复合电缆支架

长期以来，架设公用事业和工业电缆均采用金属制电缆支架。金属支架通常是把钢材或铝合金材轧制成所需型材后，经焊接或用紧固件拼装而成。传统金属支架生产过程能耗大、工序多、周期长。在许多恶劣环境条件下，例如地铁、隧道、化工企业、多雨潮湿或沿海盐雾等场合，使用金属支架极易锈蚀，设施的维护费用高，使用寿命也较短 。在防锈防腐方面，目前虽采用外涂油漆或热浸锌等技术处理，但仍不能从根本上解决锈蚀问题，影响电力、通信设施的安全和无故障使用期。此外，电缆架设使用金属支架时 ，电流流经电缆过程会产生磁场，导致两个支架角钢之间形成磁场闭合回路（环流），使电缆温度升高，电流损失加大，并进一步使环流温度升高。尤其当电缆通过大电流时，温度迅速升高，往往会形成强大的弧光而损毁金属支架。为了输电安全，目前主要采取加粗电缆等措施，使输电设备的制造成本增大。

为了克服腐蚀问题，有人曾使用无机复合材料承载电缆，但仍不能解决电缆损耗大 、电缆绝缘层老化、电缆寿命短的难题。原因是电缆在输电时产生的磁场导致温度上升。当使用无机材料承载电缆时，由于无机材料与大地电位一样，即相当于把电缆直接置于地面上，产生的涡流电流消耗电能，发热严重，加速电缆老化。所以，原国家电力部曾于1994年在上海召开的电缆标准会议上指出，在发使用有机复合材料代替。而美国EBASCAL在设计规程中对无机材料的使用范围有更加严格的控制。因此，各发达国家一直努力通过各种途径研制质量密度低、比强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料来替代传统材料。近些年，在英法海底隧道工程中，美国AICKINSRVT公司在这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热固性复合材料（FRP）作电缆、管道等的支撑材料，这些支撑材料具有耐腐蚀，符合防火、低烟、无毒的安全标准，容易安装，维护费用低，并有效延长电缆使用寿命等优异特性。

1、强度高，可设计性好

连续纤维增强热固性复合材料主要由起增强作用的玻璃纤维和起粘结作用，传递载荷作用的热固性树脂组成。玻璃纤维的拉伸强度很高（3450mpa），其含量，长度，铺设形式决定支架制品的强度。 热固性的玻璃纤维增强复合材料强度可以在30-1000mpa范围。因此，我们根据产品的受力情况，产量，生产工艺，价格承受能力来设计玻璃纤维的用量，长度和铺设形式。

2、不蠕变

连续纤维增强热固性复合材料支架的刚性比美国某公司生产的纤维增强增强尼龙支架增加一倍。即使在长期负载下也不变形，也不会出现像国内某些城市地铁使用的金属制电缆支架那样往下倾斜。

3、防火

氧指数是评价电缆放火产品重要的检测手段。 氧指数是指在最大氧气条件下，防火产品耐烧的特性。在工程中使用应根据燃烧强度确定。例如，在30根电缆的条件下，如发生电缆引燃事故，在4min以内即可形成500度以上高温热聚集，从而导致电缆沿走向进行延燃。电缆密集处的电缆越多，可燃体质量越大。产品防火标准中氧指数定在70%比较合适。

根据使用要求我们研制的复合材料电缆支架的氧指数大于等于70%。符合防火低烟，无卤，无毒的安全要求。防火性能以高于台湾“地下铁路用玻璃纤维塑胶电缆槽板技术规范（氧指数为52%），也比美国某公司的增强热塑性支架高的多。本指标已不低于经英国BS认证的香港地铁启用新车辆使用的复合材料防火标准的指标。

