高压交联聚乙烯电力电缆及生产.pdf
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1、c l ) 一 高压 交联 聚 乙烯 电力 电缆及 生产 青 岛 汉 河 电 缆 有 限 公 司 朱 宝 宗 1 , 叭、 7 、 f 摘要 对 国内外 高压 交联聚 乙烯鲍缘 电力 电缆的发展 和结构型式进行 了综述 。对高压 XL P E 电境 结构 , 材 料 和 制造 工 艺进行 较 详 细论 述 。 主 题词 量 堡茎 鐾墨圭 竺 骞皇塑皇 丝 引 言 交 联 聚 乙 烯 绝 缘 电 力 电 缆 在 我 国 于 1 9 7 0年投 产 以来 , 至今 已有 近 3 0年 的历 史 。 6 6 l l 0 k V 交联 聚 乙烯 电 缆 于 l 9 9 1年 在 沈 阳进行 了首批鉴
2、定, 并在沈 阳电缆厂和上海 电 缆 厂 批 量 生 产 , 每 年 总 产 量 约 2 0 0 3 0 0 k m, 但 每 年 从 国 外 进 口 的 也 有 2 0 0 3 0 0 k m, 约占国内使用量 的一半 。目前国内已 形成 了 一 个 生产 高压 交联 电缆 热 , 争上 交 联 立塔 生 产线 之风 正 盛 , 其生 产能 力 将大 大 地 超过 国内的需求量 。在这种形势下应作好市 场调 查 , 慎 时度 势后 再 下 决心 。 根据 金 融 时报 1 9 9 5年 预测 1 9 9 4 2 0 0 3 年 十年 内发 电装 机 容 量 要 增 加 8 2 0 0 0万
3、k W, 其 中亚 洲 占 5 0 , 中 国 在 亚 洲 中 占 3 8 , 约 1 5 5 8 0万 k W 。 这 与我 国 电力部 公 布 的预测数相差不多: 1 9 9 5 1 9 9 7年年装机容 量 为 1 5 0 0万 k W , 1 9 9 8 2 0 0 0年 年 装 机 容 量 为 2 0 0 0万 k W , 到 2 0 0 0年达 到 总装 机 容 量 为 3亿 k W 。 按 “ 九 五 ”电线 电 缆 规 划 草 案 来 看 , 到 2 0 0 0年 高压 电缆 ( 包 括 充抽 电缆 ) 约需 7 。 0 8 0 0 k m。却 使 交 联 聚 乙 烯 电 缆
4、每 年 约 需 5 0 0 k m, 也 只是 2 3台交 联 生 产 线 的 生 产 量 。 我 国 交联 电缆 的生 产 已 二十 多 年 , 积 累 了一些生产 、 测试 、 安装、 维护和使用的经验, 特别 是 经过 1 9 9 0年 的质量 整 顿 , 使 国产交 联 电缆 的质 量有 了很 大 的 提 高 , 已 接 近或 达 到 2 结 构材料工 艺刺造综述 、 一 一 国际的先进水平, 已作为 电力部 门的输电线 路 建设 和城 阿改 造 的主 导产 品 。 按 国 内外 习惯 的 划 分 : 电 压 为 3 5 k V 及 以下 为 低 压 电 缆 ; 3 5 k V 以上
5、6 9 k V 为 中 压 电缆 ; l l 0 2 2 0 k V 为高 压 电缆 ; 大 于 2 2 0 k V 称 为超 高压 电缆 本 文 主要 对高 压 交联 聚 乙 烯绝缘电缆( XL P E) 的结构 、 材料 、 工艺和制 造 进 行 综述 。 国外高压 X L P E 电力 电缆概况 高压 XL P E电力 电缆 在 国外 发展 还是 较早的, 尤 其是欧洲各国, 如 图 l所示 。 因此, 对 国外 高 压 XL P E 电缆 结 构 、 材 料 及 工 艺 制 造深入 了解是十分重要的, 以有利于我国在 这 类产 品的发 展 4 0 o 喜 出 钟 0 甘 图 1 高压
6、X L P E 电缆 发展过程示意 图 从我们 收集的资料和样本来 看, 按产品 外 护层结构及其功能可归纳 为: ( 1 )标准型。 无 金属 护 套 , 如 图 2所 示 。( 2 )阻水 型 。如 图 3所 示 。( 3 )防水 型 如 图 4所 示 。( 4 )加 强 型 皱 纹不 锈 锕护 套 。 欧洲各 国使用较多的是阻水 型结构 所 谓 阻 水 型结 构 就是 不 但 能 防止 径 向渗 水 , 更 主要 的是 能防 止纵 向渗水 , 因此 , 其结 构 有一 维普资讯 http:/ 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 图 2 标 准型高
7、压 X L P E 电缆 1 一导线2 一 内半导 电层3 -XL P E绝缘 4 一扑半导 电层5 一铜丝 或锕 带屏蔽 6 一垫层包带7 一外护层 图 3 阻水型 高压 XL P E 电缆 1 一导线2 一内半导电层3 -XL P E绝缘 4 一扑半导电层5 一半导电膨胀带6 一铜带屏蔽 7 一锕 塑复台 带8 -HD P E护套 图 4防水 型高压 XL P E电缆 1 一导线2 一内半 导电层3 -XL P E笔簟 4 一外半 导电层5 一扑半 导电层6 一半导 电垫层7 轧皱铝昔8 -HDP E扑护套 定 的 特 殊性 : ( 1 )导 电 线 芯 在 绞 合 时 采用 阻 水材料填
