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重庆电力电缆厂家有两个重要因素需要考虑

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重庆电力电缆厂家有两个重要因素需要考虑

发布日期:2018-03-26 作者: 点击:

 该产品在 1982年通过两部鉴定后曾在东北锦州500kV变电站挂网试运行(无负载),发现漏油严重,有待改进。后来由两部进行验收通过,但一直没有使用。
  重庆电力电缆厂家有两个重要因素需要考虑
   过氧化物硫化电缆的3种基本的电缆绝缘线芯挤出和硫化过程:
   CCV-悬链式连续硫化
   VCV-立式连续硫化
   MDCV-Mitsubishi Dainichi连续硫化,也叫长承模连续硫化
悬链式连续硫化(CCV)
   CCV技术中,硫化布置成了悬链状,当它悬吊在两点之间时,象一概弦线。导体在馈送方式与VCV相同,都是从放线架进入到储线器。这样可以保证在连续挤出工艺不停止的情况下,当旧的线盘用完能够换一个新的导体线盘到放线架上。储线器也为两个导体的焊接提供了时间。通过严格地控制电缆张力来保持电缆处在硫化管的中心位置。使用先进的自动控制系统,做到这点已经变得较为容易。还注意确保不让已经融化但未交联的塑料聚合物在重力的作用下从导体上滴落或垂落,这个效应一般叫做“下垂”。下垂效应随着绝缘厚度与导体尺寸的比率啬而趋于增强。
   一些工艺,包括使用特殊的低融流指数聚合物、旋转电缆、绝缘表面急冷等,可以有效地减少绝缘的下垂效应。对于大截面电缆(重电缆),还存在另一个问题。就是施加一个很大的拉力(必须保证电缆在管中心)以及张力的控制变得困难。这实际上限制了导体截面要小于1400~1600mm2。CCV线上可以生产绝缘厚度最大为25mm的电缆。悬链线的管子长度是可变的,但总长度均在160m左右。管内的硫化媒质是加压蒸汽或高温高压的氮气。冷却可由水或者冷却的氮气来完成。CCV线主要用来生产MV和HV电缆。
立式连续硫化(VCV)
   VCV技术中,硫化管是垂直导向的。通过控制电缆的张力维持电缆在管的中心位置。导体的馈送方式与CCV相似。
   将导体牵引到机塔顶端,该塔高度可达100m,位于一个巨大的牵引轮的正上方,然后导体经由预热器进入到三层挤出机头。通过高温氮气加热电缆来完成硫化。
   气体加压是保证过氧化物的分解物不产生充气的微孔。VCV技术中交联管道是垂直布置的,从而确保了导体和绝缘线芯的同心度。在生产大截面(>1600mm2)导体电缆时,VCV技术非常有效,因为在保持张力方面,不会面临和CCV技术那样的困难。VCV线可以用来生产绝缘厚度最大约35mm的电缆。
   与CCV技术相比,VCV技术不会遭受由于重力的影响而使聚合物产生低垂或从导体滴落的结果。然而,由于昂贵的立式建设成本,VCV线要短于CCV线。VCV线一般为80~100m,而CCV线一般为140~200m。
由于同样的电缆需要相同的硫化时间,CCV线生产速度较快。VCV线通常只用于HV和EHV电缆。同CCV生产线一样,VCV线的硫化媒质也使用高温高压的氮气。但是生产HV电缆时,由于蒸汽硫化会导致绝缘中产生水分和大量的微孔,所以氮气是首选的媒质。
长承模连续硫化(MDCV)
   在MDCV工艺中,硫化管是在挤出机后水平布置的。与CCV和VCV线不同的是,硫化管中不需要使用氮气来加热和硫化电缆。MDCV工艺要求模具的外径等于电缆外径,因此电缆可以充满管道和模具。把聚合物加热到熔融态以及以及进行交联时,产生的热膨胀造成的压力阻止了微孔的生成。
   与CCV工艺相比,由于电缆被模具全部封套,MDCV工艺没有下垂的问题。但是,在聚合物熔融而没有交联时,保证导体中心位置非常重要。中心位置的保持,可以通过对一短段电缆施加很大的张力,使电缆处于真正的水平位置而达到。这也降低了对长冷却管的需求。也可以使用特殊的高粘度聚合物。这些特殊的方法通常用于1000mm2以上的导体。MDCV仅用于生产HV和EHV电缆。