4、耐腐蚀

连续纤维增强热固性复合材料支架耐腐蚀，尤其适合在潮湿，盐雾，酸和弱碱环境使用。

5、电绝缘性

绝缘性能可以根据使用要求调整。

1） 电绝缘型，绝缘电阻大于1000GΩ；

2） 抗静电型，表面电阻小于10GΩ。

6、使用方便

通过产品预埋安装直接砌入墙体，定位准确牢固，施工非常方便。也可以钻孔，可以自攻螺丝。不会拉伤电缆，降低工人的劳动强度。

7、使用寿命

地下50年，地上20年。

复合电缆支架的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。如：爬梯等。

1、强度高、重量轻、重量只有钢的1/4，混凝土管的1/10左右，运输方便，施工简捷。

2、产品表面光滑摩擦系数小，不损伤电缆。

3、产品整体绝缘，无电腐蚀，可防止产生涡流。

3、耐水性好，可以长期在潮湿或水中使用。

4、耐热，耐寒。防火性能优，它能在-50℃---130℃下使用。

5、防腐蚀，不生锈，使用寿命长，免维护等优点。

6、支架的材料没有回收利用价值，可以杜绝盗窃现象的发生。

7、支架绝缘性能好，本身无需接地，可减少安装劳动工作量，钢铁支架需全部接地，安装劳动工作量大。 SMC复合材料电缆支架已广泛应用于电缆沟、电缆隧道、电缆排管工作井以及电缆半层内的电力电缆、控制电缆和通信电缆的敷设。SMC复合材料是一种热固性热复合材料，SMC（英文全称为Sheet Mould Compound）是由树脂糊浸渍玻璃纤维制成的一种片状模塑料，它具有强度高、重量轻、耐腐蚀、电绝缘等特点，而且性能设计自由度大，加工方便的优点，是全球应用最广泛的复合材料之一，这些优点刚好满足电缆支架的技术要求。是生产电缆支架的理想材料，采用SMC复合材料制造的电缆支架具有强度高、韧性好、耐腐蚀、绝缘性能高、阻燃性好、不易老化使用寿命长的优点，复合材料电缆支架具有良好的市场应用前景。

复合电缆支架SMC

SMC是由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成的片状模压料。我国于80年代末，开始引进国外先进的SMC生产线和生产工艺。SMC具有优越的电气性能，耐腐蚀性能，质轻及工程设计容易、灵活等优点，其机械性能可以与部分金属材料相媲美，所得制品表面光洁度高，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想，因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子、电气等行业中。

复合电缆支架BMC

BMC是根据具体用途和要求的不同又发展出又一新品种， 其组成与SMC极为相似，是一种改进型的预混团状模压料，可用于模压和挤出成型。两者的区别仅在于材料形态和制作工艺上。BMC中纤维含量较低，纤维长度较短，约6～18mm，填料含料较大，因而BMC制品的强度及电气性能比SMC制品的要差，BMC比较适合于压制要求不高的小型制品。

复合材料通常选取玻璃纤维作为增强材料，经树脂配合后复合材料的强度可大为增加且具有很强的韧性，可作为优良之结构用材。玻璃纤维按拉丝前所用玻璃原料的不同，分无碱、中碱、高碱等多种玻纤，其差异主要在电性能、机械性能、还有耐化学腐蚀性。性能依次降低，以无碱玻璃纤维为最佳。

1）无碱玻璃纤维

无碱玻璃纤维R2O含量小于0.8%，是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好。主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料和轮胎帘子线。用于复合电缆支架。

2）中碱璃纤维

中碱璃纤维R2O的含量为11.9%-16.4%，是一种钠钙硅酸盐成分，因其含碱量高，不能作电绝缘材料，但其化学稳定性和强度尚好。一般作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基材等，也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材料。

3）高碱玻璃纤维

高碱玻璃纤维自身存在的强度低、耐水和耐碱性差的缺陷，这种缺陷是无法克服的。用它作增强制品，最终只会损害用户的利益。

4）复合材料中金属成份的使用

由于电缆支架是零距离接触高压电缆，因而我们要求所用材料必须具备良好的绝缘和耐高压等电气性能，而且基于电缆的电磁效应与金属成份易产生回流而导致电缆发热影响使用，所以支架尽量减少金属成份。 BMC由于强度不够，往往通过内衬钢筋来增强支架的承载力，这样支架的电气性能就有所欠缺。

复合电缆支架尺寸要求

支撑梁长度大于300MM，支撑面宽大于50MM，支撑梁高大于50MM。

支撑梁长度小于300MM，支撑面宽大于40MM，支撑梁高大于40MM。

直埋式支架外露支撑梁长度大于300MM，墙体内固定长度须大于240MM。

直埋式支架外露支撑梁长度250—300MM，墙体内固定长度须大于180MM。

直埋式支架外露支撑梁长度小于250MM，墙体内固定长度须大于120MM。

复合电缆支架承载力

直埋式支架大于250KG。

螺栓式支架大于200KG。

复合电缆支架氧指数

大于60%，GB/T8927-88。

复合电缆支架弯曲强度

140，GB1449-83。

复合电缆支架拉伸强度

60，GB1447-83。

复合电缆支架耐电弧

180，GB1411-88。

复合电缆支架绝缘电阻

1.01013 GB1411-88。

复合电缆支架组合式复合

安装方便，但对电缆沟壁要求特别平整。对电缆层数变化无法应对。

复合电缆支架直埋式

安装方便，对电缆沟壁要求平整，对设计不同层数的电缆沟都能施工。

复合电缆支架插入式

安装不方便，对电缆沟壁要求平整，对设计不同层数的电缆沟都能施工。

复合电缆支架螺栓式

安装方便，对电缆沟壁要求平整，对设计不同层数的电缆沟都能施工。