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1、河南机电高等专科学校毕业设计论毕业设计论文文论文题目：WDZB-YJY 8.7/10 3X95 电缆结构设计及阻燃实验目 录摘要 绪论第 1 章 电缆结构、材料、尺寸的确定及计算 1.1 电缆结构与材料的确定及电缆结构图 1.2 导体结构尺寸的计算第二章 单位长度电缆电性能参数的计算2.1 导体的直流电阻和交流电阻的计算2.2 电容与电感的计算2.3 金属屏蔽损耗因数的计算第三章 电缆连续额定载流量和短路电流的计算3.1 等效热路图及各种热阻的计算3.2 电缆额定载流量的计算3.3 各种损耗及各点温度计算3.4 空气中敷设电缆的的热容和短时负荷（1h）载流量3.5 允许短路电流和短路温度的计算
2、第四章 阻燃实验4.1 阻燃电缆的实验 4.2 阻燃系列电线电缆的材料第 5 章 无卤低烟阻燃电缆生产工艺5.1 无卤低烟阻燃聚烯烃电线电缆料5.2 生产工艺结束语附录参考文献摘 要电线电缆被形象地喻为国民经济的“血管”和“神经”。 随着人们对环保和安全意识的增强，具有无卤、低烟、阻燃等特性的电线电缆无疑备受欢迎。无卤低烟阻燃电缆不仅具有良好的阻燃性能，而且具有燃烧后产生的气体中无卤酸（有害）气体并且发烟量低，有利于人员的逃生和施救，日益受到国内外的广泛应用。本文论述了 WDZB-YJY 8.7/10 395 无卤低烟阻燃 B 类电力电缆的结构及其尺寸的确定，并对电气性能参数、损耗、热阻和载流
3、量、短路电流进行了计算和校验。也适当讨论了无卤低烟阻燃电缆的发展前景和阻燃试验的方法过程。关键词：无卤低烟阻燃电缆，结构，参数，载流量，阻燃试验 绪 论自 1836 年世界上生产出第一条低压电力电缆（橡皮带绕包铜导线）至今，电线电缆已经发展成为用途广泛、品种繁多的一大产品类别。我国电线电缆行业经过 70 多年的发展，也取得了较大的进步。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。目前我国电线电缆行业国有及规模以上企业约 5000 家，其中大型企业有 19 家，总产值占整个市场份额的 11%。电线电缆是输送能源、传递信息所不可缺少的基础器材，从在社会信息化
4、、电气化快速发展的今天，电线电缆已成为经济建设中最重要的基础产品之一。电线电缆行业又是配套行业，产品必须满足国民经济各主行业对电线电缆性能的要求，国民经济觉得多数行业都与电线电缆相关，其产业地位是十分重要的。我国电线电缆行业目前仍处在发展阶段，作为国民经济建设重要先导行业，电线电缆产销指标的增长一般比国民经济总产值要略高一些。火灾给人类带来的灾害是惨重的，损失是巨大的，并随着经济发展和城市建设的发展，火灾损失呈上升趋势，因此国内外均对火灾的预防极为重视。电线电缆是传播火灾的重要途径之一，据不完全统计，2002 年我国发生的火灾中因电线电缆引起的占 35%，在火灾中死亡的人员中有三分之一的是因为
5、吸入电线电缆燃烧时释放的有毒气体而窒息死亡，目前火灾事故中，电线电缆引起的火灾不容忽视，怎样阻止电线电缆的燃烧，即是被明火燃烧还低烟无毒，这是电线电缆制造业的一大课题。随着人们环保和安全意识的增强，具有重量轻、体积小、低烟、无卤、防火等特性的电线无疑备受欢迎，因此阻燃电缆是电缆行业极为关注的领域，我国在二十世纪八十年代和九十年代开发并生产了多种阻燃电缆。随着用户对阻燃电缆深入了解，以及电缆燃烧时由于有毒有害气体大量产生造成人员死亡，设备受损及烟雾严重使人员不能及时撤离的危害，提出了电缆不仅具有良好的阻燃性能，而且一旦燃烧后产生的气体中无卤酸（有害气体）并且发烟量低，为此发展了无卤低烟阻燃电缆。
6、这些无卤低烟阻燃包括电力电缆、控制电缆、光缆、建筑用线及数据电缆，用于地下铁道、电站、化工厂、船舰、高层建筑、信息产业等重点工程和人员和设备密集场所，随着经济高速发展，高新技术不断更新，产品向高层次发展，无卤低烟阻燃电缆品种和数量大幅增加大势所趋。常规的电线电缆是相当严重的污染源，其在制造、使用及废弃处理时会产生大量的二恶英、铅、卤等公害。近年来，欧洲、美国及日本对与电线有关的公害十分重视，其政府不仅对电缆制造过程的排放物进行严格的限制，而且对报废电缆的处理实施了全面的监控，迫使电缆厂商用符合环保要求的材料取代传统材料，制造环保型电缆或所谓“清洁电缆“。该毕业设计的无卤低烟阻燃 B 类电力电缆
