CN101620898B - 超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法 - Google Patents

超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法，涉及大截面交联电缆生产方法。本发明将单线分层绞合，在异型压辊作用下成型，分别加工预扭的五股块。针对铝线延伸率低的情况，在技术加工上下工夫，将原来的分层紧压只有一道压辊，更改分别紧压设备，在原来设备的基础上，增加两道异型压辊。实现了单线由一次紧压变形，分为三次变形，减小了单线的一次变形率，这大大减低了加工技术的难度，克服了铝线延伸率低的弱点。

Description

超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法
技术领域：
本发明涉及大截面交联电缆生产方法。
背景技术：
大截面交联电缆应用越来越广泛，导体截面大于800mm2采用分割导体，减小电缆集肤效应，已增加电缆的载流能力，减少电缆线路损耗。交联电缆以铜芯、铝芯为主，铜金属的塑性变形能力比铝要好得多，因此，铜分割导体已经广泛应用，铝分割导体由于加工难度大，生产十分困难，所以铝芯分割导体超高压XLPE绝缘电力电缆生产工艺技术还属空白。在加工性能上铝的可塑性比铜相差很多，例如：Φ3.0直径的单线，铜线延伸率可以达到35％以上，而铝线只有10％左右，制作分割导体，需要将数根单线压制成型后整体预扭，相当于一根单线扭转2次(五分割导体的其中之一)，然后将五分割同时成缆，在扭转一次，这就需要单线有很高的延伸可塑性，才能达到要求，这样就给铝单线加工制作工艺提出了很大困难。
发明内容：
本发明提供一种用铝芯分割导体生产交联聚乙烯绝缘电力电缆的方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
第一步：拉制Φ3.06mm的铝质单线，铝单丝公差要求3.06±0.01mm，铝单丝延伸率≥9％，铝单丝电阻率0.026×10-6Ω/m；
第二步：将单线分层绞合，在异型压辊作用下成型，分别加工预扭的五股块；针对铝线延伸率低的情况，将原来的分层紧压只有一道压辊，更改分别紧压设备，在原来设备的基础上，增加两道异型压辊，实现了单线由一次紧压变形，分为三次变形，减小了单线的一次变形率，这大大减低了加工技术的难度，克服了铝线延伸率低的弱点；扇形股块高度18.3mm，宽度22.8mm，绞线方向为左向，预扭方向为左向，预扭节距为1200±15mm，扇形股块应无毛刺、锐边、背股、油污、蛇形；
第三步：将预扭了的五股块成缆(合并)，每个股块之间使用皱纹纸分隔开来，合并后的总外径达到42.0mm，同时使用0.20×50的包带重叠绕包，使股块紧密合并，总体圆整度达到98％以上(圆整度＝同截面上最小直径÷同直径上最大直径)；成缆方向左向，成缆外径为Φ42±0.2mm，成缆同时使用Φ5.0mm单丝填充，成缆圆整度达到98％以上，包带应无突起、无褶皱、无漏包；
第四步：三层共挤内屏蔽挤出1.5mm绝缘16.0mm外屏蔽1.0mm，使电缆又高绝缘的电性能和均化电场的耐击穿性能；内屏蔽挤出压力为：290kg～330kg，内屏蔽挤出温度为：80-100-110-113-114-114-114-114(℃)，绝缘挤出压力为：170kg～180kg，绝缘挤出温度为：116-117-118-118-118-118-118-118(℃)，外屏蔽挤出压力为：430kg～450kg，外屏蔽挤出温度为：80-100-110-114-114-114-114-114(℃)；挤出后总外径为Φ80.6mm；绝缘外观应平整、光滑、无突起或刮伤；
第五步：进行重叠绕包2.0×70mm的阻水带，以增加纵向阻水和缓冲作用；包带应平整、完整，无褶皱、漏包，包带材料应干燥、清洁；
第六步：制作金属护套，纵包2.3mm厚度的铝带，起到径向阻水；机械防护；承载短路电流；屏蔽电场的作用；铝带应干燥平整、清洁，焊接电流稳定为155A～175A之间，焊接后焊接点的抗拉强度≥54Mpa，焊接后做充气试验，检验电缆有无焊接漏气现象，0.4MPa的气压下30min无气压降；
