交联聚乙烯绝缘电力电缆质量控制与提高.pdf
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1、1 9 9 9年 第 j期 电 线 电 缆 l 9 9 9年 1 0月 No 5 1 9 9 9 El e c t r i c W i r e Ca b Oc t 1 9 9 9 lq 1 交联聚乙烯绝缘电力电缆质量控制与提高 周 雁 , 李振 权 杨 玉智 海马桥 2 0 1 1 1 1 ) H ) 刊0 s 摘要 : 作 者从 多年 生产 实践 经 验 就 交联 聚 乙烯 鲍缘 电 力电 缱制 造过 程 中如 何 控 制 和提 高 产 提高 关 键 词 : 整 丝 盎 望 缘 怛 ; 质 量; 移 响因 素; 控 制 ; 提高 1 曼 l 1 中 图分类 号 TM2 4 1 文献标 识码
2、; A 1引 言 随着我 国 电力 工业 的不 断发展 , 电力 电 缆作 为电力输 配电的主导产 品已在城乡 电网 中起着越来越 重 要 的作 用 , 其 产 品质量是 电 力部 门首 要关 心的问题 , 已引起广泛 的重视 。 近年来 电缆 工业 的发展 非常 迅速 , 工艺 和设 备有 了较 大的提 高 , 引进 了大量 的国际先 进 生产设备 , 国产材料 的质量也在提高 , 主要原 料的进 口等因素使得国产交联 聚乙烯 电力 电 缆的产品质量有 了很大的提高 。然而 由于 国 内 电缆 行业 的发展不平 衡 , 技 术水 平参差 不 齐 , 交联 电缆产 品质量事故 时有发 生 ,
3、给国民 经济带来较大的损失 。本文通过作者 多年 生 产电 直缆的经历, 就电力 电缆制造过程 中 如何控制产 品质量提 出一些看法 。 2原 材 料 的选 用 与控 制 众所周知 电线 电缆是 加工 性行业 , 其原 材料 的质 量好 坏直接 影响 电缆的 产品质 量 。 目前国内生产交联 聚乙烯绝缘 和半导 电材料 的厂 家很 多 , 产 品质 量基本 可 以达 到 S L S c No : 3 0 0 8 交 联 聚 乙 烯 电缆 用 绝 缘 料 。 。 ; S L S C No : 3 0 0 9 交 联 聚 乙 烯 电缆 用 半 导 电 屏蔽料 的技 术性 能指 标 。 然 而 由于
4、生产厂 家 的技 术 水平和生 产环境 的不 同 , 所产 的原 收稿 日期 1 9 9 9 4 一 l 0 怍者 简 介 : 周雁 ( 1 9 6 2) , 男 , 上 海 市人 , 高级 工程 师 , 上海 马桥 电缆 厂总 工 铡 过 较 材料 的质 量差 异也较大 。 2 1 绝缘料的选用 首先 是聚乙烯 树脂的选用方面有很大的 差别 , 有 的熔融 指数 大 , 有 的熔融 指数 小 , 这 样 导致交联 聚乙烯 电缆在 生产过 程 中, 工艺 挤 出速度不 易控制 , 造 成绝缘 外径粗 细不 均 匀 , 热延 伸不稳 定 , 产 品合 格率低 , 质量难 以 保证 。 解 决办
5、法是要选用那些生 产工艺稳 定 , 原 材料进 货渠道 有保证 , 基 础树脂 熔融 指数 恒定 , 有 条件 的要求提供流 变曲线 , 这样可 以 控制 交联速 度 , 保证产 品绝缘均 匀。 其 次是原 材料 的生产 环境 和使 用环 境 , 作 为交联 聚乙烯绝 缘材料其洁净度的好坏直 接 影响交联 电缆的绝缘性能 。而交联 电缆产 生 杂质 的主要原 因 : 一 是绝缘 材料本 身带 有 杂 质 二是生产环境差浮尘带来 的杂质 。 目前 许 多国内生产 交联 聚乙烯绝缘材料 的厂家大 多数生 产环境不 甚理想 , 几乎都 没有 采用空 气 净 化 设 施 。杂 质 测 定 均 未 采
6、用 连 续 监 测 方 式 , 夏 季生产 环境 温度 有的 达到 4 0 C 以上 , 如此差 的生 产环 境 导致 工 人 不按 工 艺 规程 做 , 有 的开 窗开 门, 使外 界 飞虫 、 尘埃进 入绝 缘材料 中, 造成 绝缘 材料品质下降 另外生产交联聚乙烯 电缆 的厂 家其 加料 间也是 如 此 , 有 的在生 产现场 多采用 封 闭的 操作 间来 与外 界 隔离 , 从 而保证 生产环境 的 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 9 9年第 5期 No5 1 9q 0 电 线 电 缆 El e c t r i c W i
