CN102543316A - 500kV交联电缆绝缘工序的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种500kV交联电缆绝缘工序的加工方法。本发明首先对XLPE材料进行充分挑选，分析和挑选优质的电缆绝缘XLPE材料，选用超洁净级别；针对Φ200型挤出机，设置合理的挤出温度，设置合理的交联温度和导体预热器温度。结合前两点的温度特点，试制电缆生产时的速度，这关系到电缆交联的时间和电缆被冷却的时间。本发明的工艺能够使电缆绝缘性能可靠性更高，使用寿命更长，电气性能更加稳定。

Description

500kV交联电缆绝缘工序的加工方法

技术领域

本发明涉及一种500kV交联电缆绝缘工序的加工方法。

背景技术

超高压XLPE绝缘电力电缆使用的绝缘材料，是将高分子PE材料的线型分子结构，通过高温高压的化学环境以及交联剂的催化，使PE材料的分子结构发生改变，在5个τ值（半衰期）的作用下，线型的分子结构变为立体网状，这样得到了交联聚乙烯（XLPE）材料。这种材料耐温等级高，因此比传统绝缘材料PE的电缆，在载流能力上提高30%以上，而且机械强度比PE材料要高很多。

随着人们对XLPE材料的认识和使用，500kV电缆使用XLPE绝缘代替充油电缆已经成为趋势。使用XLPE绝缘生产电缆已经基本成熟，但是，使用XLPE绝缘材料生产500kV交联电缆，生产工艺技术还存在很多问题，生产加工还有待完善。

500kV交联绝缘电力电缆根据国家规定绝缘厚度达31.0mm，绝缘厚度增加，在生产时有很大困难。500kV电缆的导体，最适宜的铜芯规格是2500mm²，在生产加工的时候，虽然给电缆生产环境提供了高温高压的环境，但是，由于电缆导体为铜材料，导热系数高，热量会很快散失，造成31.0mm厚的绝缘材料交联不均衡，靠近导体的绝缘材料分子还是线型结构，而外层的绝缘材料分子已经完全交联，分子结构变为了立体网状。

如果提高加工的温度，那么电缆绝缘内层虽然可以达到交联，但是，由于温度持续增加，外层绝缘材料已经分解（或过交联），亦或是高温使绝缘层内外交联不均衡。

生产500kV交联电缆时，现有的生产工艺不够合理，由于绝缘厚度增加，即使电缆的绝缘层充分交联，电缆在生产也会由于冷却不够充分而导致电缆变形，在整个圆周上出现椭圆，一旦电缆通电运行，会造成电缆内局部电场集中，导致电缆击穿。

生产工艺的不合理会影响电缆的使用寿命和电气性能，给今后500kV电缆运行时产生安全隐患。

公开号为CN101436449的中国发明专利公开了一种带非线性绝缘层的高压、超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆，其非线性绝缘材料层挤压包覆在交联聚乙烯绝缘层中,并且将交联聚乙烯绝缘层分成内、外两个部分，但是这种技术，并没有从根本上解决交联工艺中存在的问题

公开号为CN1995120的中国发明专利公开了一种硅烷自然交联聚乙烯电缆绝缘料，其是从配方上进行的改进，也同样没有从根本上解决交联工艺中存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺设计合理、产品绝缘性能可靠性高、使用寿命长，电气性能稳定的500kV交联电缆绝缘工序的加工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该500kV交联电缆绝缘工序的加工方法，其加工步骤是：

a、使用型号为NXW200-24D的Φ200型挤出机，调节挤出温度达到下表的标准：

表1                                               单位：℃

绝缘材料的加工温度的调整，关系到整个加工工程的成败，也是本领域的技术难点和一直没有解决的技术问题，本发明经过大量试验及精密计算，得到各区最合理的温度点。

传统加工交联电缆时，绝缘挤出温度达130℃以上，电缆表面温度高达300℃；而按照本申请的加工工艺生产，绝缘挤塑温度为125℃以下，测试电缆表面最高温度仅为207度。电缆测试的结果表明完全优于国家标准的要求。