第七步：挤出5.0mm厚度的中密度聚乙烯外护套，以保证电缆金属护套的对地绝缘和防腐蚀作用；技术要求：1)护套机挤出压力为330kg～370kg，2)挤出温度为：170-175-180-185-190-190-195-197(℃)，3)电缆表面光滑，外护套横断面无气孔。
铝与铜作为电缆导体的比较，铝的密度是铜密度的30.37％，而导电率可以达到铜的60.2％，显示出了优越的电气性能，因此，铝做为导体传输能量也越来越有优势。而铝金属价格却比铜优惠的多(2008年铝价格是铜价格的33％)，体的各种优越性能体现了出来。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，为1200平方毫米铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆产品样图，它由分割导体1，半导电包带2，导体屏蔽3，绝缘层4，绝缘屏蔽5，阻水层6，皱纹铝护套7，防蚀层8，非金属外护套9，石墨涂层10组成。
其生产方法：第一步：拉制Φ3.06mm的铝质单线。
技术要求：
1)铝单丝公差要求3.06±0.01mm。
2)铝单丝延伸率10％。
3)铝单丝电阻率0.026×10-6Ω/m
第二步：将单线分层绞合，在异型压辊作用下成型，分别加工预扭的五股块。针对铝线延伸率低的情况，在技术加工上下工夫，将原来的分层紧压只有一道压辊，更改分别紧压设备，在原来设备的基础上，增加两道异型压辊。实现了单线由一次紧压变形，分为三次变形，减小了单线的一次变形率，这大大减低了加工技术的难度，克服了铝线延伸率低的弱点。
技术要求：
1)扇形股块高度18.3mm，宽度22.8mm
2)绞线方向为左向，预扭方向为左向。
3)预扭节距为1200±15mm。
4)扇形股块应无毛刺、锐边、背股、油污、蛇形。
第三步：将预扭了的五股块成缆(合并)，每个股块之间使用皱纹纸分隔开来，合并后的总外径达到42.0mm，同时使用0.20×50的包带重叠绕包，使股块紧密合并，总体圆整度达到98％以上(圆整度＝同截面上最小直径÷同直径上最大直径)。
技术要求：
1)成缆方向左向。
2)成缆外径为Φ42±0.2mm。
3)成缆同时使用Φ5.0mm单丝填充。
4)成缆圆整度达到98％以上。
5)包带应无突起、无褶皱、无漏包。
第四步：三层共挤内屏蔽挤出1.5mm绝缘16.0mm外屏蔽1.0mm。使电缆又高绝缘的电性能和均化电场的耐击穿性能。
技术要求：
1)a、内屏蔽挤出压力为：300kg
内屏蔽挤出温度为：80-100-110-113-114-114-114-114(℃)
b、绝缘挤出压力为：175kg
绝缘挤出温度为：116-117-118-118-118-118-118-118(℃)
c、外屏蔽挤出压力为：450kg
外屏蔽挤出温度为：80-100-110-114-114-114-114-114(℃)
2)挤出后总外径为Φ80.6mm。
3)绝缘外观应平整、光滑、无突起或刮伤。
第五步：进行重叠绕包2.0×70mm的阻水带，以增加纵向阻水和缓冲作用。技术要求：
1)包带应平整、完整，无褶皱、漏包
2)包带材料应干燥、清洁。
第六步：制作金属护套，纵包2.3mm厚度的铝带，起到径向阻水；机械防护；承载短路电流；屏蔽电场的作用。
技术要求：
1)铝带应干燥平整、清洁。
2)焊接电流稳定为160A
3)焊接后焊接点的抗拉强度55MPa。
4)焊接后做充气试验，检验电缆有无焊接漏气现象，0.4MPa的气压下30min无气压降。
第七步：挤出5.0mm厚度的中密度聚乙烯外护套，以保证电缆金属护套的对地绝缘和防腐蚀作用。
技术要求：
1)护套机挤出压力为360kg
2)挤出温度为：170-175-180-185-190-190-195-197(℃)
3)电缆表面光滑，外护套横断面无气孔。
本发明能够超高压电缆在导体使用上，利用金属铝制作分割导体，其特点是：材料成本低，电缆载流能力强，电缆整体重量轻。该专利技术，由于其自身优点突出，更适合于高落差输变电电路敷设。

