複合電纜支架

複合電纜支架，通過模壓而成。連續纖維增強熱固性FRP複合電纜支架，就是為了克服金屬電纜支架和無機材料電纜支架的不足所開發研製的。本產品適用於不同區域、不同條件、不同發展需求、具有電絕緣性能優越、防腐蝕性能和阻燃性能好、強度高、安裝簡便的高強度複合材料電纜支架。

基本介紹

• 中文名：複合電纜支架
• 優點：耐腐蝕，符合防火、低煙、無毒
• 主要材料：SMC、BMC

設施介紹

長期以來，架設公用事業和工業電纜均採用金屬制電纜支架。金屬支架通常是把鋼材或鋁合金材軋製成所需型材後，經焊接或用緊固件拼裝而成。傳統金屬支架生產過程能耗大、工序多、周期長。在許多惡劣環境條件下，例如捷運、隧道、化工企業、多雨潮濕或沿海鹽霧等場合，使用金屬支架極易鏽蝕，設施的維護費用高，使用壽命也較短 。在防鏽防腐方面，目前雖採用外塗油漆或熱浸鋅等技術處理，但仍不能從根本上解決鏽蝕問題，影響電力、通信設施的安全和無故障使用期。此外，電纜架設使用金屬支架時 ，電流流經電纜過程會產生磁場，導致兩個支架角鋼之間形成磁場閉合迴路（環流），使電纜溫度升高，電流損失加大，並進一步使環流溫度升高。尤其當電纜通過大電流時，溫度迅速升高，往往會形成強大的弧光而損毀金屬支架。為了輸電安全，目前主要採取加粗電纜等措施，使輸電設備的製造成本增大。

為了克服腐蝕問題，有人曾使用無機複合材料承載電纜，但仍不能解決電纜損耗大 、電纜絕緣層老化、電纜壽命短的難題。原因是電纜在輸電時產生的磁場導致溫度上升。當使用無機材料承載電纜時，由於無機材料與大地電位一樣，即相當於把電纜直接置於地面上，產生的渦流電流消耗電能，發熱嚴重，加速電纜老化。所以，原國家電力部曾於1994年在上海召開的電纜標準會議上指出，在發使用有機複合材料代替。而美國EBASCAL在設計規程中對無機材料的使用範圍有更加嚴格的控制。因此，各已開發國家一直努力通過各種途徑研製質量密度低、比強度高、不鏽蝕的新型防火高分子材料來替代傳統材料。近些年，在英法海底隧道工程中，美國AICKINSRVT公司在這方面做出了成功的努力，其中最有代表性的是在英法海底隧道中使用了熱固性複合材料（FRP）作電纜、管道等的支撐材料，這些支撐材料具有耐腐蝕，符合防火、低煙、無毒的安全標準，容易安裝，維護費用低，並有效延長電纜使用壽命等優異特性。

設施性能

1、強度高，可設計性好

連續纖維增強熱固性複合材料主要由起增強作用的玻璃纖維和起粘結作用，傳遞載荷作用的熱固性樹脂組成。玻璃纖維的拉伸強度很高（3450mpa），其含量，長度，鋪設形式決定支架製品的強度。 熱固性的玻璃纖維增強複合材料強度可以在30-1000mpa範圍。因此，我們根據產品的受力情況，產量，生產工藝，價格承受能力來設計玻璃纖維的用量，長度和鋪設形式。

2、不蠕變

連續纖維增強熱固性複合材料支架的剛性比美國某公司生產的纖維增強增強尼龍支架增加一倍。即使在長期負載下也不變形，也不會出現像國內某些城市捷運使用的金屬制電纜支架那樣往下傾斜。

3、防火

氧指數是評價電纜放火產品重要的檢測手段。 氧指數是指在最大氧氣條件下，防火產品耐燒的特性。在工程中使用應根據燃燒強度確定。例如，在30根電纜的條件下，如發生電纜引燃事故，在4min以內即可形成500度以上高溫熱聚集，從而導致電纜沿走向進行延燃。電纜密集處的電纜越多，可燃體質量越大。產品防火標準中氧指數定在70%比較合適。

根據使用要求我們研製的複合材料電纜支架的氧指數大於等於70%。符合防火低煙，無鹵，無毒的安全要求。防火性能以高於台灣“地下鐵路用玻璃纖維塑膠電纜槽板技術規範（氧指數為52%），也比美國某公司的增強熱塑性支架高的多。本指標已不低於經英國BS認證的香港捷運啟用新車輛使用的複合材料防火標準的指標。

4、耐腐蝕

連續纖維增強熱固性複合材料支架耐腐蝕，尤其適合在潮濕，鹽霧，酸和弱鹼環境使用。

5、電絕緣性

絕緣性能可以根據使用要求調整。

1） 電絕緣型，絕緣電阻大於1000GΩ；

2） 抗靜電型，表面電阻小於10GΩ。

6、使用方便

通過產品預埋安裝直接砌入牆體，定位準確牢固，施工非常方便。也可以鑽孔，可以自攻螺絲。不會拉傷電纜，降低工人的勞動強度。

7、使用壽命

地下50年，地上20年。

成型方法

複合電纜支架的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基複合材料的成型方法較多，有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、衝壓成型等。如：爬梯等。

