新型直流低电感方形电力电缆的研制.pdf
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1、2 0 0 9年第 4期 No 4 2 0 09 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l e 2 0 0 9年 8月 Aug , 2 0 09 新型直流低 电感方形 电力 电缆 的研制 曹振 霞, 尹 国荣 , 郭 高斌 ( 青 岛青缆科技有限责任公 司, 山东 青岛 2 6 6 1 0 0 ) 摘要 : 阐述一种新 型直流分 配用低 电感方形 电力 电缆的性能要 求, 通过合 理的结构设计 、 材料选 用并制订严密 的工艺方案及有效的生产过程控制 , 研制 出具有低烟、 无 卤、 阻燃和低 电感等特性的交联聚烯烃绝缘和聚烯烃 护套 直流分配 用方形 电缆
2、, 产品的各项性 能指标达到 了设计 和用户的要 求, 并在 爱立信 中国项 目中敷 设使 用, 运行情 况稳定和 良好 。 关键词 : 方型 电力 电缆研 制 ; 交联聚烯烃绝缘 和护套; 低烟无 卤; 阻燃 ; 低 电感 中图分类号 : T M2 4 6 9 文献标识码 : A 文章编 号: 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 0 9 ) 0 4 - 0 0 1 8 - 0 4 De v e l op me nt o f a Ne w Typ e o f Lo w I nd uc t a n c e Re c t a ng u l a r DC Po we r Ca bl e CA
3、0 Zh e n x i ae t a l ( Q i n g d a o Q i n g C a b l e s T e e h n o l i g i e s C o L t d , Q i n g d a o 2 6 6 1 0 0 ,C h i n a ) Ab s t r ac t :The p e r f o r ma n c e r e q u i r e me n t s o f a ne w t y p e o f l o w i nd u c t a nc e r e c t a n g u l a r p o we r c a bl e f o r DC di s t r
4、 i b u t i o n we r e di s c us s e dBy r a t i o na l c o ns t r uc t i o n de s i g n,ma t e r i a l s e l e c t i o n,s t r i c t p r o c e s s i n g p r o g r a m a n d e f f e c t i v e p r o d uc t i o n c o n t r o l,a ne w t y p e o f po l y o l e fin e i n s u l a t e d a nd s he a t h e d
5、r e c t a n g u l a r po we r ca b l e f o r DC d i s t r i bu t i o n wi t h l o w s mo k e, z e r o h a l o g e n,fla me r e t a r d a n c e a n d l o w i n du c t a n c e wa s d e v e l o pe dTh e ne w c a b l e me e t s t h e r e q ui r e me nt s o f de s i g n a n d a p p l i c a t i o n i n e
6、v e r y r e s p e c t a n d wa s i n s t a l l e d a n d p u t i n t o o p e r a t i o n i n a p r o j e c t b y E r i c c s o n C h i n a T h e o p e r a t i o n o f t h e c a b l e pr o v e s t o be g o o d a nd r e l i a b l e Ke y wor ds:d e v e l o p me n t o f r e c t a ngu l a r p o we r c a
7、bl e;p o l y o l e fin e i n s u l a t i o n a nd s h e a t h;l o w s mo ke a n d z e r o h a l o g e n; fla me r e t a r da n c e;l o w i nd u c t a nc e O 引 言 随着电缆 国际市场进一步开放, 市场需求 的 日 新月 异 , 许 多特殊 用 途 和结 构 的 电缆 产 品不 断拓 展 了电缆企业的产品开发范围。本公司根据用户提供 的产品技术规范及相关 的资料, 研制 了这种新 型的 直流 低 电感 方形 电 力 电缆 , 产 品 设计
