摘要：詳細闡述了水冷電纜護套管膠料的制備、性能測試，以及膠管的生產工藝和性能。結果表明，SBR/NR并用膠適用于水冷電纜護套管，通過適當的膠料配方設計和膠管結構設計，水冷電纜護套管的耐臭氧性能佳，彎曲半徑小，爆破強度高，并具有優異的耐高電壓擊穿性能、絕緣性能和低漏電性能。

　　關鍵詞：水冷電纜護套管;SBR/NR并用膠;擊穿電壓;絕緣性能;低漏電性能

　　水冷電纜俗稱水電纜，是一種中空通水，用于大電流加熱設備的特種電纜，通常由電纜頭、導線、外護套管3部分組成，其中，外護套管可以使用纖維增強的橡膠軟管[1]。根據應用場合的不同，水冷電纜護套管的尺寸多有不同，典型的規格為1/2″，3/4″，1″，1-1/4″，1-1/2″，2″，2-1/2″，3″，對應的產品內徑約為12.5，19，25，31.5，38，51，63，76mm。對于小口徑的水冷電纜護套管，其纖維增強層為1層，對于大口徑的水冷電纜護套管，其纖維增強層可為2～3層，纖維增強層間使用的中膠層還需具有一定的粘合性[2]。

　　電纜論文范例：地下電纜的探地雷達圖像特征與識別技術

　　電纜的大電流運作要求水冷電纜外護套管具有較高的擊穿電壓和絕緣性能。優質的水冷電纜護套管還需具有柔軟度高、彎曲半徑小、耐壓高、耐臭氧等特性，適宜在較小空間和較高壓工況長時間彎曲使用。丁苯橡膠(SBR)具有優異的電絕緣性，耐磨性、耐水性均較好，通過與天然橡膠(NR)并用及適當的配方設計，可得到絕緣性、耐臭氧性、耐老化性、粘著性、壓延性等綜合性能優良的SBR/NR并用膠，適用于水冷電纜護套管的制備[3]。本工作制備了SBR/NR并用膠，并用于水冷電纜護套管的生產，制備的膠料和膠管性能優異，具有廣闊的市場應用前景。

　　1實驗

　　1.1原材料

　　SBR，牌號1502，中國石油天然氣股份有限 公司吉林石化分公司;NR，印尼1#煙片膠;聚酯線繩，3300dtex，金華亞輪化纖有限公司;其他原材料均為市售橡膠工業常用原材料。

　　1.2基本配方

　　水冷電纜護套管的內層膠和中間膠使用同一種淺色混煉膠，其基本配方(質量份)：SBR，80;1#煙片膠，20;納矽利S20，60;沉淀法白炭黑，30;Si-69，3;環烷油，8;防老劑RD，2;防老劑4010NA，2;微晶蠟9108，3;氧化鋅，5;硬脂酸，1;硫黃，0.8;促進劑TMTD，0.4;促進劑DTDM，2;促進劑CZ，1.5。外層膠為綠色，其基本配方(質量份)：SBR，80;1#煙片膠，20;納矽利S20，55;鈦白粉，5;沉淀法白炭黑，30;Si-69，3;環烷油，8;防老劑RD，2;防老劑4010NA，2;微晶蠟9108，3;氧化鋅，5;硬脂酸，1;硫黃，0.8;促進劑TMTD，0.4;促進劑DTDM，2;促進劑CZ，1.5;藍色染料，1.5;黃色染料，1.0。

　　1.3主要儀器與設備

　　XK-160型開煉機，無錫雙象橡塑機械有限公司;AI-3000型拉力試驗機，高鐵檢測儀器(東莞)有限公司;XLB-D500×500型平板硫化機，浙江湖州東方機械有限公司;401A型熱空氣老化試驗箱，上海市實驗儀器廠有限公司;LX-A型橡膠硬度計，上海六中量儀廠;三輥壓延機和120L擠出機，呼和浩特橡膠機械廠。

　　1.4試樣制備

　　內層膠和中間膠使用開煉機混煉，混煉前用清洗膠將開煉機清洗干凈。首先，對NR進行塑煉，然后加入SBR并塑煉，薄通數次，包輥后在堆積膠上方加入氧化鋅、硬脂酸和防老劑，混煉2min后加入納矽利S20、沉淀法白炭黑、Si-69和環烷油，吃粉快完畢時加入硫化劑，再混煉1min，將輥距調至最小，打三角包6次，打卷排氣，下片，停放16h。外層膠的混煉與內層膠類似，加硫化劑的同時加入鈦白粉和染料。膠料在平板硫化機上硫化，硫化條件為160℃×20min，硫化后放置16h，裁樣，進行性能測試。