Claims (1)

1.一种超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法，其特征在于其生产步骤为：
第一步：拉制Φ3.06mm的铝质单线，铝质单线公差要求3.06±0.01mm，铝质单线延伸率≥9％，铝质单线电阻率0.026×10-6Ω·m；
第二步：将所述铝质单线分层绞合，在异型压辊作用下成型，分别加工预扭的五股块；在原来只有一道压辊的基础上，增加两道异型压辊，实现了单线由一次紧压变形，分为三次变形，减小了铝质单线的一次变形率；五股块中的每一个扇形股块高度18.3mm，宽度22.8mm，绞线方向为左向，预扭方向为左向，预扭节距为1200±15mm，扇形股块无毛刺、锐边、背股、油污、蛇形；
第三步：将预扭了的五股块成缆，每个股块之间使用皱纹纸分隔开来，合并后的总外径达到42.0mm，同时使用厚度×宽度为0.20mm×50mm的包带重叠绕包，使股块紧密合并，总体圆整度达到98％以上；成缆方向左向，成缆外径为Φ42±0.2mm，成缆同时使用Φ5.0mm铝质单线填充，成缆圆整度达到98％以上，包带无突起、无褶皱、无漏包；
第四步：三层共挤，其中内屏蔽挤出的厚度为1.5mm，绝缘层挤出的厚度为16.0mm，外屏蔽挤出的厚度为1.0mm；
(1)、内屏蔽挤出压力为：290kg～330kg，
(2)、内屏蔽挤出温度为：80℃-100℃-110℃-113℃-114℃-114℃-114℃-114℃，绝缘层挤出压力170kg～180kg，绝缘层挤出温度为：116℃-117℃-118℃-118℃-118℃-118℃-118℃-118℃，
(3)、外屏蔽挤出压力为：430kg～450kg，外屏蔽挤出温度为：80℃-100℃-110℃-114℃-114℃-114℃-114℃-114℃；内屏蔽、绝缘层以及外屏蔽三层共挤后总外径为Φ80.6mm；绝缘层外观平整、光滑、无突起或刮伤；
第五步：进行重叠绕包厚度×宽度为2.0mm×70mm的阻水带，以增加纵向阻水和缓冲作用；包带平整、完整，无褶皱、漏包，包带材料应干燥、清洁；第六步：制作金属护套，纵包2.3mm厚度的铝带，起到径向阻水、机械防护、承载短路电流、屏蔽电场的作用；铝带干燥平整、清洁，焊接电流稳定为155A～175A之间，焊接后焊接点的抗拉强度≥54Mpa，焊接后做充气试验，检验电缆有无焊接漏气现象，0.4MPa的气压下30min无气压降；
第七步：挤出5.0mm厚度的中密度聚乙烯外护套，以保证电缆金属护套的对地绝缘和防腐蚀作用；挤出所述中密度聚乙烯外护套的技术要求为：1)护套机挤出压力330kg～370kg，2)挤出温度为：170℃-175℃-180℃-185℃-190℃-190℃-195℃-197℃，3)电缆表面光滑，所述中密度聚乙烯外护套横断面无气孔。
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