石油平台用瓷铠型耐泥浆防火电缆的研制_柏庆梅

表 2 新型瓷铠抗开裂高阻燃陶瓷化耐火复合带的 主要性能
检验项目 密度 / （ g·cm － 3 ）
标称厚度 / mm 抗拉强度 / MPa
体积电阻率 / （ Ω·cm）
介电强度 / （ MV·mm － 1 ）
烟密度透光率 /% 烟气毒性 氧指数 阻燃特性
烧前 烧后 烧前 烧后
技术指标 1. 45 0. 4 ≥26
（ 3） 因平台的供电特殊性，配电网的布线相对较 复杂，为保证精密仪器在有限的空间里发挥准确的功 效，电缆必须具备优越的抗电磁干扰性能特点。
（ 4） 平台长期泊在海面上，为避免电缆在使用 过程中经常 受 到 泥 浆、油 泥 等 物 质 的 腐 蚀，出 现 开 裂或破损现象，应采用聚醚型聚氨脂弹性体混合物 作为护套，它 不 仅 耐 腐 蚀、阻 燃 也 增 加 了 电 缆 的 使 用寿命。 1. 2 电缆结构
≥2 × 1014 ≥2 × 1015
≥25 ≥50 80 ZA1 43 UL 94V-0
2. 4 屏蔽层 此种设计不仅有效地控制了电场、磁场和电磁
波由一个区域对另一个区域的感应和辐射，抑制了 电磁干扰在空间 的 传 播，切 断 辐 射 干 扰 的 传 播 途 径，还可以增 大 电 缆 的 机 械 强 度，使 电 缆 具 有 一 定 的柔软性，便于敷设。另外镀锡铜丝具有很好的抗 腐蚀性，能提高电缆的使用寿命。 2. 5 护套
2016 年第 3 期 No． 3 2016
电线电缆 Electric Wire ＆ Cable
2016 年 6 月 Jun．，2016
石油平台用瓷铠型耐泥浆防火电缆的研制
柏庆梅
（ 江苏中辰电缆有限公司，江苏 无锡 214206）
摘要： 介绍了石油平台用瓷铠型耐泥浆防火电缆的使用环境与要求，分析电缆结构及选材，指出了其优点和推
按照上述要求，设计出新型石油平台用瓷铠型 耐泥浆防火电缆的结构，导体采用圆形结构，3 芯， 规格为 95 mm2 ，电压等级为 0. 6 /1 kV。图 1 为该电 缆的结构示意图。
收稿日期： 2015-06-16 作者简介： 柏庆梅（ 1972 － ） ，女，高级工程师． 作者地址： 江苏宜兴市环科园氿南路 8 号［214206］．
（ 2） 因聚醚型聚氨酯塑料是在聚氨酯树脂中添 加阻燃剂共混起来的，故在操作工艺上一定要保证 其良好的相容性及成品的稳定性。建议采用螺杆 压缩比前端（ 挤出端、计量端） 为 1∶ 1，后端为 1. 2∶ 1 的挤塑机，且采用螺杆水冷却系统缓解因熔料在生 产中螺杆旋转剪切、摩擦产生的高温； 协调好牵引
浸油基泥浆后（ 70 ℃ ，56 d） 体积膨胀率≤20% ，重量增加率≤15% ，抗张强度变 化率≤ ± 25% ，断裂伸长变化率≤ ± 25%
体积 膨 胀 率 18% ，重 量 增 加 率 13% ，抗张强度变化率 10% ，断裂 伸长变化率 － 18% 体积膨 胀 率 6. 6% ，重 量 增 加 率 3. 7% ，抗张强度变化率 13% ，断 裂伸长变化率 － 6% 体 积 膨 胀 率 5% ，重 量 增 加 率 12% ，抗张强度变化率 － 13% ，断 裂伸长变化率 － 6%
图 1 石油平台用瓷铠型耐泥浆防火电缆的结构
2016 年第 3 期 No． 3 2016
电线电缆 Electric Wire ＆ Cable
2016 年 6 月 Jun．，2016
2 材料选择
2. 1 导体 在这种要求苛刻的零缺陷的使用场所，必须保
证电缆具有最优良的电气性能。选用体积电阻率 不大于 0. 016 80 mm2 / m 的优质铜材，经工艺优化 使得单丝在退火后的断裂伸长率达到 30% 以上，镀 锡时没有一 点 漏 隙，涂 层 均 匀，以 增 强 导 体 的 防 腐 性和防氧化性能； 要严格控制拉丝的尺寸，最佳的 绞距设计与导体紧压系数的优化，确保了导体外观 圆整，在同一 个 平 面 上 没 有 明 显 的 凹 凸 不 平 现 象， 使得绝缘层有效地紧密包覆在导体上，从而避免出 现场强击穿现象。 2. 2 绝缘
C 级： 火焰温度为（ 950 ± 40） ℃ ，供火时间 180 min，施加电压 1000 V，供火期间 3 A熔断器不断
未有裂痕
未开裂 0. 002
0 0 0 0 0
通过
W 级： 火焰温度为（ 650 ± 40） ℃ ，供火时间 15 min，随后供火加喷水 15 min，施加 BS 6387 的耐火试验
·19·
2016 年第 3 期 No． 3 2016
电线电缆 Electric Wire ＆ Cable
2016 年 6 月 Jun．，2016
速度与螺杆 速 度，以 确 保 电 缆 外 径 均 匀，不 断 优 化 挤塑机温度 的 分 布，提 高 塑 料 挤 出 质 量，使 电 缆 护
4 性能测试
表 1 新型瓷铠阻燃型陶瓷化硅橡胶云母带的主要性能
检验项目 密度 / （ g·cm － 3 ） 标称厚度 / mm 抗拉强度 / MPa
