浅析国内电梯电缆（随行电缆）的现状及发展

浅析国内电梯电缆（随行电缆）的现状及发展

王竞

上海高分子功能材料研究所 上海 201314

摘要：电梯随行电缆一般采用扁形聚氯乙烯护套电缆，主要用于传输控制柜与轿厢间的信息，是井道电缆最重要的组成部分；其相关结构组成主要包括随行电缆和随行电缆架。一般随行电缆先连接至井道的中间接线箱（位于（1/2H+1.5 m）处。其中H为电梯正常提升高度），再通过井道敷线从中间接线箱连接至机房。轿厢系统的外部电气连接包括轿门门机、控制面板等轿厢用电设备的电源电路，以及照明、插座电路，控制信号电路和安全回路；随行电缆连接到轿厢底后，通过轿厢外壁连接至轿厢顶接线箱，再连接至门机、轿厢控制面板、轿内照明等各用电设备。本文介绍了扁形电梯电缆的特点和要求，探讨扁形电梯电缆护套材料与发展。

关键词：电梯随行电缆；发展

1电梯用扁形电缆用途适用范围

柔性扁平软电缆适用于野外线路、电器仪表、电子设备及自动化装置的电力、化工、冶金、港口、货场、矿山等行业挂缆、拖缆、安装使用。产品特别柔软、易于折叠移动、平稳不扭、且具有阻燃、耐高温、酸碱腐蚀、耐老化、抗耐高脉冲起动电流之特性。

2扁形电梯电缆的特点和要求

扁形电梯电缆主要用于电梯及其它升降机有上下升降等频繁移动要求的场合。扁形电梯电缆的导体是软结构，绝缘线芯要平行排列或多根绝缘线芯绞合成组后平行排列，缆芯组与组之间要保留一定的距离E₁。根据标准JB/T 8734.6—2016的要求，护套应紧密挤包，以避免形成空隙，且不粘连绝缘线芯内单元缆芯的内护套(若有);扁形电缆的边缘应成圆角。为此扁形电梯电缆的护套挤出必须采用挤压式。

扁形电梯电缆在电梯井道内连接在控制柜和轿厢之间，随轿厢的移动而移动，在这种使用场合，电缆既不能太硬，也不能太软。太硬的话，安装敷设后，电缆的悬垂部分会出现葫芦状，呈大肚子，运行过程中电缆悬挂的外侧会刮擦电梯井道壁，刮伤电缆造成故障，影响电梯安全;反之太软的话，悬垂部分会呈V型，电缆悬挂的内侧会刮擦轿厢底部，同样会造成电梯故障，影响使用安全。

3结构

3.1导体

芯数:3,4,5,6,9,12,16,18,20或24芯。

3.2绝缘

挤包在每芯导体上的绝缘应是PVC/D型聚氯乙烯混合物。

3.3护套

挤包在绝缘线芯上的护套应是PVC/ST5型聚氯乙烯混合物。护套应紧密挤包以避免形成空隙，且应不粘连绝缘线芯。扁形电缆的边缘应成圆角。

3.3.1电缆护套材料：PVC

电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、增塑剂以及碳酸钙等无机填充物、助剂和润滑剂等添加剂，经过混配捏合挤出而制备的粒子。

聚氯乙烯可以配制成在各种环境和应用中都能使用。它使用成本低，柔韧性好，相当坚固，并且具有防火/防油材料。

但是这种材料含对环境和人体有害物质，且在应用于特殊环境时存在诸多问题。随着人们环保意识的增强和对材料性能要求的提高，对PVC材料提出了更高的要求。

3.3.2电缆护套材料：PE

聚乙烯由于其优异的电绝缘性能及良好的加工性能，广泛用作电线电缆的包覆材料，主要应用在电线电缆的绝缘层和护套层。

优异的电气性能和极高的绝缘电阻。聚乙烯可以是坚硬且非常硬的，但是低密度PE(LDPE)更柔韧，防潮性极佳。适当配制的PE具有优异的耐候性。

聚乙烯的线型分子结构使其在高温下极易变形，因此在电线电缆行业PE应用方面，往往通过交联的方式使聚乙烯变成网状结构，使其在高温下也具有很强的抗变形能力。

交联聚乙烯(XLPE)和聚氯乙烯(PVC)都用于电线电缆的绝缘材料，但XLPE电线电缆比PVC电线电缆更环保，同时其具备更优良的使用性能。

3.3.3电缆护套材料：PUR

PUR电缆是电缆其中的一种，PUR电缆的材料有耐油耐磨的优点，而PVC则是用普通的材料制造的。在过去几年的电缆工业中，聚氨酯的地位已变得日益重要，在一定的温度下，该材料的机械特性和橡胶相似，热塑性和弹性的结合就获得了TPE热塑性弹性体。

