電纜生產(chǎn)工藝大全之：交聯(lián)電纜

發(fā)布時(shí)間：2022-02-19 15:29:38   

一、 交聯(lián)電纜用的原材料和半成品

1. 導(dǎo)體

交聯(lián)電纜的導(dǎo)體絕大多數(shù)為圓形銅、鋁絞線。也有實(shí)芯導(dǎo)體，1kV以下可采用扇形導(dǎo)體。

圓單線質(zhì)量要求：表面光滑、無油污、無變黑、無碰傷、無劃傷等。

交聯(lián)電纜導(dǎo)體必須采用緊壓線芯。這是為避免在交聯(lián)管道中的高溫、高壓下將屏蔽料和絕緣料壓入絞線間隙而造成廢品；同時(shí)還可以阻止水分沿導(dǎo)體方向滲入，從而防止水樹枝的產(chǎn)生與發(fā)展?？梢?，緊壓工藝是保證電纜運(yùn)行可靠性的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。

2. 絕緣料

交聯(lián)電纜用的絕緣料是：交聯(lián)聚乙烯。

交聯(lián)聚乙烯的大致組成為：聚乙烯：抗氧劑：交聯(lián)劑=100：0.3~0.5：1.5~2.5。

為保證絕緣料的清潔（生產(chǎn)的產(chǎn)品合格），包裝物必須保證完整無損，凡有包裝損壞的絕緣料不得使用。

35kV及以上的交聯(lián)電纜，要求使用超凈料。

3. 內(nèi)半導(dǎo)電料

內(nèi)屏蔽料用于交聯(lián)電纜的導(dǎo)體屏蔽，長(zhǎng)期工作溫度為90℃，20℃時(shí)體積電阻系數(shù)不大于1×103（Ω·cm）。

內(nèi)屏蔽料有交聯(lián)型和非交聯(lián)型兩種，交聯(lián)型可避免過載或短路時(shí)內(nèi)屏蔽料變形或向?qū)w間隙流動(dòng)，非交聯(lián)型材料加工和擠出都十分方便。

4. 外半導(dǎo)電料

外屏蔽料用于絕緣屏蔽，耐溫等級(jí)與絕緣料相一致。

外屏蔽料分為易剝離型（剝離強(qiáng)度為8~20牛頓/10毫米）、可剝離型（剝離強(qiáng)度為20~40牛頓/10毫米）和不可剝離型三種。26/35kV及以下的交聯(lián)電纜，為施工方便而要求采用易剝離型或可剝離型外屏蔽料，26/35kV以上的交聯(lián)電纜，應(yīng)采用不可剝離型外屏蔽料。

5. 護(hù)套料

交聯(lián)電纜的外護(hù)套一般應(yīng)采用耐溫90℃的聚氯乙烯電纜護(hù)套料，與電纜的工作溫度相一致。

6. 屏蔽銅帶

額定電壓大于0.6/1kV的電纜應(yīng)有金屬屏蔽層。金屬屏蔽層一般采用銅帶（多見）或銅絲（少見）。金屬屏蔽層除了可保證絕緣屏蔽為地電位（中性點(diǎn)）外，還可使接地故障電流通過。

7. 鎧裝鋼帶/鋼絲

交聯(lián)電纜的鎧裝層一般采用鋼帶或鋼絲。鋼帶鎧裝層可承受徑向壓力，鋼絲鎧裝層可承受軸向拉力。

交聯(lián)電纜的鎧裝鋼帶有涂漆鋼帶和鍍鋅鋼帶兩種。

8. 內(nèi)襯層

內(nèi)襯層主要起成纜時(shí)的扎緊作用。其材料要求為不易吸濕且與絕緣層具有相匹配的耐溫等級(jí)?？刹捎镁勐纫蚁?、聚酯帶、無紡布帶等。

9. 隔離套

隔離層是為了防止金屬屏蔽層（銅）和外面的鎧裝層（鋼）形成原電池而加速腐蝕。因此，鎧裝交聯(lián)電纜的隔離層必須是不透濕的擠包隔離護(hù)套。一般采用與護(hù)套相同的聚氯乙烯護(hù)套料。

10. 填充

填充是為了使電纜成纜后圓整。其材料要求為不易吸濕且與絕緣層具有相匹配的耐溫等級(jí)。A級(jí)阻燃電纜采用石棉繩，其它電纜采用普通填充繩。

二、 交聯(lián)機(jī)組（簡(jiǎn)介）

1. 收放線

為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，最好采用雙收、雙放，當(dāng)然儲(chǔ)線器（一般可儲(chǔ)100米以上）是必不可少的。收放線多采用龍門式的，也有采用地軸式的。