複合材料電纜支架

設施優點

1、強度高、重量輕、重量只有鋼的1/4，混凝土管的1/10左右，運輸方便，施工簡捷。

2、產品表面光滑摩擦係數小，不損傷電纜。

3、產品整體絕緣，無電腐蝕，可防止產生渦流。

3、耐水性好，可以長期在潮濕或水中使用。

4、耐熱，耐寒。防火性能優，它能在-50℃---130℃下使用。

5、防腐蝕，不生鏽，使用壽命長，免維護等優點。

6、支架的材料沒有回收利用價值，可以杜絕盜竊現象的發生。

7、支架絕緣性能好，本身無需接地，可減少安裝勞動工作量，鋼鐵支架需全部接地，安裝勞動工作量大。 SMC複合材料電纜支架已廣泛套用於電纜溝、電纜隧道、電纜排管工作井以及電纜半層內的電力電纜、控制電纜和通信電纜的敷設。SMC複合材料是一種熱固性熱複合材料，SMC（英文全稱為Sheet Mould Compound）是由樹脂糊浸漬玻璃纖維製成的一種片狀模塑膠，它具有強度高、重量輕、耐腐蝕、電絕緣等特點，而且性能設計自由度大，加工方便的優點，是全球套用最廣泛的複合材料之一，這些優點剛好滿足電纜支架的技術要求。是生產電纜支架的理想材料，採用SMC複合材料製造的電纜支架具有強度高、韌性好、耐腐蝕、絕緣性能高、阻燃性好、不易老化使用壽命長的優點，複合材料電纜支架具有良好的市場套用前景。

材料選用

SMC

SMC是由SMC專用紗、不飽和樹脂、低收縮添加劑，填料及各種助劑組成的片狀模壓料。我國於80年代末，開始引進國外先進的SMC生產線和生產工藝。SMC具有優越的電氣性能，耐腐蝕性能，質輕及工程設計容易、靈活等優點，其機械性能可以與部分金屬材料相媲美，所得製品表面光潔度高，採用低收縮添加劑後，表面質量更為理想，因而廣泛套用於運輸車輛、建築、電子、電氣等行業中。

BMC

BMC是根據具體用途和要求的不同又發展出又一新品種， 其組成與SMC極為相似，是一種改進型的預混團狀模壓料，可用於模壓和擠出成型。兩者的區別僅在於材料形態和製作工藝上。BMC中纖維含量較低，纖維長度較短，約6～18mm，填料含料較大，因而BMC製品的強度及電氣性能比SMC製品的要差，BMC比較適合於壓制要求不高的小型製品。

玻璃纖維

複合材料通常選取玻璃纖維作為增強材料，經樹脂配合後複合材料的強度可大為增加且具有很強的韌性，可作為優良之結構用材。玻璃纖維按拉絲前所用玻璃原料的不同，分無鹼、中鹼、高鹼等多種玻纖，其差異主要在電性能、機械性能、還有耐化學腐蝕性。性能依次降低，以無鹼玻璃纖維為最佳。

1）無鹼玻璃纖維

無鹼玻璃纖維R2O含量小於0.8%，是一種鋁硼矽酸鹽成分。它的化學穩定性、電絕緣性能、強度都很好。主要用作電絕緣材料、玻璃鋼的增強材料和輪胎帘子線。用於複合電纜支架。

2）中鹼璃纖維

中鹼璃纖維R2O的含量為11.9%-16.4%，是一種鈉鈣矽酸鹽成分，因其含鹼量高，不能作電絕緣材料，但其化學穩定性和強度尚好。一般作乳膠布、方格布基材、酸性過濾布、窗紗基材等，也可作對電性能和強度要求不很嚴格的玻璃鋼增強材料。

3）高鹼玻璃纖維

高鹼玻璃纖維自身存在的強度低、耐水和耐鹼性差的缺陷，這種缺陷是無法克服的。用它作增強制品，最終只會損害用戶的利益。

4）複合材料中金屬成份的使用

由於電纜支架是零距離接觸高壓電纜，因而我們要求所用材料必須具備良好的絕緣和耐高壓等電氣性能，而且基於電纜的電磁效應與金屬成份易產生回流而導致電纜發熱影響使用，所以支架儘量減少金屬成份。 BMC由於強度不夠，往往通過內襯鋼筋來增強支架的承載力，這樣支架的電氣性能就有所欠缺。

技術指標

尺寸要求

支撐梁長度大於300MM，支撐面寬大於50MM，支撐梁高大於50MM。

支撐梁長度小於300MM，支撐面寬大於40MM，支撐梁高大於40MM。

直埋式支架外露支撐梁長度大於300MM，牆體內固定長度須大於240MM。

直埋式支架外露支撐梁長度250—300MM，牆體內固定長度須大於180MM。

直埋式支架外露支撐梁長度小於250MM，牆體內固定長度須大於120MM。

承載力

直埋式支架大於250KG。

螺栓式支架大於200KG。

氧指數

大於60%，GB/T8927-88。

彎曲強度

140，GB1449-83。

拉伸強度

60，GB1447-83。

耐電弧

180，GB1411-88。

絕緣電阻

1.01013 GB1411-88。

安裝方式

組合式複合

安裝方便，但對電纜溝壁要求特別平整。對電纜層數變化無法應對。

直埋式

安裝方便，對電纜溝壁要求平整，對設計不同層數的電纜溝都能施工。

插入式

安裝不方便，對電纜溝壁要求平整，對設計不同層數的電纜溝都能施工。

螺栓式

安裝方便，對電纜溝壁要求平整，對設計不同層數的電纜溝都能施工。