7、型号为 WDZB-YJY 8.7/10 3X95，在此次的设计过程中，要充分考虑满足无卤低烟阻燃的条件。通过该毕业设计，不仅是为了完成这个题目而进行设计，更重要的是能够使我在设计过程中加强与工厂实际的结合，为今后工作打下良好的基础。第 1 章 电缆结构、材料、尺寸的确定及计算1.1电缆结构与材料的确定及电缆结构图由此电缆的型号 WDZB-YJY 8.7/10 3X95 可知，该电缆是无卤低烟阻燃 B类，铜导体，交联聚乙烯绝缘，聚烯烃护套，同时具有内外半导电屏蔽，电压等级为 8.7/10KV，三芯，标称截面积为 95mm2的电力电缆。此电缆的结构如图 1-1 所示。图 1-1 WDZB-YJY
8、8.7/10 395 电缆结构1.2 导体结构尺寸的计算1.2.1 电缆导体结构和单线根数的确定导体采用紧压绞合圆形结构，导体用铜单线符合 GB/T3953-2009电工圆铜线中 TR 型圆铜线。根据由乔月纯、邓先锋等编写的电线电缆结构设计P11中表 2-3 可知，标称截面积为 95mm2的紧压绞合圆形导体，其单线最少为 15 根，本设计采用简单正规绞合分层紧压，即 1+6+12=19，取紧压系数,=0.90，延伸系数 =1.10，20=0.017241mm2/m，又有 20时铜的最大电阻 RB=0.193KM 由于此型号电缆为阻燃电缆，故缆芯可以有绝缘单线和填充绳组成。填充绳为岩棉阻燃材料，
9、燃烧温度可达 600，起到阻燃耐火作用。 1.2.2 单丝直径和紧压导体直径的确定对于三芯电缆取 K3=1.02，而 K1、K2可根据标称截面积 A1求出单丝近似直径 d1来确定。由 4nd2A得 mm65. 21914. 310. 1954 nA4d可取 K1=K2=1.02 又有mm64. 210193. 01914. 302. 1017241. 010. 14 n4d33 32120 BRKKK 紧压绞合导体的直径mm6 .119 . 010. 1 1964. 2ndCD应在工厂对上述结构尺寸的绞合紧压导体进行试生产校验，即取一段试验产品测电阻，电阻应合格，然后根据称重质量计算出 JY，
10、在进行有关计算。设紧压导体的电阻率 JY=0.01765mm2/m 则可得2mm45.9110193. 001765. 01033 BJYJYRA所以mm59. 214. 31945.9110. 14 n4dJYAmm4 .119 . 01 . 1 1959. 2ndCDDC符合课本 P9中表 2-1 中的 11 至 12mm 的要求，因此可取 d=2.59mm，并按照 DC=11.4mm 进行后续设计，既符合电阻要求，又比较经济。1.2.3 绝缘和屏蔽层的确定绝缘应采用符合课本表 3-1 的 XLPE 材料，由于此型号电缆为无卤低烟阻燃电缆，所以应在绝缘料中加入不含卤素的阻燃剂，如氢氧化铝
11、AL(OH)3、氢氧化镁 Mg(OH)2 。查表 3-8 可知 8.7/10KV 电缆的绝缘厚度标称值 i=4.5mm内外半导电屏蔽的材料为交联聚乙烯基料+导电炭黑+EVA+防老剂。其老化前后的电阻率为：内半导电屏蔽不大于 1000m，外半导电屏蔽不大于500m.根据经验，8.7/10kv 交联电缆可取内外半导电层的厚度均为 0.7mm, 即nb=wb=0.7mm。金属屏蔽采用单层铜带重叠搭盖绕包方式。铜带间搭盖率的标称值应不小于 15%，最小搭盖率应不小于 5%。铜带的标称厚度为 0.10mm，则铜带屏蔽的总厚度为 j=0.10X2=0.20mm，铜带的宽度为 35mm。1.2.4 填充物的
12、确定 此型号阻燃电缆的填充，应用无卤低烟阻燃带绕包。1.2.5 外护套的确定外护套应采用添加大量 AL(OH)3或者 Mg（OH)2的聚烯烃等无卤低烟材料，选用合适的辅助材料作填充、包带或者阻燃增强层，使产品达到相应的燃烧特性要求。所有材料中不应含有卤素。查课本附录一中得，截面积为 95mm2导体的假设直径 dL=11mm，由金属屏蔽的截面积2mm0 . 7352 . 01wtntttS查得直径增加值为 djz=0.5mm则每相金属屏蔽的假设直径DJJ=dL+2i+3.0+djz=11+2X4.5+3.0+0.8=23.8mm三芯成缆缆芯的假设直径DLJ=2.16X23.8=51.41mm则
13、e=0.035D+1.0=0.035X51.41+1.0=2.8mm符合厚度要求。该电缆的结构尺寸的设计值见表 1-1 所示。表 1-1 电缆的结构尺寸的设计值 单位：mmndDCnbDnbiDiwbDwbjpDjdDLeDe192.5911.40.712.84.521.80.723.20.2023.651.42.857.0第二章 单位长度电缆电性能参数的计算2.1 导体的直流电阻和交流电阻的计算2.1.1 导体的直流电阻 20下，单位长度的电缆导体的直流电阻为32120KKKARJZ取20=0.0172412/m K1=K2=K3=1.02222mm96.901959. 210. 1414. 3nd4JZA则 m/1001. 202. 190.96101.724143-2 RXLPE
