油井及近海平臺(tái)用電纜

添加時(shí)間：	2022-02-22 21:41:11
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一、油井及近海平臺(tái)用電纜

    1．環(huán)境要求

        通常情況下， 油田使用的電纜， 必須能承受石油、鹽水、腐蝕、冷熱及其它嚴(yán)酷環(huán)境。深油井使用的電纜， 還要能承受3=50公斤／厘米 左右的流體壓力。此外，這種電纜要能防爆、阻燃。在發(fā)生事故的場臺(tái)要求電路完整無損。

    2．基本結(jié)構(gòu)

        大多效石油公司用的電纜，其結(jié)構(gòu)與船用電纜差不多， 以合成橡膠(如EPR即二元乙丙橡膠)為絕緣，以耐熱、耐油、阻燃材料(如HOFR)為護(hù)套。為了加強(qiáng)機(jī)械保護(hù)和電氣保護(hù)，它們通常用編織的電鍍鋼絲作鎧裝。這種電纜雖有良好的機(jī)械電氣性能和阻燃性，但在火焰中仍會(huì)燃燒。因此zui好用硅橡膠作絕緣，因?yàn)榛馃蠊柘鹉z變成二氧化硅，這是一種良絕緣體。為了防止二氧化硅粉碎后脫落，在它外面要加一層玻璃云母帶。尤其是在近海石油平臺(tái)的場合， 常用這種電纜作應(yīng)急電路， 如火警報(bào)警電路、應(yīng)急照明電路和重要的控制電路等。

        為了改進(jìn)這種結(jié)構(gòu)的防腐蝕性能(包括化學(xué)腐蝕和電解腐蝕)， 絕緣材料要選擇具有低滲透性的材料， 厚度要加厚。另外，在絕緣外面的金屬帶上再加一層半導(dǎo)電絕緣層，其作用是防止電解腐蝕。通常選用的半導(dǎo)電絕緣材料為丁晴橡膠，目為它具有很好的耐油性。

    3．前景展望

        目前大多數(shù)石油公司指定采用低酸性的氯磺化聚乙烯橡膠(CSF)護(hù)套結(jié)構(gòu)，這是一種能滿足各方面要求的折衷方案。為了適應(yīng)將來更高的要求，人們還在開發(fā)新材料，估計(jì)將來電纜不用PVC或CSP而用新開發(fā)的專用材料作護(hù)套， 絕緣將仍舊用無鹵的二元乙丙橡膠(EPR)和交聯(lián)聚乙烯(XLPE)。

二、公路信號通信系統(tǒng)用的漏泄同軸電纜

    1．主要特點(diǎn)

        公路信號通信系統(tǒng)能從公路管理人員那里及時(shí)地把有關(guān)道路堵塞、交通事故和氣象開車的司機(jī)。與一般的無線通信相比， 能更迅速、詳細(xì)、準(zhǔn)確地傳遞與地區(qū)關(guān)系密切的情報(bào)。

    2．基本要求

        (1)在公路上即信號有效作用區(qū)域內(nèi)的電場強(qiáng)度高；

        (2)在公路外信號的強(qiáng)度迅速衰減；

        (3)以埋置方式敷設(shè)于地下，使之不受外界氣候條件的影響；

        (4)由公路附屬的金屬結(jié)構(gòu)物，如護(hù)欄、橋梁、遮光柵、隔音柵等產(chǎn)生的電場干擾很小；

        (5)能構(gòu)成經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。

    3．電纜的結(jié)構(gòu)與特性

        公路信號通信系統(tǒng)用的漏泄同軸電纜的結(jié)構(gòu)與特性見下表。

  4、一點(diǎn)說明

        現(xiàn)在已實(shí)的公路通信系統(tǒng)是一種單向傳輸?shù)墓沸畔⑾到y(tǒng)。zui初使用的是平行二線制及大地回路一線制?，F(xiàn)在傾向于使用螺旋漏泄同軸電纜制。其性能比較請見文獻(xiàn)3及4。

三、航天航空用絕緣電線

    1．超耐熱航天用電線

        zui近， 日本三菱電線株式會(huì)社開始大批量生產(chǎn)一種超耐熱的航天用電線， 連續(xù)使用溫度為200℃ 。這種電線采用ETFE(四氟乙烯與乙烯的共聚物)樹脂絕緣， 已獲得美國MIL軍用標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可。

        ETFE樹脂在氟系樹脂中特性均衡。作為電予電氣設(shè)備用配線的絕緣材料已獲得廣泛應(yīng)用，但作為航天用其耐熱變形和耐焊接性差， 故該公司采用獨(dú)自配方解決了上述問題。同時(shí)薄皮絕緣擠出線的生產(chǎn)也很穩(wěn)定。