b、将绝缘料平稳挤出，压力为220±10bar；

压力合理。这样是加工挤出工艺防止了绝缘料在挤出工程中的焦烧或塑化不良等现象。

c、按照 下表的标准，设置交联温度和导体预热器温度：

表2                                           单位：℃

上表中的交联温度及导体加热温度，使500kV电缆的绝缘层内、外层交联的更加均衡，平均31.0mm的绝缘厚度耐电场强度更高，电缆的使用寿命更长，电性能更稳定。

d、500kV-2500mm²电缆，按照0.37m/min的生产速度进行电缆的生产，完成500kV交联电缆绝缘工序的加工。

结合前两点的温度特点，合理的设定电缆生产时的速度，关系到电缆交联的时间和电缆被冷却的时间，从而影响交联的效果和冷却的效果，进而影响质量。

本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：采用低温交联工艺技术，使电缆绝缘性能可靠性更高，使用寿命更长，电气性能更加稳定。

使用本发明的技术，绝缘材料内外交联均衡，电缆在生产不会由于冷却不够充分而导致电缆变形，圆整性好，通电运行后，电缆内电场分散，电缆的安全性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

首先对XLPE材料进行充分挑选，分析和挑选优质的电缆绝缘XLPE材料，选用超洁净级别；然后对生产设备进行检查和分析，把设备调整到最佳性能，最后制定科学合理的生产工艺。

第一、考虑电缆的绝缘材料加工温度。针对型号为NXW200-24D的Φ200型挤出机，设置合理的挤出温度，经过我们多次设置挤出温度，调试绝缘材料的挤出压力，设    置出了合适的温度：（如表1）

表1                                               单位：℃

上表显示了合理绝缘材料的加工温度，在这样的温度下，绝缘料挤出平稳，压力显示为220±10bar，压力合理。这样是加工挤出工艺防止了绝缘料在挤出工程中的焦烧或塑化不良等现象。

第二、设置合理的交联温度和导体预热器温度。经过多次试制生产，结合试验测试结果，温度设置如：表2

表2                                           单位：℃

上表中的交联温度及导体加热温度，使500kV电缆的绝缘层内、外层交联的更加均衡，平均31.0mm的绝缘厚度耐电场强度更高，电缆的使用寿命更长，电性能更稳定。

第三、结合前两点的温度特点，试制电缆生产时的速度，这关系到电缆交联的时间和电缆被冷却的时间。经过多次试制，我公司生产500kV-2500mm²电缆的生产速度定为0.37m/min。

通过以上技术指标的确定，试制了产品，并且对电缆产品进行测试的结果表明完全优于国家标准的要求。

传统加工交联电缆时，绝缘挤出温度达130℃以上，电缆表面温度高达300℃；而按照专利说明中的加工工艺生产，绝缘挤塑温度为125℃，测试电缆表面最高温度仅为207度。但是电缆测试的结果表明完全优于国家标准的要求。

按照本实施的方法生产的500kV-2500mm²交联工艺测试结果为例：

1、电缆圆整度＞99%，测试结果优于同类产品。

2、绝缘偏心度＜5%，测试结果表明优于国际标准IEC 62067及国家标准GB/T 22078的要求。

3、绝缘热延伸内层、中层、外层分别为：65%、65%、70%，测试结果表明优于IEC国际标准和GB/Z 18890国家标准的要求，并且说明电缆绝缘各个层面交联程度非常均衡。

4、电缆绝缘线芯表面光滑且色泽均匀，证明此交联工艺设计合理，电缆交联均衡。

5、对成品电缆进行测试，435kV电压下电缆无可检测放电；在580kV电压下保持60分钟未击穿，且电缆在该电压下无可检测放电。

从以上几点对电缆的测试说明《500kV交联电缆绝缘工序的加工方法》设计合理，使用该工艺生产出的500kV电缆各项性能均体现出了优良性能。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种500kV交联电缆绝缘工序的加工方法，其加工步骤是：

a、使用型号为NXW200-24D的Φ200型挤出机，调节挤出温度达到下表的标准：

表1                                               单位：℃                                                

b、将绝缘料平稳挤出，压力为220±10bar，

c、按照 下表的标准，设置交联温度和导体预热器温度：

表2                                           单位：℃

d、按照0.37m/min的生产速度进行电缆的生产，完成500kV交联电缆绝缘工序的加工。