物理发泡绝缘生产和应用

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泡沫绝缘的发泡方式
• 物理发泡和化学发泡比较：
物理发泡
化学发泡
发泡度高，可达到80％左右的 无需专门的生产设备，可以利
高发泡度；
用普通挤出机加工；
较低的介电常数和介质损耗角， 鉴于以上特点，因而应用方便，
从而大大降低了电缆衰减；
资金投入少；
发泡均匀性好、发泡孔细密、 发泡度一般不超过65％；發泡
别是在通信电缆领域。
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前言
• 通信电缆作为通信系统传输信息的一种 主要传输媒介，随着数字通信技术的发 展，电缆的传输频率越来越高、传输带 宽越来越宽，要求电缆的衰减更小、性 能更稳定。
• 一种使电缆绝缘既具有衰减较低、性能 稳定，又具备大量自动化生产的物理发 泡工艺技术，在电线电缆生产领域获得 广泛的开发利用。
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前言
• 泡沫絕緣是通信线缆采用半空氣絕緣结构的一 种主要结构形式。泡沫绝缘结构，它具有柔軟 性好,使用方便等一系列优点。泡沫绝缘有比 實芯絕緣衰減小,重量輕,使用绝缘材料少，而 又不需要有空氣絕緣结构的充氣維護、容易受
到潮气侵入等等缺点。
• 泡沫绝缘的发泡，是通过加入发泡剂生成泡沫 （化学发泡）或通过注入惰性气体经过成核剂 形成泡沫（物理发泡），二种方法来获得泡沫 绝缘结构：化学发泡和物理发泡。
现今，化学发泡用材料，发泡剂多已在塑料聚合过 程中加入聚乙烯材料中，解决混合不匀，发泡不稳定 等问题，如UC的WN－863、WN－866牌号等就是专用的 化学发泡塑料。
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泡沫绝缘的发泡方式
• 物理发泡
• 上世纪七十年代后发展的物理发泡绝缘，具有发泡度 高、介电常数ε和介质损耗角tgδ低 的优点，降低了 电缆绝缘的衰减。
* 實芯絕緣結構的優點:
• 結構穩定； • 電氣強度高； • 熱阻小； • 不易受潮氣影響； • 它適于經常承受彎曲的場合使用；
* 實芯絕緣結構的缺點:
• 材料消耗多； • 介電常數大,電纜衰減大 ；
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绝缘结构形式的演变
• 空氣絕緣
• 空气绝缘是指電纜內外導體間,除了以一定間隔或螺旋 式固定在內導體上的支持物外,余均為空氣。空氣絕緣 的結構特點是可以從一個導體不經過固體介質而到達 另一導體。
密闭；
材料對溫度很敏感。
需要专门设备，设备投资较大， 发泡度受挤出机温度变化影响
投入资金较多；
较大，绝缘均匀性不理想；
设备生产速度、自动化程度高 化学发泡材料价格相对较高。
设备的维修、保养要求高。
發泡材料超過儲存期，發泡性
物理发泡绝缘能生产劣和化应。用
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物理发泡机理
• 物理发泡是利用塑料挤出过程中直接注入气体 或液态气体来实现发泡。
• 电容低、電容稳定。
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泡沫绝缘的发泡方式
• 泡沫绝缘，可通过化学发泡和物理发泡二种方 法来获得。
• 化学发泡
早期的化学发泡，就是在工厂生产时采用人工或机 械方法，将发泡剂（N型或AC型）按一定比例混入聚乙 烯材料中，然后通过挤出机挤出，这种工艺存在发泡 剂混合不匀，发泡不稳定等问题。
• 空氣絕緣結構的缺點:
•因它大部分是空氣,耐電性能差； •由于它的導體(內,外)通常采用管狀結構,電纜柔軟性較差； •縱向易受潮氣侵入,必須使用密封性能良好的連接器和必要的充氣維
護； •易受過大的壓力,彎曲,扭轉等機械應力作用,而使電纜變形,電性能
變差；
•空气绝缘结构电缆，一般需要使用密封整体形 外导体，如皱纹管外导体以保证电缆使用。
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绝缘结构形式的演变
• 电线电缆的绝缘结构形式可分为： –實芯絕緣 –空氣絕緣 –半空气绝缘
• 實芯絕緣
• 实芯絕緣结构，绝缘層全部是固體介質絕緣。 绝缘介質可以是均一的,也可由多層同芯組合 而成,絕緣介質同心緊密的擠包在導體上。
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绝缘结构形式的演变
• 實芯絕緣
• 物理发泡绝缘具有均匀性好、泡孔细密、密闭、生产 效率高等一系列优点，适应了当今通信发展的传输频 率越来越高，要求传输电缆的带宽越来越宽的要求。
• 物理发泡绝缘具有足夠的機械強度，保證绝缘结构稳 定、可靠。因而，物理发泡绝缘在CATV、数字传输系 统、要求低衰减传输测试等电缆上，获得广泛采用。
• 物理发泡主要应用于PE，也同样可应用于PP、FEP（氟 塑料）。
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绝缘结构形式的演变
• 半空气绝缘：
• 半空气绝缘性能特点介于实芯绝缘和空气绝缘二者性 能之间，既弥补了空气绝缘耐电性能差、易受潮氣侵 入等一系列缺点，又使绝缘具有有效介電常數和介質 損耗小、结构稳定等优点和长处，这在泡沫绝缘结构 上表现尤其明显。
• 半空氣絕緣的結構型式，有如下图所示: • (a)星形和管 • (b)螺旋繩管 • (c)編織和管 • (d)縱向空洞 • (e)泡沫塑料
• 典型的空氣絕緣結構型式，如图所示: (a)墊片； (b)螺旋； (c)迭帶螺旋； (d)罩子；
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绝缘结构形式的演变
• 空氣絕緣結構的優點:
•有效介電常數和介質損耗小,電纜衰減低；
•允許傳輸的平均功率大； •材料消耗少,介質僅用來保證內外導體同心,絕大部分都是空氣或其
它氣體。
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泡沫绝缘的发泡方式
采用發泡絕緣的目的
• 減小電纜尺寸(小型化)； • 降低電纜成本(經濟性)； • 獲得低衰減(高帶寬、布線延長)； • 高傳輸速度(時間性）。
發泡绝缘電纜的特性
• 高傳輸速度； • 恆定的阻抗值（阻抗均匀性好）； • 低衰減（损耗低）；
• 低回波損耗（反射损耗小）；
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前言
• 自1744年電線誕生,電線電纜進入實用化,至今 已有250多年的歷史。
• 自电线电缆诞生以来，人们一直在努力致力于研 究开发新型的绝缘材料和绝缘结构形式，以不断 提高电缆的性能和改进生产制造工艺技术。
• 1938年后研制開發的PVC﹑PE,使電線電纜進入大 量應用塑料的時代,尤其是PE（聚乙烯）作为电 缆絕緣最常用的絕緣介質,它具有損耗低,優秀的 耐電強度,良好的使用壽命、比重小等一系列優 點,使其在电线电缆工业得到最廣泛的應用，特