3.2 挤出-湿法交联工艺
   在湿法交联工艺中,采用同CCV生产线上把经过硫化的过氧化物混合物挤出到导体上的相似方法,把绝缘线芯的混合物挤出到导体上,但不用随后通过高温高压的硫化物。与之相反,挤出后立即用水冷却电缆。把电缆卷绕到线盘上后,放入到较高温度(约70~75℃)和温度的房间或者水浴中来完成交联。湿法交联只有在不存在以及有合适的催化剂的条件下才能发生,因此它完全没有过氧化物交联工艺的热激发的预硫化等情况出现。过氧化物交联工艺中,挤出停车和过于精细的滤网都会导致焦烧。特别是用硅烷作为交联剂的聚合物。在电力电缆制造中,湿法交联的挤出机更适合使用滤网(100~200μm孔径),而且适应于停车时没有过氧化物那种材料焦烧的危险。
3.3 硫化-概述
   在过氧化物硫化工艺中,通过在钢质的硫化管内施加循环的高温、高压、通常是干燥的氮气来产生热和压力。氮气的温度量级为300℃到450℃,压力是10kg/cm2。高温导致了过氧化物反应形成交联网状结构。在60m之后,表面温度迅速降低到接近室温,但是导体温度的下降十分缓慢。高压促使交联过程中释放的气体保留在熔融态聚合物中,从而避免了产生微孔。这些微孔能产生局部放电以及使电缆绝缘性能快速下降。在绝缘完全固化离开CV硫化管前,都必须保持压力。
   湿法交联和过氧化物交联工艺各有利弊。过氧化物交联需要高且长的厂房来安置交联线,还需要配备气体加热和压力设备。使用湿法交联生产电缆制造成本相对较低,因为厂房成本和能耗较低。对于生产多种不同规格短段电缆厂来说,湿法交联工艺生产线相对较短的长度是一个特别的优点,因为在从一种规格到另一种规格的转变过程中,所产生的废料最少。
过氧化物交联工艺使用的半导电材料不能用于湿法交联工艺,因为存在过氧化物交联剂。用于湿法交联的半导电料必须小心制造,导电碳黑须仔细选择,以确保良好的加工和交联。对于湿法交联的电缆,可剥离和粘结型绝缘屏蔽都是可行的。
   湿法交联工艺与过氧化物交联工艺相比的另一个可能缺点,是瞬时生产量低。因为在高温度房间内,所需停留的时间将导致工艺中啬很多工作,降低整个制造过程的速度。但是,它能够避免焦烧以及在生产中快速改变电缆规格等诸多优点会弥补上述不足。电缆绝缘厚度的增加会大大增加交联时间。在给定条件下的交联时间是绝缘厚度平方的函数。
湿法交联完成之后,电缆绝缘层通常会存在非常少量的水分(10~120ppm)。与CCV生产线上使用高压蒸汽交联中产生的极大量水分(1000到5000ppm)相比,这是有趣的。
4 冷却
   在过氧化物交联系统中,电缆在离开压力氮气或蒸汽交联管之后还须进一步冷却。最常见的是在电缆上线盘之前,在压力条件下用流动冷水进行冷却。冷却程度由出口处导体和绝缘层的温度共同决定。一般情况下,线芯装盘之前二者的温度都要低于70℃。在某些情况下,输电用的电缆使用气体冷却,而不是用水冷却。这需要降低线速,但使水分进入绝缘层的几率减到最小。
电缆冷却必须逐渐由交联温度降到略高于室温。如果电缆降温太快,绝缘聚合物内会“锁定”机械应力,这能导致电缆安装后产生绝缘收缩的问题。
   与电缆设计有关,无论是交联工艺(不充足的交联时间)还是冷却时间(不充足的冷却时间)都会限制线速,认识到这一点非常重要。解决交联和冷却限制点的普遍切实的一种方法是使用且有极高交联速率的绝缘材料和半导电屏蔽料。对于CV生产线,通过将交联和冷却限制点从5.5mm至9mm,可极大地提高生产力。
5 除气
   所有过氧化物交联的电缆都会有一些分解副产物残留在其结构中。这些副产物会影响到电缆的性能。副产物有关的问题可能包括:
   气压会导致电缆预制附件移位变形,如弹性体终端(EPR或硅橡胶)和接头等。
   电介质损耗增加,除气工艺可使高压电应力电缆的介质损耗减小到3个量级。
   气压会使金属箔护层变形,金属箔断裂或者电气接触间断。
