三芯光电复合海底电力电缆的设计与制造之二_工艺设计及设备.pdf
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1、2012 年第 4 期 No 42012 电 线 电 缆 Electric Wire Cable 2012 年 8 月 Aug, 2012 三芯光电复合海底电力电缆的设计与制造之二 工艺设计及设备 吴建宁, 郑运焱, 吴弘 ( 宜昌联邦电缆有限公司, 湖北 宜昌443007) 摘要: 对交联聚乙烯绝缘三芯光电复合海底电力电缆的工艺技术及关键的制造装备进行了介绍。 关键词: 三芯光电复合海底电力电缆;交联聚乙烯绝缘;钢丝铠装;工艺;装备 中图分类号: TM247 9;TN818文献标识码: A 文章编号: 1672- 6901( 2012) 04- 0016- 04 Design and Pro
2、duction of Three Core Power Optical Cable Composite Submarine Cable Part II: Process Technology and Production Equipments WU Jian- ning,ZHENG Yun- yan,WU Hong ( Yichang Union cable Co,Ltd,Yichang 443007,China) Abstract:This paper presents systematically the process technology,production equipment of
3、 XLPE insulating three core power optical fiber cable composite submarine cable Key words:three core power optical fiber cable composite submarine cable;XLPE insulating;steel wire armored; process technology;production equipment 收稿日期: 2011- 12- 01 作者简介: 吴建宁( 1952 ) , 男, 高级工程师 作者地址: 湖北宜昌市猇亭区民主路 1 号 4
4、43007 电线电缆 2012 年第 3 期刊登了 三芯光电复 合海底电力电缆的设计与制造之一 结构设 计 , 本文介绍海底电缆的工艺设计及设备, 并对两 个主要电性能试验项目做了说明。 1三芯光电复合海缆的工艺设计及设备 海底电缆的生产工艺流程如下: 阻水导体绞制、 半导电阻水带绕包导体屏蔽、 绝缘和绝缘屏蔽挤 制去气处理半导电阻水带绕包合金铅套管挤 制塑料增强保护层立式成缆机绞合并复合光缆 单元成缆捆扎钢丝装铠及内衬层、 外被层。 1 1阻水导体的工艺设计 ( 1) 导体一般采用多层正规绞合, 分层嵌入阻 水带, 分层紧压成形, 同时导体与导体屏蔽层之间也 应有绕包的半导电阻水带。绞制阻水
5、导体时, 小截 面的导体加嵌阻水带可采用平拖或随绞笼转动带入 方式, 大截面导体的半导电阻水带可采用与绞线机 同步的绕包头绕包方式。 在绕包导体与导体屏蔽层之间的半导电阻水带 后, 还要加绕一层起防护作用的无纺布带, 这层防护 带在挤制交联聚乙烯( XLPE) 绝缘进入机头前予以 拆除。半导电阻水带与无纺布带应在导线绞制时, 由同步绕包头一次绕包完成。 ( 2) 绞制好的阻水导体如不能及时投入下道工 序, 则必须置于烘房内, 防止阻水带吸潮, 特别是阴 雨天更应注意。否则, 吸潮严重的线芯将严重妨碍 后道工序, 尤其是电缆绝缘的挤制。 ( 3) 随着国内海底电力电缆制造工艺技术的进 步, 11
6、0 kV 海底电缆制造长度要求大于 16 km, 35 kV 海缆要求达到 30 40 km。常规的立柱式收、 放 线架已经无法满足大长度海缆的制造工艺需要, 为 此, 设计了转盘式收放线机, 作为海缆制造中间工序 的收、 放线周转。转盘式收放线机典型设计见图 1, 其基本参数为: 转盘最高转速 1 8 2 5 r/min, 内圈 最高收线速度20 m/min, 最大载重量300 600 t, 最 大收线直径 200 mm。可根据不同的海缆制造工序 及用途, 选择相应的结构尺寸, 直径小于 10 m 的转 盘可以不设置外圈承重轮轨系统。 用于承载铜导体, 可选择载重量 350 t 左右、 直
7、径6 8 m 的移动式转盘。用于绝缘线芯周转, 或是 作为去气房用承线转盘, 可选择载重量 500 t 左右、 直径 10 12 m 带外圈承重轮轨的大转盘。 图 2 是用直径 8 m 的转盘进行铜导体的收、 放 线, 图 3 是在蒙古包形去气房内用直径 10 m 的转盘 图 1转盘式收放线机示意图 1 电缆承线旋转托盘2 回转支撑轴承 3 驱动齿轮箱4 转盘驱动电机 5 承重底盘6 外圈承重轮轨系统 进行绝缘线芯的收、 放线。 图 2直径 8 m 的转盘式收放线机 图 3直径 10 m 的转盘式收放线机 及蒙古包形去气房 1 2三层共挤的工艺设计 ( 1) 导体屏蔽、 绝缘、 绝缘屏蔽采用从
8、德国特勒 斯特( TROESTER) 公司引进的三层共挤交联电缆生 产线制造。由于挤出机的螺杆及流道设计合理、 无 死角, 各个温区温度控制精度较好, 不易产生老胶。 再加上采用陶氏公司超净化高压 XLPE 绝缘料, 能 够连续开机 7 10 天不停车, 保证了大长度的生产。 对于要求单根长度达 15 20 km 的无接头 220 kV 绝缘线芯, 则可以采用 TROESTER 公司的含 2 台主绝缘挤出机的四机共挤 XLPE 绝缘生产线( 见 图 4) , 可以保证 600 kg/h 的 XLPE 绝缘挤出量。 图 4四机共挤 XLPE 绝缘生产线 ( 2) 为了保证大长度海底电缆的质量,
9、应采用 高一个电压等级、 优质的超净化 XLPE 绝缘料, 不允 许采用低档的 XLPE 绝缘料。否则由于交联机组连 续长时间开机, 机身滤网上的杂质、 老胶的积累, 容 易出现质量不稳定, 甚至击穿。 1 3绝缘线芯的去气装置 挤塑好的绝缘线芯, 要经过去气处理后才能投 入下一道工序, 这一点对于大长度海底电缆尤其重 要。否则绝缘线芯内产生的大量气体会沿着密封的 铅护套向电缆两端扩散, 影响海底电缆终端或预制 式中间接头的安全运行。 ( 1) 如图 3 所示, 去气在移动或固定式蒙古包 形去气烘房内进行, 并采用转盘式收放线机收卷绝 缘线芯。 ( 2) 大长度海缆由于重量较重, 收卷在转盘上
10、 做去气处理时, 处于转盘底层的绝缘线芯承受的压 力较大。如果去气温度设定得过高, 处于转盘底部 线芯的 XLPE 绝缘层有可能压扁受伤。因此, 转盘 式收放线机直径要设计得大些, 并控制收线转盘上 堆积的绝缘线芯高度。同时, 为避免转盘底部的绝 缘线芯受热而压扁变形, 去气烘房的温度不宜过高, 一般控制在 65 70 即可。如去气房温度设定得 偏低, 可适当地延长去气处理的时间。 1 4铅护套的工艺设计 ( 1) 电缆的铅护套制造采用 150 或 200 螺杆 式连续挤铅机。挤铅机生产线上配置有超声波铅套 厚度测试仪, 用于铅套厚度的无损伤监测, 确保铅层 的厚度和均匀性。 ( 2) 海底电
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