电缆护套耐水解性能研究.pdf
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1、电缆护套耐水解性能研究雷军袁吴泽武袁费武雄渊工业和信息化部电子第五研究所袁 广东广州511370冤摘要院选取了一种聚四氟乙烯 渊PTFE冤/聚酰亚胺 渊PI冤 复合绝缘绕包电缆作为试验样品袁 研究了其护套耐水解性能袁 发现 PTFE 带的完好性对其护套耐水解性能具有重要作用遥关键词院电缆曰 水解曰 聚四氟乙烯曰 聚酰亚胺中图分类号院 TB 114.37文献标志码院 A文章编号院 1672-5468 渊2023冤 03-0076-04doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2023.03.013Research on Hydrolysis Resistance of Cable
2、 SheathLEI Jun袁 WU Zewu袁 FEI Wuxiong渊CEPREI袁 Guangzhou 511370袁 China冤Abstract院A PTFE/PI composite insulation wrapped cable is selected as the test sample to studythe hydrolysis resistance of its sheath.The results show that the integrity of the outer layer of PTFEtape plays an importance role in the
3、 hydrolysis resistance of its sheath.Keywords院cable曰 hydrolysis曰 PTFE曰 PI收稿日期院 2023-04-12作者简介院 雷军 渊1986要冤袁 男袁 湖南郴州人袁 工业和信息化部电子第五研究所元器件检测中心工程师袁 硕士袁 主要从事电线电缆检测工作遥通讯作者院 费武雄 渊1984要冤袁 男袁 湖北天门人袁 工业和信息化部电子第五研究所元器件检测中心工程师袁 硕士袁 主要从事元器件检测工作遥电 子 产 品 可 靠 性 与 环 境 试 验耘蕴耘悦栽砸韵晕陨悦 孕砸韵阅哉悦栽 砸耘L陨粤月陨蕴I栽再 粤晕阅 耘晕灾陨R韵晕酝耘晕栽
4、粤蕴 栽耘杂栽陨晕郧可靠性与环境试验技术及评价0引言聚四氟乙烯 渊PTFE院 Polytetrafluoroethylene冤/聚酰亚胺 渊PI院 Polyimide冤 组合绝缘电线电缆以其重量轻尧 机械性能好尧 电性能优异尧 耐电弧尧 耐水解和使用温度范围广等特点1袁 而被广泛地应用于航空领域中袁 并且成为了各类新型客机尧 运输机和直升机的主流选择产品遥目前国内现行标准 GJB 773B 中规定了耐水解试验的方法袁 但是对 PTFE/PI 组合绝缘电缆抗水解试验的研究基本处于空白状态遥 本文将以进口PTFE/PI 组合绝缘电缆为试验对象袁 研究外层PTFE 对电缆护套耐水解能力的影响遥1电缆
5、结构PI 复合薄膜/PTFE 组合绝缘电缆的结构图如图1 所示遥 其护套结构由最外层绕包烧结的 PTFE 生料带和内层绕包烧结的 PTFE/PI/PTFE 复合带组成袁电缆的耐水解能力也就是由这两层薄膜绝缘结构决定遥PTFE 是由 C尧 F 两种元素以共价键相结合形成的直链高分子袁 完全没有支链袁 碳链上只有 F原子与之相连袁 F 原子密集地排布在 C-C 主链的周围袁 将碳链遮蔽起来袁 可以对碳链起到保护作用2袁 因此 PTFE 材料具有很强的耐水解能力遥阅陨粤晕在陨 悦匀粤晕孕陨晕 运耘运粤韵X陨晕郧 再哉 匀哉粤晕允I晕郧 杂匀陨再粤晕76阅陨粤晕在陨 悦匀粤晕孕陨晕 运耘运粤韵X陨晕郧