8、充并 紧压; ( 2 )屏蔽层结构有铜 、 铝 扁 线 , 或 铜 线 绞 合 ( 绕 包 ) , 若 采 用疏 绕 锅 线 时 , 在 其 缝 隙 中填 吸 水 膨 胀 粉 阻 水 材 料 。 ( 3 )采 用 纵 包 铜 塑 复 合 带 与 聚 乙烯 护 套 组 成 的综合 护层 , 如 图 3所 示 。日本 在 6 6 k V 高 压 XL P E 电缆上 使 用铅 塑 复合 带 。 实际 上 , 阻 水 型结 构是 采 用 塑料 金属 综 合护层结构 。 由于塑料护套具有一定的优点, 已被作为电缆护套使用。但其防水密封性远 不 如金 属 护套 , 因此采 取 了上述 措 施 , 保证
9、电 缆径 向和纵 向密 封性 能 。 同理 , 防水 型 结 构 一 般 指 金 属 护 套 结 构 ( 如 图 4 ) 可采 用 铝和 皱纹 铝护 套 , 铅 和皱 纹 不锈 钢 护套 。 在 防水 型 结构 中, 有 的将外 半 导 电层的绕包带做成横向凹槽形 , 其中放 阻 水 材 料 ( 吸 水 膨 胀 粉 ) , 并 可 起 到 垫 层 的缓 冲 作 用 。 这 种结 构 在 中、 低 压和 超高 压 电缆 中也 采 用 。 例 如瑞 士 的 4 2 0 k V 电 缆 中也采 用 这种 结构 。日本则采用半导电橡皮带 。 铅 护套 在欧洲还大量使用 , 这 大约是利 用原有 的压铅
10、 机 所致 。由于 皱纹 不锈 钢 护套 机械强度高 , 耐侧压力性能好等优 点, 目前仍 被采用 。 因此 , 采用何种护层结构应根据国内 实 际 情 况 , 进 行 技 术 经 济 综 合 分 析 , 合 理 选 择 。 高压 XL P E电缆 的导线 1 导线材料的选用 在我 国沿海地区大多使 用铜导线 , 在欧 洲沿海地区却使用铝导线 在中低压电缆 , 特 别是绝缘架 空电缆多采用单根实心铝 导线 。 它 不但 可减 少 工 程 的投 资 , 更 主要 可 延 长 电 缆的使用寿命 , 我 国应研究和开发。 2 导线结构和绞台工艺 欧 l 高压 电缆导体大多使用 紧压的阻水 型结构。
11、阻水材料有吸永膨胀粉和膨胀丝。 用 膨 胀丝 工艺较简单, 即绞线时在每层纹线上 交叉绕包 2 根膨胀丝即可 。目前青岛汉河电 缆厂也采用这种结构 , 效果很好。 国 外 X LP E 电缆 的 导 线 绞 台 大 多 采 用 框 式 绞 线 机 。放 线 盘 直 径 为 5 6 0 mm 或 6 3 0 mm, 带有旋 转式 的压轮, 制 造圆形 绞线 时表面很圆整; 生产分裂 导线 时线芯要经 过 一 定节 距 的预 扭 , 预 扭节 距 分 四档 , 线 芯 张力 能 自控 , 并 能 成组 地 上盘 , 减 少 了辅 助 时 间 。 由于 放 线 盘 距 绞 线 机 的 中 心 很 近
12、 约 4 7 5 mm 1 2 8 5 6 7 维普资讯 http:/ 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 5 2 5 mm, 旋 转 惯 量 小 , 速 度 高 , 以 2 4盘 绞 线 机 为 例 : 铝 绞线 时 转 速 为 2 O O 2 5 0 r rai n; 铜 绞 线 为 l 1 0 w1 5 0 r rai n 。 大 于 8 0 0 mm。 的导 线通 常 采用 五 分 裂导 线 。 在每 股绞 线外 用 非导 电的膨 胀 带绕包 , 然 后 将 五 股 绞线 总 绞 合 , 并 绕 包 5 O 重 叠 的 二 层半 导 电膨 胀
13、带或 尼 龙带 。绕包 时应 注意 带子绕包角和张力 , 以及模具尺寸, 避免起皱 或 引起 很深 的节距 纹 。 绞制工艺结束后应用纸带将线芯绕包起 来 , 待挤 绝缘 时再 由人工 扒掉 , 这 一 点应 借鉴 和采 用 高压 X L P E 电缆 的绝 缘 我 国 GB l l 0 I 7标准对高压 XL P E 电缆 的的绝缘厚度作了明确规定 。世界各国都根 据本国采用 的工艺条件和设备状况不同, 所 规 定的 绝缘 厚度 也不 尽 相 同 , 见 表 1 。 表 1 绝缘厚度的规定( ram) 1 5 4 2 2 0 压( k v) 6 g 1 3 2 2 7 5 1 8 3 2 3
14、 0 三蔓0 8 1 1 2 6 】 5 3 1 7 l 2 1 S 3 署士0 2 0 5 2 g A BB 9 5 1 5 O 1 7 5 2 5 O ,S EA l 2 0 1 5 5 l O 2 5 0 I仓 l 】 O 1 8 O 2 1 0 2 7 0 美国0 1 6 5 2 D 3 2 1 S - 1 ) 采 用 MD CV 挂 三菱公司今后 5 0 0 k V的设计绝馨厚度为 2 5 ram 美目 AE I CC S7 标 准。 从 表 1可 见 , 采用 M D C V 法制 造 , 所 选 用的绝缘厚度最薄 其它工艺采用的绝缘厚 度 较大 , 但 相 差不 大 。 1 9
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