2. 上牽引

上牽引要求摩擦力大、牽引穩(wěn)定、轉(zhuǎn)速均勻、不“打滑”，以確保懸垂度控制的穩(wěn)定。

國(guó)內(nèi)大多采用單牽引輪，直徑在1500mm以上，調(diào)速范圍在1.2～20米/分，有的為了增加摩擦力而在牽引輪外附加皮帶壓緊導(dǎo)線。

3. 擠出機(jī)

擠出機(jī)由機(jī)筒、螺桿、機(jī)頭、傳動(dòng)部分組成。

機(jī)筒采用硬質(zhì)合金制造，材料硬度要求達(dá)到洛氏75～76，機(jī)筒加熱以油加熱為好——溫控比電加熱穩(wěn)定，但加熱系統(tǒng)復(fù)雜，熱量損失較多。

螺桿采用不銹鋼或氮化鋼制造，硬度略低于機(jī)筒硬度，一般為洛氏65左右。

機(jī)身和螺桿應(yīng)具有強(qiáng)制冷卻能力，機(jī)身可風(fēng)冷，螺桿可水冷。

由于擠出粘度較大（尤其外屏蔽料），所以擠出負(fù)荷較大，最好采用壓力表監(jiān)視擠出壓力。

⑴ 內(nèi)屏蔽擠出機(jī)

由于內(nèi)屏蔽的結(jié)構(gòu)用量小，一般采用Φ65機(jī)。

內(nèi)屏蔽料中的填料成分比較多，擠出過程中的摩擦熱較大，因此螺桿不宜過長(zhǎng)，一般長(zhǎng)徑比選20∶1，壓縮比選3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在10～60轉(zhuǎn)/分左右。

另外，最好配套安裝自動(dòng)加料和預(yù)先干燥裝置。

⑵ 絕緣擠出機(jī)

由于絕緣層的結(jié)構(gòu)用量較大，普遍采用Φ150機(jī)。

螺桿長(zhǎng)徑比一般為25∶1，壓縮比為2.5∶1～3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在9～45轉(zhuǎn)/分左右，出膠量應(yīng)達(dá)到200公斤/小時(shí)以上。

另外，最好配套安裝自動(dòng)加料和預(yù)先干燥裝置。

⑶ 外屏蔽擠出機(jī)

外屏蔽的結(jié)構(gòu)用量比內(nèi)屏蔽略大，一般采用Φ90機(jī)。

一般長(zhǎng)徑比選20∶1，壓縮比選3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在14～41轉(zhuǎn)/分左右。

⑷ 機(jī)頭

1+1+1機(jī)頭：太落后已被淘汰。1+2機(jī)頭：現(xiàn)在比較多見。0+3機(jī)頭：較少，先進(jìn)。

采用1+2機(jī)頭或0+3機(jī)頭，使層間接觸緊密，消除了氣隙，避免了層間污染，從而提高了電纜的電性能。

4. 交聯(lián)管

由于交聯(lián)管承受高溫、高壓（力），應(yīng)選用無縫鋼管，最好是不銹鋼管，管徑為200～300mm。

交聯(lián)管可分為懸鏈?zhǔn)胶痛怪笔絻煞N。長(zhǎng)度分別約為120米和100米，垂直式的偏正芯容易控制，但費(fèi)用較高。

交聯(lián)管的加熱多為變壓器加熱（干法），以交聯(lián)管壁作為變壓器的二次回路，其熱效率很好。

5. 下牽引

為了確保牽引穩(wěn)定運(yùn)行，下牽引最好采用兩個(gè)牽引。第一個(gè)為牽引輪，第二個(gè)為履帶式牽引。

6. 水氣與電氣控制部分

水、氣控制可分為自動(dòng)和手動(dòng)，一般安裝在機(jī)頭附近，由機(jī)長(zhǎng)負(fù)責(zé)指揮調(diào)控。

電氣控制部分分為集中控制（總控臺(tái)）和分散控制（各控制屏）。

7. 儀表操作維護(hù)規(guī)程

隨設(shè)備不同而差異較大——略

三、 交聯(lián)工藝

1. 交聯(lián)基本原理

為了使聚乙烯提高耐溫等級(jí)，我們可以采用化學(xué)或物理的方法使其變成體型分子結(jié)構(gòu)，這就叫交聯(lián)。

化學(xué)法交聯(lián)就是在聚乙烯中加入一定量的交聯(lián)劑（常用過氧化二異丙苯——DCP），在加熱到一定溫度時(shí)迅速分解生成游離基，游離基不穩(wěn)定，它奪取聚乙烯分子中的氫，使聚乙烯分子變成大分子游離基，它們的相互結(jié)合就形成了體型分子結(jié)構(gòu)。

2. 交聯(lián)度與工藝參數(shù)

交聯(lián)度是電纜熱性能的一個(gè)重要指標(biāo)。一般采用熱延伸法測(cè)量（200℃下承載20牛頓/厘米，15分鐘時(shí)的伸長(zhǎng)率）。