8、是 用 于 通讯 设 备系统的动力传输 , 要求环保 、 阻燃及低电感 , 并 能 满足基站的运行环境。样 品经检测及用户的使用 , 验证 了该 系列产 品在工 艺技术 和产 品功 能上具 有创 新性 , 并满 足使用 要求 。 1 电缆特点及用途 该系列直流低电感方形电力电缆的最大结构特 点有别于普通电缆, 外形为方形 , 适用于客户接线使 用的特殊端 口。绝缘和护套均使用低烟无卤阻燃聚 烯烃材料 , 是 目前应用于低压 电缆最环保节能的绿 收稿 日期 : 2 0 0 9 3 3 0 作者简介 : 曹振霞( 1 9 7 6一) , 女 , 工程师 作者地 址: 山东青 岛市 3 0 8国道
9、2 4 3号 甲 2 6 6 1 0 0 色材料, 能在火灾引燃的情况下, 不产生对人身伤害 的有毒气体, 具有高 的阻燃特性 , 不含有 卤素 , 发烟 率低 , 以及 不 含 有 对 环 境 造 成 有 害 的铅 、 镉 等 重 金 属 , 符合欧盟 R o H S环保指令的要求 。 该产 品具有 自身 屏蔽功 能 、 电感 低 , 绝 缘 和护套 均 采用辐 照交联 聚烯 烃材料 , 耐热性 能 良好 , 可 以长 期 在 1 0 5 o C环境 温度 下工作 , 并能 够承 载大 电流 , 增 加 了系统 运行 安全性 。 目前 这种 低 电感 直流分 配方形 电力 电缆 可 以广 泛
10、应用于人员密集的智能化功能大楼的动力传输系 统 , 因本 电缆 的最 大特 点 是 电感 低 , 屏 蔽效 果 好 , 尤 其适用于基站动力传输, 应用市场很广阔。 2 产 品结构 直流低电感方形电力电缆的电压等级为 1 0 0 V 及以下 , 导电线芯为柔软型的 5类绞合导体, 扁平形 结构 , 耐 温 等级 为 1 0 5, 导线 标 称截 面 61 6 mm , 成品 电缆结构为方形 , 有别于传统 的电线 电 缆 , 如 图 1 所示 。 2 0 0 9年第 4期 No 4 2 0 09 电 线 电 缆 El e c t ric Wi r e& Ca bl e 2 0 0 9年 8月
11、Au g , 2 0 09 导体 绝缘层 编织屏蔽层 护套层 图 1 新 型直 流 低 电感 方 形 电力 电缆 结 构 3 生产 工艺流 程及控 制要点 虽然该产品在结构上与普通电线电缆具有显著 差别 , 但其加工过程并不复杂 , 只要对其特殊工艺和 工装进行改进 , 一般 的生产设备即可满足批量生产 的要 求 , 主要工 艺流程 如 图 2所 示 。 图 2 新 型直流低电感 方形 电力电缆主要 工艺 流程 3 1扁 平导体 加工 为了确保导体不易氧化 , 单根导线采用了镀锡 铜线。由于要求导体较柔软 , 因此本 电缆扁平导体 结构采 用 了 5类 绞 合 导线 。例 如 6 mm 线 芯
12、 , 采 用 2 8 0 3 m m束绞为绞线 ; 为了保证扁平导体成型 , 三 束绞线平行放线与绝缘挤 出同步进行 , 通过 自主设 计的导体放线装置 , 并利用绝缘挤出的扁平模具 , 保 证 了扁平 导线 的质 量 。 3 2绝缘 挤 出 绝缘 选用 了无 卤低烟 高 阻燃交联 聚烯 烃 。该材 料是以聚烯烃树脂为基料 , 加入特殊改性剂、 无 卤阻 燃剂、 抗氧剂、 交联敏化剂等其它特殊助剂 , 经特殊 工艺加 工而 成 , 具 有 优 良 电气 性 能 和机 械 性 能 。绝 缘 材料 的主 要性能 见表 1 。 由于低 烟无 卤材料 的特殊 性 , 胶 料 的可塑 性 、 流 动性等
13、加工性能与常规材料差异较大 , 而挤 出却使 用了普通螺杆的挤塑机 , 因此针对材料 的性能及设 备情况必须对挤出模具进行改进。我公司自主设计 扁形绝 缘挤 出模 具 , 合 理调 整模 具 的定径 区长度 、 模 套内锥角角度 , 使挤包绝缘紧密且偏心度易控制 ; 其 次, 模具 内表面光滑 、 无划痕 , 以便减小胶料流动阻 力 。这样既保证了绝缘线芯尺寸的稳定性 , 也保证 了后续 产 品加工 工序 的结构 稳定性 。 绝 缘 挤 出过 程 中 主要 进 行 以下 几 个 方 面 的 控 制 : ( 1 )避免杂质和焦烧粒子等 引起绝缘线 芯击 穿 , 生产前对设备和模具进行彻底清理 ,
14、 挤出过程中 表 1 绝缘 和护套材 料的主要性能 项 目 标准值 实测值 老化前 抗 拉强度 MP a 1 0 0 l 5 O 断裂伸长率 1 0 0 l 7 0 老化后 ( 1 3 52 , 1 6 8 h ) 抗拉强度保留率 8 0 1 0 5 断裂伸长率保 留率 8 O 1 O 2 热延伸( 2 0 03 , 0 2 MP a , 1 5 mi n ) 载荷下伸 长率 l 7 5 2 5 永 久变形率 1 5 3 2 0体积电阻率 ( n m) 1 01 0 4 01 0 介 电强度 ( k V mm) 2 0 2 6 氧指数 3 0 3 3 烟密度( 有焰 ) l 0 0 6 5 烟
15、密度( 无焰 ) 2 0 0 l 3 5 放出气体酸度 p H 4 3 6 1 放出气体电导率 ( S mm) 1 0 O 9 低温脆化温度 一 2 5 通过 低 温 脆 化 温 度 考 核 指 标 为 一2 5 条 件 F进 行 试 验 , 护 套 不 开裂 。 避 免杂 质混 入料 中 , 同时 严格 控 制 挤 出温度 和螺 杆 转 速 ; ( 2 )导体 为 三束 绞线平 行放 线 , 因此 , 一定要 避 免交叉乱线 , 应使用特制的放线架 , 以保证放线均匀 一 致 ; ( 3 )两根绝缘线芯的结构 尺寸应保持一致 , 颜 色均 匀 ; ( 4 )排线应整齐 , 以避免编织并线时翻
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