        該電線的額定工作溫度有I50℃和200℃兩種。它們均可在短時(shí)間內(nèi)耐300℃高溫。低溫下能耐一65°C低溫， 使用溫度范圍相當(dāng)廣。

    2． 耐高溫航空電線

        為了減少航空電線在飛機(jī)中占有的空間和重量，人們長期致力于航空電線的小型和輕型化。由于氟40具有耐熱性好、電氣性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高、可擠出加工等優(yōu)點(diǎn)，因此一直很受重視。zui近國外開發(fā)成功一種經(jīng)輻照交聯(lián)改進(jìn)的氟10絕緣耐高溫航空電線，廣泛應(yīng)用于DC一9、波音747和767等飛機(jī)。

        這種電線采用雙層輻照交聯(lián)氟40絕緣，內(nèi)外兩層有顯著的色差，供安裝或維修時(shí)作標(biāo)記用。當(dāng)外層絕緣受損傷出現(xiàn)切口時(shí)， 內(nèi)層絕緣可起到阻擋層的作用，從而明顯提高航空屯線的可靠性。大規(guī)格的雙層絕緣電

線， 還有一層尼龍編織套， 用來防止磨損。

        這種航空電線的主要優(yōu)點(diǎn)是：

        (1)耐高溫，鍍錫線芯連續(xù)工作溫度為-65℃～+150℃，鍍銀或鍍鎳紱芯為-65℃～+200℃ 。

        (2)阻燃，能達(dá)到MIL-W-8l044、FAR一25和UL-VW-l等標(biāo)準(zhǔn)的要求。

        (3)耐化學(xué)藥品， 不受燃油、液壓油、清洗劑和冷卻液等飛機(jī)用液體的影響。

        (4)真空穩(wěn)定性，能滿足NASA-SP-R-O022中列舉的空間應(yīng)用泄氣要求。

        (5)耐輻照，在暴露于10的8次方Gy劑量的Y射線下，仍能保持正常功能。

四、大樓內(nèi)豎管敷設(shè)的電纜

    1．環(huán)境要求

        大樓內(nèi)的電話業(yè)務(wù)一般是由從地下室轉(zhuǎn)接箱向上面各層延伸的豎管敷設(shè)電纜提供的。在這種特殊環(huán)境中，對電纜有以下三條基本要求：

        (1)阻燃性能很好;

        (2)線對密度很高;

        (3)導(dǎo)體絕緣有制作色碼的能力．

    2．基本結(jié)構(gòu)

        在現(xiàn)在已知的許多護(hù)套和絕緣結(jié)構(gòu)中，還沒有一種能同時(shí)滿足上述所有要求的。一篇美國專利介紹了一種能滿足上述所有要求的電纜。它以滿足預(yù)定的互電容為特點(diǎn)，每根導(dǎo)體均用復(fù)合的絕緣層包復(fù)，內(nèi)層為按預(yù)定發(fā)泡率(40-45% )發(fā)泡的聚烯烴類塑料(如泡沫聚乙烯)， 外層用阻燃性好的塑料(Pvc)組成。此外， 這種復(fù)合絕緣在給定的電纜截面內(nèi)能提供zui佳的線對密度， 以及在具有單獨(dú)絕緣的導(dǎo)體上加色碼的能力。這種電纜的基本結(jié)構(gòu)見圖5和圖6。

    3．一點(diǎn)說明

        不同的材料在燃燒時(shí)會(huì)釋放出不同的熱量， 例如聚乙烯的發(fā)熱量高于PVC，因此相當(dāng)于比PVC向燃燒場所投入更多的燃料。由于泡沫聚乙烯含有許多氣孔，所以加入燃燒的材料甚少。泡沫聚乙烯不僅密度比實(shí)芯

聚乙烯小，且介質(zhì)外徑也比聚乙烯上包復(fù)PVC的絕緣小，在這種場臺(tái)使用可以說是兩全其美。

五、天花板夾層電纜

    1．環(huán)境要求

        在低電壓下工作的室內(nèi)布線幾乎不會(huì)引起火災(zāi)。但是，在天花板夾層中發(fā)生的火災(zāi)是很危險(xiǎn)的，因?yàn)楝F(xiàn)代化的辦公室或工廠的天花板夾層中有抽風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)電線電纜或其它材料著火時(shí)，會(huì)使煙霧和火焰迅速傳遍整座大摟或工廠， 許多人員因?yàn)橛卸緹熿F和缺氧而發(fā)生窒息或一氧化碳中毒，直至發(fā)生死亡。因此，對天花板夾層電纜的基本要求是阻燃、低發(fā)煙和無毒性。另外，電纜絕緣和護(hù)套zui好具有滑溜性，以便在辦公室設(shè)備要調(diào)換位置時(shí)， 夾層電纜比較容易重新布線或圍繞堵塞物調(diào)度、回轉(zhuǎn)，穿行。

