额定电压10kV及以下中压交联聚乙烯绝缘软电缆的研制.pdfVIP

额定电压10kV及以下中压交．联 聚乙烯绝缘软电缆的研制 余虎柳尧裕钱晓娟 无锡市沪安电线电缆有限公司 [摘要]；一种新型的中压交联聚乙烯绝缘软电缆，采用特制的软结构导体和经过改性的柔 软型交联聚乙烯绝缘料生产。 [关键词]：中压、改性、交联聚乙烯、软电缆 1． 前言 随着我国经济建设的不断快速发展，能源、道路、城市化建设以及交通等基础设施的大 力开发，电线电缆产品的市场需求将被最大限度地带动起来，给电线电缆行业带来了前所未 有的发展机遇。 像车载移动电视转播设备、钢铁冶金行业的大型电炉、轧制软化炉、矿山移动型和矿井 二级变电输电、临时线路及线路抢修等特殊场合都需要可移动的弯曲半径小的中压软电缆。 传统的中压交联聚乙烯绝缘电力电缆柔软性差，只能用于固定敷设场所，不能在需移动的场 所弯曲使用。目前这些特殊场所或勉强使用现有中压交联聚乙烯绝缘电缆，或采用中压橡套 软电缆来替代，但前者太硬，后者太重，均不适合移动使用，且橡皮绝缘有个最大的弱点， 就是电压越高，其介质损耗就越大。 本文主要介绍本公司通过对导体结构改进、开发出柔软型改性交联聚乙烯绝缘材料及其 他一系列的结构和材料改进，生产出可移动、弯曲使用的柔软型中压交联聚乙烯绝缘软电缆。 2．结构设计 该电缆由第五种导体(包括半导电带)、导体屏蔽、柔软型交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽、 铜丝编织金属屏蔽、聚丙烯网状撕裂填充带、无纺布、丁腈改性柔软型护套组成，在导体绞 合及线芯成缆过程中均采用调整节径比的方式以提高电缆柔软性能。 3．生产工艺 3．1拉丝退火工艺 铜材质量直接影响到成品电缆的质量，本公司采用电气性能较好的无氧铜杆作为额定电 压lOkV及以下中压交联聚乙烯绝缘软电缆的导体材料。 导体单丝的软硬程度、均匀性会影响到电缆的柔软性能，单丝偏硬或单丝软硬不一，电 缆生产和使用过程中易出现导体断裂现象。本公司铜丝退火的方式有三种，罐式炉退火、水 封式感应退火和连拉连退。我们对分别用这三种退火方式生产的单丝进行强度和断裂伸K率 测量，发现用连拉连退生产的单丝强度和断裂伸长率最均匀，只要严格控制退火电流和生产 速度，其单丝强度和断裂伸长率基本一致，而用其他两种方式退火生产的单丝强度和断裂伸 长率相差较大。最终，我们选用连拉连退生产的单丝，保证了单丝质量的稳定性，达到预期 要求。 3．2导体绞合、紧压工艺 中压电缆对导体的质量要求是很严格的。如果导体的表面不紧密、不平滑、不圆整，将 会因电场集中直接导致电缆的局放量超标。另外，电缆反复弯曲也会引起导体变形、导体和 导体屏蔽层之间的分离，出现电场分布不均匀等问题，从而影响到电缆的正常使用或降低其 使用寿命。为了解决这些问题，我们在导体束绞过程中采取了五项措施，第一：在导体束绞 前，我们对每根单丝的放线盘进行了适当的调整，采购了专门的张力测量仪对每根单丝的放 线张力进行测量，确保每根单丝的放线张力基本一致；第--． 将束线和绞线的节距放小，减 小导体束绞的节距可提高其柔软性能，但在实际绞合过程中我们发现，如果节距过小的话， 导体会因过度扭曲反而影响其表面质量，经过多次试验，最终我们确定根据不同的规格导体 绞合节径比设定为8～10倍；第三：为了确保导体圆整、紧密，我们对导体进行了适度的紧 压处理，原先导体绞合采用胶木模，其圆整度和紧密性总是不能达到要求，经多次试验，导 体还是相对较松，不圆整，最终我们采用了拉丝上用的纳米金刚石模具，模具孔径比导体外 径小0．5～1．5mm，生产出来的导体圆整、紧密，表现光滑；第四：普通低压软结构电缆在移 动使用过程中，因导体反复弯曲，会出现导体曲丝、断丝后引起尖端放电导致绝缘击穿，为 防止中压软电缆在移动使用过程也出现类似问题。我们在导体外面包了一层半导电尼龙带， 半导电尼龙带强度很高，导体中细丝即使产生曲丝或断丝现象，也很难扎破，从面确保电场 均匀；第五：软结构导体如排线不整齐，有交叉压线现象，则会变形，我们对导体排线质量 作了规定要求，确保收线张力均匀，排线整齐． 3．3中压交联聚乙烯绝缘材料改性混合工艺 中压交联聚乙烯绝缘材料的柔软性能好坏直接决定着电缆的柔软性能，普通的中压交联 聚乙烯绝缘材料在挤包交联后硬度较高，电缆弯曲性能差。为确保额定电压10kV及以下中压 交联聚乙烯绝缘软电缆研制工作的顺利进行，在项目立项之初就立即组建了材料研发组，由 ．176．