7、 r e Cab l e 1 H 9 9年 l 0月 ( ) c 1 199 9 相 对 洁 净 , 空 气 不 循 环 净 化 。 这 种 方 法 虽 然 在 l 0 k V 电 生 产 时 可 以达 到 一 定 的 目的 然 而 在 3 5 k V 甚 至更 高 电压 等 级 的交 联 电缆 生 产 过程 中将不 能满 足技术 要求 , 3 5 k v 及 以 上 电压等级 的交联 电缆 的加料 间需 要净 化 其净 化指标 应 达到一万级 以上甚 至到千级 。 而国内生产厂家大多数生产环境达不到如此 高的净化 度 所 以说上述 这些 因素是 造成 杂 质的主要原因 。故 国内的 3 5
8、k V交联聚 乙烯 绝 缘材料要 达 到工业化还 需加倍努 力 需 要 在生产环境 方 面加 以改进 , 这样 才能使 国产 3 5 k V 及以下 交联 聚乙烯绝 缘材料质量得到 提高 , 逐步替代进 口材料 。根据 目前的发展 在生 产 3 5 k V 以上 交联 聚 乙烯 电缆 其加 料 间需要 采用 净化 设施 应达到一万级 ( 甚至千 级) 水平 , 环境温度控 制在 3 0 以下 。 生产交 联 聚 乙烯 绝 缘 材 料 的 厂 家 也 要 达 到 这 一 要 求。生产环境的净化 程度 高是减少杂质和提 高局放 水平 的有效途 径。 2 2内外 半 导 电屏 蔽 材 料 的 选 用
9、 内外半导 电屏 蔽层 即导体 和绝 缘屏蔽 层 是用 于 均 匀 电 场 , 因 此 要 求 其 表 面 光 滑 、 无 尖角 、 不析 出、 没有水份。而今影 响产 品质量 因素主要是 : 表 面有焦疙瘩 ; 炭 黑析 出到绝缘 里 ; 绝缘屏 蔽剥离强 度大 ; 体积 电阻率 大等 。 这 些 原 因 的 产 生 主 要 是 原 材 料 配方 和基 料 选 取不合理 , 原材料生产 厂家技术水平低 、 质量 控制不严格 。半导电屏蔽材料是一 种较 易吸 潮 的材料 , 所 以内外 半导 电屏 蔽材料 在选用 和保 管时应 特别慎重 , 材料储 存 时间不要 过 长 , 最好 在半年 左右
10、 。要选那些 生产工艺稳 定 , 材料控 制严格 的生产厂家。 尤其对剥离强 度 、 电阻率和表面光滑度要 非常 重视 。 3 电缆的结构 、 工艺与产品质量 的关 系 交联聚 乙烯 电缆 的结构设计可 以说是非 常重 要 的, 尤 其是导体 和 内外半 导 电屏 蔽是 影响 电缆 质量 的主要原 因 交联 电缆用导体 的结 构 目前均采用 圆形 多股 紧压 线芯 , 导体 的 紧 压 程 度 对 导 体 表 面 的光 滑 度 影 响 较 大 而导体根数的多少对导体表面光滑度影响 : 大 只是 导体 根数 越多线芯越柔 软 但 工艺生 产 较 为 复 杂 成本 也较 高 , 故 国 内现 采
11、用 的 导 线 结 构 均 按 1 E C 2 2 8标 准 执 行 导 体 的 紧 压 好 坏 直 接 导 致 内半 导 电 屏 蔽 的 质 最 这 是 由 于 导 体 紧 压 太 松 , 尤 其 是 外 层 紧 压 过 松 会 导 致 内半导 电屏 蔽嵌入 在 导体 间隙 中 使导体 屏蔽表面不光滑 造成 电场分布不均匀 另外 给电缆施工做头子带来不便 。根据以 上分析 及作者多年的制造经验在导体制造 时其紧压 系数应控制在 0 8 9 0 、 9 0之间为宜 这 样既 不 影 响 导 体 的 柔 软 性 也 可 保 持 导 体 表 面 的光滑 , 在 生产时应 持 内松外 紧 紧压系数
12、的计算方法见式( 1 ) 7一 S S: r 1 5= D 4 式 中 : 5 一指 采用 重 量法 测 出 的导 体 截面 积 mr l l 一一 指导体 实删 外径 计算 的截 面积 mm! D指 紧压 导体 的实 际外径 l r l l 。 为 了避免 内半 导 电屏 蔽嵌入 到 导体 中 也 可以适 当增加 内半导 电屏蔽的厚度。 影 响 电缆 产品质量 的重要 因素 , 除导体 紧压 系数外 , 还有 绝缘 的偏 心度 。 当绝缘 厚度 不均匀产生偏心后 电场发生畸变 , 在绝缘厚 度 薄 的一 侧导 体屏 蔽 上的最 大场 强 将会 增 加 。 当电场畸变达到 E E 一1 O 7
13、时 使用寿 命将 缩短 一半 0 。所 以一般在 l 0 3 5 k V 电 压等级绝 缘偏心 度应加 以控 制 , 这样既 能控 制 电缆外 径又能 节约原材料 , 而且有利 于 电 缆头子的制作 。 在 l 】 0 k V 以上 电压 等级 电缆 , 偏 心 度 的要 求更高 , 因在 制作 电缆 连接头 和终端 时 技术难度大 , 应力锥 的配合 尺寸精度非常高 所 以对电缆 的圆整度和偏心度提 出了更高的 要求 。 如按 国标规定 绝 缘厚 薄处厚度 如不小 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 1 9 9 9 年第 5 期 N o5
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