化前后抗張強度和斷裂伸長率變化率不合格，在電纜使用過程中無法滿足使用壽命。隨著時間的推移，絕緣和護套發脆甚至斷裂，使導體裸露發生觸電危險或短路、火災發生。不合格原因也是因為原材料不過關。因此，建議采用優質的原材料，加強原材料的進貨檢驗。嚴格控制對供方，對供方進行評價，在合格供方中進行定點采購。必要時送檢原材料，或制成小樣后檢驗其老化性能。

5 交聯性能

熱延伸不合格主要是由于交聯度不夠。交聯聚乙烯絕緣的交聯度不夠會降低絕緣的耐熱性能，限制了電纜正常使用的載流量，使電纜在導體允許最高溫度下運行時絕緣材料熔融變形，造成短路的電氣安全事故甚至引發火災。絕緣的交聯度不夠，原因主要有交聯工序的溫度或時間不夠、絕緣擠塑的溫度不夠致使聚乙烯的接枝度不夠以及材料本身的配方質量問題。前兩個原因是由于生產企業的工藝控制問題，后一個原因是原材料的質量問題。因此，建議采用優質的原材料嚴格控制工藝，并加強過程工藝控制和成品檢驗。

6 燃燒性能

6.1 阻燃性能

在火災情況下，電纜易持續性燃燒，不僅加大了火情，造成了嚴重的人身財產傷害，還容易引起電路故障，進一步造成短路引發火災等安全事故，且阻礙了消防救援設備的使用。阻燃電纜是當發生火災時，該產品可以阻止火焰的蔓延，主要指標為成束燃燒。成束燃燒不合格，主要是外護套材料的阻燃性不高和電纜結構設計不合理造成的。前者是由于原材料本身的質量問題，后者是因為電纜生產企業研發能力的問題。因此，生產企業應通過大量的實驗數據，確定合理可行的電纜結構和材料，從而針對阻燃電纜的材料制定嚴格的進貨驗收檢驗規范和可靠的工藝文件。

6.2 耐火性能

在火災情況下，電纜絕緣極易碳化造成短路，致使系統無法正常工作。而一些應急救援措施（如消防栓、應急照明、安全救援逃生通道等）要求正常工作，這就要求電纜的耐火性能需發揮作用。線路完整性是考核該性能的重要指標。該指標不合格的主要原因是耐火層的質量不符合要求，或是生產工藝設計不合理，耐火層的層數不夠，也可能是生產過程控制出現差錯，云母帶繞包出現漏包或搭蓋不夠。因此，生產企業應通過大量的實驗數據確定合理可行的電纜結構、材料及可靠的工藝文件，加強生產過程控制，使耐火層按工藝要求進行生產。

7 其他性能

7.1 絕緣熱收縮

絕緣熱收縮不合格，在使用過程中會應力集中導致絕緣拉薄，造成不能承受規定的電壓，減少電纜使用壽命，影響使用安全。電纜的終端連接處長時間裸露，易造成漏電、觸電、短路等電氣安全事故。交聯聚乙烯熱收縮的指標影響因素較復雜，但主要可分為原材料質量因數和生產加工因數。交聯聚乙烯主要是基料（一般采用低密度或線性低密度聚乙烯）、交聯劑、抗氧化劑等。基料本身的熱收縮很大程度上決定了電纜絕緣或護層的熱收縮。由于聚乙烯為結晶高聚物，在加工中易形成殘留應力，所以生產加工條件對熱收縮的影響很關鍵，主要的工藝參數擠塑模具的類型（擠壓、擠管）、擠塑溫度及冷卻形式（分段冷卻）、擠塑生產線牽引與主機的配合（生產線速度的穩定性）等，均對其有較大影響。因此，建議采用優質的原材料并制定原材料進貨驗收檢驗規范，嚴格按照工藝要求進行生產，加強過程工藝控制和成品檢驗。

7.2 絕緣和護套的熱失重

絕緣和護套的熱失重不合格是因為原材料在生產過程中各種添加劑過多，致使熱質量損失過大，加速了護套和絕緣的老化，減少了使用壽命。建議采用優質的原材料，嚴格按照生產工序進行生產。此外，原材料在生產過程中不能添加太多增塑劑等。

7.3 控制電纜的絞合節距和成纜方向

絞合節距不合格易造成電纜不緊密，外形不圓不均勻，影響美觀且不方便使用。絞合節距過大降低了電纜的彎曲特性，并使電纜在相同彎曲程度下，絕緣線芯的變形程度更大，從而造成導體斷裂和絕緣開裂，引起斷路或短路的電氣安全事故。成纜方向不合格往往為電纜在安裝使用過程中的接續帶來困難，原因是生產企業對產品標準理解不夠或過度提高生產效率忽視該質量控制點。以上原因均屬于生產工藝的控制或質量意識問題，是由企業主觀原因造成，因此企業應對生產工人和檢驗員進行標準培訓，明確生產要求，控制絞籠速度和牽引速度，不能求快而造成節距比過大。要注意最外層電纜的絞向，不能設置錯誤。此外，加強成纜后的過程檢驗，防止產生不合格品。

7.4 導線的斷裂伸長率

導線的斷裂伸長率是考核電纜柔軟度的重要指標。伸長率偏小的電纜，使用中會感覺太硬，且影響電纜的抗彎折性能，嚴重時會造成導體過早折斷，給安裝帶來不便。因此，需嚴格控制退火參數，在連拉連退后再加上罐式退火，以保證材料退火后的機械性能。此外，需加強過程檢驗和成品檢驗。

8 結 論

電線電纜行業在進行產品換代升級，各生產企業均應積極提高產品質量，加強品牌建設。在國家積極倡導和推動高質量發展的今天，制造企業應該響應國家號召，從中國制造向中國創造轉變，積極培養員工質量意識和品牌意識，不斷提升產品質量，走品牌立企、質量興企之路。