　　1.5性能測試

　　硬度按GB/T531-2008測試;拉伸性能按GB/T528-2009測試;耐老化性能按GB/T3512-2014測試;耐臭氧性能按GB/T24134-2009測試。橡膠軟管擊穿電壓按GB/T1408.1-2016測試;漏電性能按GB/T1408.2-2016測試;其他相關性能均按國家現行標準進行測試。

　　2結果與討論

　　2.1膠料性能

　　本工作設計了SBR/NR并用膠配方，得到的內層膠和外層膠的性能測試結果。膠料具有優異的物理性能，其硬度滿足要求，拉伸強度和拉斷伸長率遠超指標要求。經過100℃×72h熱空氣老化，內、外層膠的硬度變化分別為8和9，拉伸強度變化率分別為-15.7%和-18.7%，拉斷伸長率變化率分別為-35.2%和-37.3%，均在控制指標范圍內。

　　兩者耐臭氧性能佳，在50×10-8×40℃×伸長20%條件下，168h均無龜裂。絕緣性能優異，直流(DC)1kV下，電阻均大于4000MΩ。可以看出，本工作研制的SBR/NR并用膠內、外層膠料適用于水冷電纜護套管的生產。

　　2.2水冷電纜護套管制備

　　本工作制備的水冷電纜護套管產品內表面光滑，尺寸穩定，便于電纜的穿入。設計的膠管生產工藝良好，滿足不同尺寸水冷電纜護套管的生產。

　　2.2.1內層膠擠出采用帶芯生產工藝，根據膠管規格選用適當尺寸的芯棒。橡膠軟管內層膠擠出時，機頭溫度保持在75℃左右，根據芯棒規格以及膠料膨脹率選擇相應的機頭口型及芯型，擠出時將芯棒同步穿入，調整擠出速度以使內層膠的壁厚達到要求。

　　2.2.2編織不同尺寸的水冷電纜護套管內、外徑不同，結構也不相同。以規格2″的膠管為例，其編織結構為雙層編織，每層以36錠、3股結構或24錠、4股結構進行編織，編織線覆蓋率為50%～70%。兩層編織線之間使用中膠片或擠出中間膠，起到粘合、防滑的作用。

　　2.2.3外層膠擠出

　　在編織軟管外表面擠出綠色的外層膠，其擠出過程與內層膠相似。外層膠擠出后，纏水布定型，使表面呈布紋狀。

　　2.2.4硫化

　　將帶芯的纏水布半成品放入硫化罐中硫化，硫化條件為150℃×90min;制品出罐后，自然冷卻，解布，脫芯，停放24h，使膠管的尺寸及性能達到穩定。

　　2.3膠管性能

　　水冷電纜護套管的性能測試結果。膠管彎曲半徑小于6倍公稱內徑，滿足小空間彎曲使用的要求。橡膠層和編織層間粘合強度為2.3kN/m，爆破強度大于6.9MPa，滿足水冷電纜充水和大水流速的高壓狀態下使用需求，并可以在一定的高壓狀態穩定使用。

　　膠管內、外層膠料的耐臭氧性能仍達到50×10-8×40℃×伸長20%條件下168h無龜裂，可長時間使用。值得注意的是，其擊穿電壓大于100kV，DC1kV下，電阻大于4000MΩ，DC6kV下，漏電電流小于1μA，具有優異的耐高電壓擊穿、絕緣和低漏電性能，遠遠超過指標要求。本工作的水冷電纜護套管已成功用于電爐場合，相信該膠管同樣適用于其他電氣冷卻場合。

　　3結語

　　(1)通過適當的膠料配方設計，SBR/NR并用膠具有優良的絕緣、耐臭氧、便于壓延等特性，適用于水冷電纜護套管的生產。(2)設計的膠管生產工藝簡單，根據規格的不同，選擇不同的編織結構，以滿足膠管彎曲半徑、爆破等要求。(3)水冷電纜護套管彎曲半徑小，爆破壓力高，耐臭氧性能佳，并具有優異的耐高電壓擊穿、絕緣和低漏電性能，適用于多種電氣冷卻場合，具有廣闊的市場應用前景。

　　參考文獻：

　　[1]劉炳宇，鄭秀梅，李卉.礦熱電爐水冷電纜結構特點及使用[J].內蒙古石油化工，2005，10：27-28.

　　[2]郭磊.便攜式消防滅火裝備用連接管路的研制[J].特種橡膠制品，2019，40(3)：36-37+41.

　　[3]王鶴荀，紀玉龍，李根，等.船用丁苯橡膠電纜絕緣層老化硬度分析[J].上海海事大學學報，2013，34(4)：103-108.

　　作者：苗珍珍，鮑剛，張秀蛾