6、 再哉 匀哉粤晕允I晕郧 杂匀陨再粤晕第 3 期纯 PI 绝缘在使用过程中易与环境中的水汽发生反应袁 在高湿度的环境中袁 水分从结构有缺陷的部位被吸收进聚合物中并使其膨胀遥 水渗入绝缘后发生水解袁 水解后的材料易产生裂缝和微孔袁 当潮湿的空气侵入绝缘的内部时会使绝缘的电导增大袁漏电流也随之增大袁 焦耳热效应的存在又会加剧水解反应并且绝缘热老化变脆袁 细纹尧 裂缝等会不断地增多3袁 所以其极易水解遥 相比于极易水解的PI 膜袁 PTFE/PI/PTFE 复合膜是把 PI 膜放在中间袁两侧为 PTFE 膜袁 通过 3 层粘合在一起组成袁 其耐水解性有所提高袁 但相比于传统的交联乙烯-四氟乙烯挤出电
7、缆袁 其水解性还不够强4遥 PTFE/PI/PTFE 复合薄膜中的 PTFE 的机械性能差尧 密度大尧耐水解袁 PI 的机械强度大尧 耐磨尧 不耐水解遥PTFE/PI/PTFE 复合薄膜发挥了两者的优点袁 实现了材料性能上的互补袁 其连续使用温度可达260 益尧 耐磨且其耐水解性能增强袁 理论上解决了纯 PI 绝缘极易水解的问题5遥2水解试验2.1 试验样品选取了进口 PTFE/PI/PTFE 复合带和 PTFE 生料带组合绝缘电缆进行水解试验遥2.2 试验过程和结果参照 GJB 773B 附录 I 强迫水解试验方法6及飞机上电缆使用弯曲半径的要求袁 取 24 根 3 m 长电缆进行水解试验袁
8、 其中外观完好的电缆有 12 根袁编号为 1-1#耀1-12#曰 表面 PTFE 生料带被轻微磨损的电缆有 12 根袁 编号为 2-1#耀2-12#遥 电缆卷绕到试棒上后的结构如图 2 所示遥 电缆编好号后袁 分成 2 大组进行试验遥a冤 外观完好的 12 根电缆袁 1-1#耀1-6#电缆在渊260依3冤 益下热处理 8 h袁 1-7#耀1-12#电缆无热处理遥 将所有电缆分别缠绕在直径为电缆标称外径10 倍的试棒上 10 圈并系紧袁 使试样与试棒紧密地接触袁 然后将试样两端用套管密封遥 将试样和试棒一起放到 渊70依2冤 益尧渊5依1冤%的盐溶液中进行水解试验袁 在 3 000尧 4 000
9、尧 5 000 h 水解时间点分别取出 4 根电缆袁 然后将电缆浸入水溶液中袁 在屏蔽层与接地的水溶液之间施加 1.0 kVa.c.电压袁 保持该电压 1 min袁 进行浸水电压试验袁 观察电缆护套是否击穿袁 然后剥离电缆的护套层袁 观察电缆屏蔽层的腐蚀情况遥 检验结果如表 1 所示遥表 1外观完好的电缆水解试验结果编号PTFE是否完好有无热处理水解试验时间/h浸水电压 渊考核护套冤屏蔽层腐蚀现象1-1#否有3 000未击穿未见明显腐蚀1-2#否有3 000未击穿未见明显腐蚀1-3#否有4 000未击穿未见明显腐蚀1-4#否有4 000未击穿未见明显腐蚀1-5#否有5 000击穿未见明显腐蚀1
10、-6#否有5 000未击穿未见明显腐蚀1-7#否无3 000击穿整个 3 m 长的电缆段上的屏蔽 层 腐 蚀 严重袁 完全变黑1-8#否无3 000击穿1-9#否无4 000击穿1-10#否无4 000击穿1-11#否无5 000击穿1-12#否无5 000击穿1要要要导体曰 2要要要PTFE 带曰 3要要要PTFE/PI/PTFE 复合带曰4要要要PTFE 生料带曰 5要要要屏蔽曰 6要要要PTFE/PI/PTFE 复合带曰 7要要要PTFE 生料带图 1 电缆结构a 表面 PTFE 层完好的电缆b 表面 PTFE 层有轻微破损的电缆图 2电缆卷绕到试棒上后的结构雷军等院 电缆护套耐水解性能
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