⑴ 溫度

交聯(lián)過程是在硫化管的加熱段內(nèi)完成的，硫化管的溫度越高，交聯(lián)度也越高（其它因素不變時(shí)）。一般來講，考慮到各種因素，干法交聯(lián)的硫化管溫度在290~310℃左右為宜。

⑵ 線速度

很顯然，線速度越高，生產(chǎn)效率也越高，但交聯(lián)度會(huì)變低（其它因素不變時(shí)）。一般來講，線速度受以下幾個(gè)因素控制：

① 額定電壓：電壓越高，絕緣越厚，交聯(lián)速度越慢，因此線速度越受限制。

② 電纜規(guī)格：截面越大，要求擠出機(jī)的出膠量越大，因此線速度不能太快。

③ 冷卻水溫和水位：冷卻水溫低、水位高，對(duì)冷卻有利，但對(duì)交聯(lián)度不利。

④ 硫化管：溫度越高、管路越長(zhǎng)，線速度越可加快。

⑶ 擠出溫度

擠出溫度主要取決于原材料的配方。要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

3. 屏蔽與絕緣層的擠包

⑴ 內(nèi)屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

內(nèi)屏蔽料分為交聯(lián)型和非交聯(lián)型兩種。前者溫度控制要求更高。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。但擠出溫度的選擇原則是：

① 總原則：要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

② 加料段：溫度不宜過高。以免料粒過早軟化或粘連，造成出膠量減少或不均。

③ 導(dǎo)膠管：溫度不宜過低。否則機(jī)身壓力過大，易損壞設(shè)備。

內(nèi)屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

由于內(nèi)屏蔽料伸長(zhǎng)率較小，擠包要求緊密，表面要求圓整，故采用擠壓式模具。

內(nèi)屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟(jì)合理為準(zhǔn)，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

內(nèi)屏蔽層模芯孔徑D1 = 導(dǎo)體直徑d +（0.3～0.6）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2 = 導(dǎo)體直徑d + 2 × 內(nèi)屏蔽層厚度t1

⑵ 絕緣層的擠出

l 擠出溫度

絕緣料為交聯(lián)聚乙烯。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣擠出參考溫度（±5℃）

絕緣層要求無氣泡、雜質(zhì)等；厚度六點(diǎn)平均值不小于標(biāo)稱值，最薄點(diǎn)不小于標(biāo)稱值的90%－0.1。

l 模具選擇（擠壓式）

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 +（0.5～0.8）

孔徑過大，絕緣易形成“耳朵”；孔徑過小，易刮傷內(nèi)屏蔽層。

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對(duì)于三層共擠設(shè)備：

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

⑶ 外屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

外屏蔽層采用半導(dǎo)電絕緣屏蔽料。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

外屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟(jì)合理為準(zhǔn)，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣后直徑D4 +（0.5～0.8）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對(duì)于三層共擠設(shè)備：

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣層模套孔徑D4

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

4. 交聯(lián)工藝（干法）

干法交聯(lián)設(shè)備與濕法交聯(lián)設(shè)備基本相同，只有交聯(lián)管路的加熱方式不同，干法交聯(lián)是采用電熱輻射加熱。

干法交聯(lián)管道溫度與線速度、管道加熱段長(zhǎng)度、冷卻段長(zhǎng)度、電纜規(guī)格等密切相關(guān)。

    交聯(lián)管加熱段溫度控制范圍參考表（±10℃）

干法交聯(lián)因?yàn)榧訜釡囟容^高，高聚物會(huì)發(fā)生氧化降解，因此需要惰性氣體加以保護(hù)。氮?dú)庥捎趤碓簇S富、價(jià)格便宜而被廣泛采用。

交聯(lián)型屏蔽料，特別是絕緣料中含有交聯(lián)劑（過氧化二異丙苯），在高溫下的分解產(chǎn)物及交聯(lián)副產(chǎn)物等小分子會(huì)變成氣體，如果沒有壓力的控制，就會(huì)形成較大的氣泡，所以，交聯(lián)反應(yīng)一定要在壓力下進(jìn)行，一般在0.7~1.2MPa。

5. 開停車程序

⑴ 開車前準(zhǔn)備

① 選擇封閉墊及配模：按生產(chǎn)的電纜規(guī)格準(zhǔn)備好上、下封閉墊和模具，并裝機(jī)。

② 擠出機(jī)加熱及保溫：為使擠出機(jī)溫度滿足工藝要求，應(yīng)提前3～4小時(shí)升溫。

③ 穿牽引線：將牽引線從上牽引引至下密封，并繞在下牽引輪上，連接在收線盤上。

④ 導(dǎo)線接頭：將導(dǎo)線與引線用接頭鋼管（最好是銅管）液壓連接，放線盤升到位，張力適當(dāng)，儲(chǔ)線器儲(chǔ)滿導(dǎo)線。