广泛应用于工业机械设备，传输传送控制系统，各种工业传感器，检测仪器仪表，电子器械，家用电器，机电，厨房等设备，用于环境恶劣防油等场合的电源，信号连接。

3.3.4电缆护套材料：TPE/TPR

热塑性弹性体具有优异的低温性能，而不需要花费热固性材料所需的资金。它具有良好的耐化学性和耐油性，并且非常柔韧。良好的耐磨性和表面纹理，但不如PUR坚固耐用。

3.3.5电缆护套材料：TPU

聚氨酯电缆是指使用聚氨酯材料作为绝缘或护套的电缆，其超强的耐磨性能指的就是电缆护套及绝缘层的超强耐磨性能。电缆中使用的聚氨酯材料一般称为TPU，为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为有聚酯型和聚醚型之分，硬度范围(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，TPU不仅拥有卓越的高耐磨、高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，而且是种成熟的环保材料。

聚氨酯护套电缆应用领域包括海洋应用电缆、工业机器人及机械手电缆、港口机械及龙门吊卷筒电缆、矿山工程机械电缆。

3.3.6电缆护套材料：Thermoplastic CPE

氯化聚乙烯(CPE)通常用于非常恶劣的环境。具有重量轻、非常坚硬、摩擦系数低、耐油性好、耐水性佳、耐化学性和抗紫外线性能优异、成本低等特点。

4无卤低烟阻燃扁形电梯电缆开发

在无卤低烟阻燃扁形电梯电缆开发的初期，其绝缘和护套均采用热塑性的无卤低烟聚烯烃材料，其缆芯绞合、护套挤出等生产工艺与普通的聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套扁形电缆相同，故制出的产品存在以下几个问题:

(1)绝缘线芯之间发生粘连;

(2)绝缘线芯与护套粘连;

(3)300万次旋转弯曲试验时，护套容易开裂;

(4)护套耐磨性较差。

5问题分析及工艺改进

(1)绝缘线芯之间粘连

绝缘线芯粘连的主要原因:一是护套挤出时压力太大，速度慢;二是热塑性聚烯烃材料机械强度较低，熔融温度低;三是在护套挤出时绝缘线芯与护套的隔离剂硅油也起到了促进作用。由于产品结构的特殊性，为了保证产品组间间隔E1处的融合，必须保证挤出时有足够的压力，确保间隔E1融合，防止开裂，故减小挤出压力既不实际，也不可行;且生产速度也不能太高，太高的话意味着出胶量增大，螺杆转速提高，这样会导致胶料里的氢氧化镁和氢氧化铝分解产生气孔。

只能从材料和工艺上去想办法解决:首先将绝缘材料由热塑性材料改为热固性材料;因温水交联生产周期长，交联后线芯表面有水分，成缆后难以去除，会导致在挤护套时产生气孔，故优先选用辐照交联。绝缘挤出后进行辐照交联，在辐照时必须保证足够的交联度，也就是要有足够的辐照剂量，否则交联度小的话，机械强度不够，熔融温度低，绝缘线芯之间还是会发生粘连。对此，需要在工艺上明确辐照的剂量，确保每次辐照效果一致。在挤包护套时，隔离剂采用滑石粉。

(2)绝缘线芯与护套粘连

绝缘线芯与护套之间的粘连，主要是隔离剂的问题。护套材料与绝缘材料都是非极性的聚烯烃材料，硅油也是非极性材料。根据相似相容的原理，硅油在护套挤出时起到对护套与绝缘粘连的催化作用，促进了两者之间的融合粘连。为此在挤包护套时，改用滑石粉作为隔离剂。在选用滑石粉时，需考虑滑石粉目数并干燥处理，以提高隔离的效果。

采用静电喷粉机对绝缘线芯表面喷涂滑石粉将控制线与所述聚烯烃扁平护套进行隔离，防止控制线与所述聚烯烃扁平护套之间的相互粘连，通过所述聚烯烃扁平护套解决了柔软度不足的问题。

参考文献：

[1]中国机械工业联合会．额定电压450/750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线第6部分:电梯电缆:JB/T 8734.6—2016［S］．北京:机械工业出版社，2016．

[2]王春江.电线电缆手册（第一册）[K].北京:机械工业出版社,2009.

[3]周阳．影响电缆绝缘性能的因素研究及其对策[D]．大连：大连理工大学，2015．