体积电阻率 / （ Ω·cm ）
介电强度 / （ MV·mm － 1 ）
烟密度透光率 /% 烟气毒性 氧指数 阻燃特性
ห้องสมุดไป่ตู้
烧前 烧后 烧前 烧后
技术指标 1. 6 0. 2 ≥26
（ 2） 在远离陆地的生产作业过程中，产生爆炸
气体和可燃 液 体 蒸 汽 等，是 不 可 避 免 的，且 平 台 上 可接触的可燃物 的 种 类 及 数 量 较 多，一 旦 发 生 火 灾，逃生和外 部 救 援 都 相 当 困 难，极 易 形 成 重 特 大 伤亡事故，造成重大经济损失。因此电缆必须具有 防火功能，在一定 的 时 间 里 保 持 电 力 与 信 号 的 传 输，让救援人 员 在 无 毒 无 烟 雾、透 光 率 极 高 的 恶 劣 环境下进行疏散人员、物资救援等工作。
fireproof ceramic armor cable for oil platforms was presented and it’s advantages and promoting significance were put
forward．
Key words： ceramic armor； mud resistant； fireproof cable
（ 150 ± 2） ℃ ，放置 1 h，冷却到室温，要求护套表面无开裂 铅含量≤1 000 mg / kg 汞含量≤1 000 mg / kg 镉含量≤1 000 mg / kg 六价铬含量≤1 000 mg / kg 多溴联苯（ PBB） 含量≤1 000 mg / kg 多溴联苯醚（ PBDE） 含量≤1 000 mg / kg
炭化范围距喷灯底部 0. 4 m
护套耐钻井泥浆试验
浸 IＲM 903 号油后（ 100 ℃ ，7 d） 体积膨胀率≤30% ，重量增加率≤30% ，抗张强 度变化率≤ ± 30% ，断裂伸长变化率≤ ± 30%
浸钙溴海水后（ 70 ℃ ，56 d） 体积膨胀率≤20% ，重量增加率≤15% ，抗张强度变 化率≤ ± 25% ，断裂伸长变化率≤ ± 25%
套表面 光 滑、圆 整，充 分 塑 化，达 到 预 期 的 物 理
电缆典型规格 4 × 50-0. 6 /1 kV 经检测验证，其
特性。
性能指标均达到设计要求，产品主要性能见表 3。
表 3 电缆主要性能
检验项目 4 h 交流高压试验
耐气候试验
技术要求 施加 4 U0 的工频电压，电压应逐渐升高并持续 4 h，绝缘线芯应不击穿
0引言
海洋领域的开采已经成为应对环境污染和缓 解能源危机的焦点性技术和发展方向。作为油气 勘探开发不可缺少的配置产品，石油平台用电缆也 呈现出多 样 性。 但 因 经 受 日 照、风 化、潮 湿、磨 损、 冲击等多种不利环境的影响，尤其是经常受到耐水 基泥浆或油基泥浆的腐蚀，市场上普通的石油平台 用电缆存在僵硬、笨重、弯曲比较困难，常有开裂或 破损现象，抗损性差，且使用寿命短等问题，因此石 油平台装配用新型电缆的开发已成为亟待解决的 问题。本文将介绍如何开发石油平台用瓷铠型耐 泥浆防火电缆。
丝→绞合→绕包硅橡胶云母带→成缆绕包硅橡胶 复合带→编织屏蔽→挤包外护套→成品检验。 3. 2 关键工序
（ 1） 集绝缘与耐火层为一体的陶瓷化硅橡胶云 母带的绕包。带材硅橡胶云母带重叠螺旋形成一 个管筒状绝 缘 层，要 平 整 地 绕 包 在 导 体 上，与 绕 包 带的宽度、重叠率、收放线张力等有很大关系，需要 做合理的控制。
≥2 × 1015 ≥2 × 1016
≥25 ≥50 80 ZA1 40 VW-1
2. 3 耐火阻燃隔火隔热层 为了保证产品能满足最高耐火等级BS 6387 标
准中的 C、W、Z 项，在瓷铠云母带绝缘外，线芯成缆 时绕包瓷铠抗开裂高阻燃陶瓷化耐火复合带。它 能够在温度 500 ～ 600 ℃ 有焰、无焰情况下，烧成坚 硬的陶瓷 状 铠 体。 温 度 越 高、烧 蚀 时 间 越 长，烧 后 的陶瓷状铠 体 越 坚 硬，不 脱 落，且 陶 瓷 状 铠 体 耐 高 温可达 3000 ℃ ，对内层起到很好的隔火隔热效果， 具体性能指标见表 2。
广意义。
关键词： 瓷铠； 耐泥浆； 防火
中图分类号： TM246. 9
文献标识码： A
文章编号： 1672-6901（ 2016） 03-0018-03
DOI:10.16105/ki.dxdl.2016.03.005
Development of Mud Ｒesistant and Fireproof Ceramic Armor Cable for Oil Platforms
BAI qing-mei
（ Jiangsu Sinostat Cable Co．，Ltd．，Wuxi 214206，China）
Abstract： The using environment and requirements，the structure and material selection of the mud resistant and