⑤ 牽引與收線：按工藝要求選擇上、下牽引，輔助牽引，收線的檔位。

⑥ 屏蔽料干燥：屏蔽料應(yīng)在使用前進(jìn)行干燥，溫度40～60℃，時(shí)間為4小時(shí)以上。

⑦ 收線：按計(jì)劃長(zhǎng)度選擇收線盤，調(diào)好排線節(jié)距、限位、排線導(dǎo)輪的角度。

⑵ 開車

① 走線：調(diào)好上、下牽引，并使其同步。

② 張力調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)下牽引使導(dǎo)線張力適當(dāng)，投入懸控器，當(dāng)懸控器指示為零或擺動(dòng)不大時(shí)，意味著張力調(diào)好。調(diào)好收放線張力。

③ 擠出機(jī)啟動(dòng)：走線后先啟動(dòng)內(nèi)屏蔽機(jī)，調(diào)好后分別啟動(dòng)絕緣和外屏蔽機(jī)，當(dāng)各層厚度、偏心度外觀質(zhì)量調(diào)好后，（待牽引線出下封后）將下封閉封好。

④ 水氣工藝：開啟水泵使冷卻水進(jìn)入冷卻管道。

⑤ 封上封閉器：擠出機(jī)調(diào)整完畢后可封上封閉器。

⑥ 交聯(lián)管加熱：按給定工藝溫度加熱管道。

⑦ 供氮：按操作程序和工藝規(guī)定供氮。

⑧ 成品標(biāo)記：當(dāng)溫度、壓力符合工藝要求時(shí)，在下封閉處作出標(biāo)記，X（60）米后為成品。

⑨ 啟車完畢：將成品線收在線盤上，調(diào)好速度和排線節(jié)距，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

⑶ 停車

① 停止交聯(lián)管加熱電源。

② 分別將擠出機(jī)停止供料。

③ 把水位調(diào)到控制范圍的最高位置。

④ 停止供氮，降低擠出機(jī)轉(zhuǎn)速，減小電纜外徑，釋放氮?dú)猓獨(dú)夥磐陼r(shí)全線停車。

⑤ 管道內(nèi)壓力為零時(shí)，打開連鎖裝置和上封閉器。

⑥ 作出成品標(biāo)志，將帶絕緣的廢線走出管路。

⑦ 停水泵，放掉冷卻水。

⑧ 擠出機(jī)按規(guī)定清理。

⑨ 關(guān)閉所有開關(guān)、閥門。

四、 質(zhì)量缺陷的原因與排除方法

交聯(lián)廢品的種類及其原因和解決辦法

五、 產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)

1. 例行試驗(yàn)

例行試驗(yàn)即出廠試驗(yàn)。即每根電纜均需進(jìn)行的試驗(yàn)。它包括以下幾項(xiàng)：

⑴ 導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3956

⑵ 局部放電試驗(yàn)

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3048.12 。每相在1.73U0下局部放電量應(yīng)不超過10pC。

⑶ 交流電壓試驗(yàn)

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12706.2 。每相耐受工頻電壓5分鐘不應(yīng)擊穿。

交流電壓試驗(yàn)值

用三相變壓器同時(shí)對(duì)三芯電纜進(jìn)行電壓試驗(yàn)時(shí)，電壓應(yīng)為表值的1.73倍。

2. 抽樣試驗(yàn)

⑴ 結(jié)構(gòu)尺寸檢查

① 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尺寸：應(yīng)符合GB/T 3956的有關(guān)規(guī)定。

② 絕緣厚度：平均值不小于標(biāo)稱值，最小值不低于標(biāo)稱值的90%－0.1。

③ 護(hù)套厚度：平均值不小于標(biāo)稱值，最小值不低于標(biāo)稱值的85%－0.1 / 80%－0.2。

⑵ 四小時(shí)交流電壓試驗(yàn)

本試驗(yàn)適用于3.6/6 kV以上的電纜 。試樣長(zhǎng)度不少于5米，在每相上施加試驗(yàn)電壓4小時(shí)。試驗(yàn)電壓如下：

四小時(shí)交流電壓試驗(yàn)值

青島華強(qiáng)電纜是一家專注生產(chǎn)電線電纜的廠家，公司生產(chǎn)的華宇牌電線電纜各項(xiàng)性能均達(dá)到國(guó)際電工委員會(huì)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，主導(dǎo)產(chǎn)品有：鋁合金電纜、交聯(lián)電力電纜、聚氯乙烯絕緣電力電纜、控制電纜、計(jì)算機(jī)電纜、礦物絕緣電纜、電氣裝備用電線電纜等多種型號(hào)電纜，還可以根據(jù)用戶需求加工定做需要的特種電纜