   掩盖生产缺陷,致使将来使用中出现故障-高压下含有气体的孔洞或者屏蔽缺陷在正常例行试验条件下不一定会显示局部放电。
   应该注意的是:电缆绝缘芯在使用一段时间后会将气体释出。但这种积极的效果在短期会消散,所以最好提前处理电缆副产物和除气问题。ANSI/ICEA 649[3.7]标准中要求所有的中压电缆生产之后在厂内放置7天来自然去除气体,然后再进行例行试验。
   输电级电缆增加的绝缘厚度,意味着自然去除气体必须增添高温除气工序。在室温下即使很长时间的去除气体也是无效的。在金属护层生产前应采取上述措施进行除气。
   升高处理温度可以减少除气时间。温度范围一般在50~80℃之间,最常用的就是60~70℃。在电缆的除气工序中,要极度小心确保不损伤电缆线芯,这一点非常重要。实践已经表明,伴随着的绝缘热膨胀、软化,会导致“扁平电缆”或破坏外半导电屏蔽层,从而损伤绝缘线芯。这些损伤会直接导致例行电气试验的失败,抵消了除气工艺的益处。因此,随着电缆重量增加,除气温度通常需要适当降低。
采用副产物含量小的绝缘材料是解决副产物/除气问题的一个非常好的方法。是最初浓度的减少使得除气的负担降低。实际上,利用以下两个等效方法可以降低这种负担:
   A) 可以降低温度,以减少绝缘线芯损伤的风险,并降低能耗;
   B)根据不同的电缆尺寸,除气时间可以减少25%~35%;
6 中性导体和金属屏蔽
   电缆的金属外护套和绝缘外护套一般都是在电缆芯成型后再加上去。这道工序总量和挤出/交联/冷却的过程相分离。有多种金属屏蔽的类型可应用于MV或HV电缆设计中。同心包覆圆线、扁带状金属外护套,以及铜带金属屏蔽等是常见的应用。
   在使用同心屏蔽时,有两个重要因素需要考虑到:1)同心屏蔽要紧密地包在绝缘线芯周围,但是不能过紧。若是过紧,可能就会陷到绝缘线芯中而破坏电缆。虽然屏蔽必须要能够适应绝缘线芯受热后的膨胀,但若是包得过松,屏蔽线会扭结或皱起而穿透外护套。在挤出外护套时,若屏蔽太松散,外护套会流到屏蔽下面。所有这些总量都是人们不希望发生的,必须避免。2)在使用同心屏蔽时要选择合适的绞合系数(单位长度上螺旋圈数)。若每单位长度的电缆转数过多就会造成材料的浪费和金属屏蔽不必要的高阻抗。而电缆的转数过少,金属屏蔽就会让电缆在卷绕到线盘或安装使用时不能适当弯曲。某些用户指定使用纵包皱纹铜带屏蔽。纵包皱纹铜带屏蔽有一定的重叠部分,有时会在其间涂敷胶粘剂以防止水气侵入。合适的重叠对这些屏蔽带子是非常重要的。皱纹与皱纹之间在重叠处应对齐。所有阻水带和复合材料都不能起皱或扭转,否则会降低其使用效果。
   输电级电缆几乎都要有一层实体金属护套,例如焊接的皱纹铜套、挤出的皱纹铝套、售出的铅套、或者胶合的铜箔或铝箔护层。金属箔复合层有时会和圆铜线或扁铜带一起使用。当使用各种制造工艺生产这些屏蔽时,最重要的因素有以下几点:
   1)当电缆弯曲时屏蔽不能开列;
   2)屏蔽要形成完全的密封,焊接处不能出现针孔;
   3)金属屏蔽(金属箔、金属套、金属线等)和电缆绝缘屏蔽之间必须保持良好的电气接触。
7 绝缘外护套
   有许多不同的混合料用于电缆绝缘外护套,这些材料可以用加压挤出或者较松地“套”到电缆上。在大多数情况下,外护套的加工独立于其他制造工序,差不多总是最后一道工序。如不考虑生产技术,外护套加工过程有三个重要的方面要注意:
   1)外护套必须满足电缆规定的最大和最小厚度的要求;
   2)冷却方法不能造成机械应力。通常都是让电缆通过长的流动水的冷却槽来实现,水槽的水温经过仔细选择。如果护套冷却过快,可能容易产生开裂和/或收缩。这对早期的单峰HDPE和MDPE材料很重要,但对由多模态工艺生产出的材料来说总量少得多。
   3) 带有绝缘外护套的电缆必须要经过火花试验,一般在护套冷却后电缆绕到线盘之前进行该试验,这是为了确定护套上没有针孔或缺漏。在火花试验中,确保电缆的金属屏蔽接地很重要。

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