    2．電纜結(jié)構(gòu)

        1975年，美國電氣規(guī)范(NEC)要求所有夾層用通信電纜要在管道內(nèi)穿過。經(jīng)過廣泛的研究和測試之后， 到1978年NEC作了修改，允許采用列入U(xiǎn)L目錄的新型夾層電纜可以不安裝在管道內(nèi)。這種電纜用氟4絕緣，因?yàn)樗潜籙L列為低發(fā)煙和低延燒的樹脂，這是減少火焰和煙霧在天花板夾層中傳播的zui關(guān)鍵的條件。除了用氟4之外，還可用氟46作絕緣來制造天花板夾層電纜，因?yàn)榉芰嫌幸粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)：表面的滑溜性好，容易重新布線或圍繞堵塞物回轉(zhuǎn)及穿行。另外，因?yàn)榉芰系慕殡姵?shù)很小，能提供良好的電氣性能。

        一般來說，用PVC和聚乙烯制造的電纜不能滿足對不用管道的夾層電纜提出的各種要求。

六、地毯下信號傳輸電纜

    1．環(huán)境要求

        在地毯下面由于不允許使用通常起保護(hù)作用的電纜的管道或溝道， 因此，地毯下的環(huán)境有一種潛在的危險(xiǎn)， 即來自地毯上方和外部對電纜的機(jī)械踐踏，這在系統(tǒng)安裝過程中以及鋪上地毯之前尤為嚴(yán)重。另一方面，從美觀的角度講， 市售的同軸電纜因?yàn)榻孛孑^大，已超過了安裝不顯眼所要求的厚度，所以必須設(shè)計(jì)出滿足這一特殊環(huán)境條件所要求的電纜來。

    2 電纜結(jié)構(gòu)

        地毯下電纜既可提供電力傳輸也可提供通縮傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。目前用得zui多的地毯下電纜是數(shù)據(jù)傳輸用地毯下電纜，即電子計(jì)算機(jī)用地毯下電纜。下面介紹幾種已經(jīng)系列化的計(jì)算機(jī)用地毯下電纜的結(jié)構(gòu)：

        (1)輸入／輸出裝置用地毯下同軸電纜

        用在計(jì)算機(jī)中央處理機(jī)與輸入／輸出裝置之間，該電纜具有與MIL規(guī)范RG-62U相同的特性阻抗(93Q)，厚度約2．5mm，外形呈臺(tái)形(見圖7)， 有優(yōu)異的抗壓特性。這種電纜也有50Ω和75Ω的型號，可應(yīng)用于圖像、測繪和局部區(qū)域網(wǎng)中。

        (2)通道用地毯下同軸電纜

        用于計(jì)算機(jī)中央處理機(jī)與外部存儲(chǔ)裝置等的通道中。過去一直使用常規(guī)的多芯同軸電纜，現(xiàn)在采用如圖8所示的結(jié)構(gòu)(多根同軸芯平行配置)?？紤]到絕緣體的抗壓特性，采用硬質(zhì)發(fā)泡聚丙烯作絕緣。該電纜的特性

阻抗為95Ω， 電纜的厚度約為1．7mm。

        (3)調(diào)制解調(diào)器用地毯下電纜

        用于電話線路的數(shù)據(jù)輸入／輸出的調(diào)制解調(diào)器裝置中。這種電纜采用常規(guī)的12對前后對稱型電纜(見圖9)。芯線中心距為1．27ram， 電纜厚度為1．7mm。

        (4)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口用多對地毯下電纜

        采用常規(guī)的25對前后對稱型電纜(見圖l0)，由每對分別加屏蔽。特性阻抗為100Ω，電纜厚度為1．9mm。

        (5)局部區(qū)域網(wǎng)用收發(fā)機(jī)地毯下電纜

        在CSMA／CD局部區(qū)域網(wǎng)中， 采用含有信號線3對、電源線l對的復(fù)合電纜。收發(fā)機(jī)地毯下電纜也采用如圖10所示的各對分別屏蔽、信號線3對、電源線1對的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。zui大使用長度為25m，電纜厚度為1．7mm 。

        另外，大多數(shù)情況下該電纜都有一個(gè)金屬編織屏蔽層， 用來減少外界電磁場的干擾。

        這種電纜估計(jì)會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用，尤其在那些發(fā)生故障后可靠性和安全性特別重要的場所。對高速交通車輛、飛機(jī)、核電站等場所，該電纜尤為適用。