CN102789846B - 平置电缆生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平置电缆生产设备，即一种平置电缆生产线，特别是高压、超高压电缆的平置生产线，尤其是指生产35KV及以上的三层共挤的高压橡套电缆以及生产110KV及以上的交联聚乙烯电缆的平置生产线。包括放线架(1)、挤出机(3)、机头(4)、加热管路(5)及收线机构，其特点是：所说的加热管路(5)是填充硅油(13)且沿水平方向延伸的管路。其有益效果是：可在平地上建设，省略了高楼或高塔，投资少，投产快。采用硅油为介质，比重与缆线接近，涨缩率极小，缆线通过平稳，不会产生偏心。不用蒸汽和氮气，省略了相关设备，能耗低，无排放。硅油热效率高，可在较低温度下完成硫化交联过程，不会造成老化。并且实现了硫化交联共用，能够生产超高压优质电缆，大幅提升了我国电缆生产的能力和水平。

Description

平置电缆生产线

技术领域

本发明涉及一种电缆生产设备，即一种平置电缆生产线，特别是高压、超高压电缆的平置生产线，尤其是指生产35KV及以上的三层共挤高压橡套电缆以及生产110KV及以上的交联聚乙烯电缆的平置生产线。

背景技术

电缆包括电力电缆、通讯电缆、矿用电缆、移动电缆、船用电缆、海底电缆、高压超高压电缆、光缆、加热电缆、防雷电缆等，是电力输送和信息传递的重要器材。电缆是由导线和包裹层构成，包裹层主要是由橡胶、树脂、聚乙烯等材料围成的绝缘层，有的还设有具有导电性能屏蔽层，以及强度较高的防护层。电缆的生产过程是：包裹层的材料通过挤出机热熔并送往机头与导线汇合，通过机头内的模具把包裹层材料包裹到导线外边。由于包裹层的橡塑材料都是高分子材料，其内部的微观结构都属于线状结构，强度很低，无法使用，必须经过硫化或交联，形成网状结构才能使用。一般橡胶电缆沿用以前的工艺名称，称为“硫化”，塑料电缆称为“交联”，两者没有本质的差别，工程中常用“交联”指代硫化、交联中的一种或两种。目前比较先进的硫化交联工艺是高温处理，即成型的缆线经过以蒸汽或氮气为导热介质的加热管路，高分子物料在高温条件下内部结构发生变化，形成网状结构。由于硫化或交联需要的时间较长，要提高生产效率，就要使用较长的加热管路，一般的加热管路都达到百米以上。由于进入加热管路的缆线包裹层尚未凝固定型，加之蒸汽或者氮气很不稳定，通过时受重力作用会出现偏心。为了避免重力影响，现有的电缆生产线都采用竖直的立式生产线。其中，生产10-35KV三层共挤的高压橡套电缆需要20多米高的悬链式生产线，生产110-500KV的交联聚乙烯电缆需要百米以上的高塔式生产线。显然，这两种生产线的造价都很昂贵，一般需要几千万乃至数亿元的投资，建设周期多达两年以上，而且需要锅炉、制氮设备，能耗很高，排放量大，污染严重，制约了我国电缆生产的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种投资少，投产快，生产成本低，产品质量好，节能降耗，保护环境的电缆生产线。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种平置电缆生产线，包括放线架、挤出机、机头、交联管路及收线机构，其特点是：所说的交联管路是里面填充有硅油，且沿平面方向延伸的管路。

所说的交联管路长度大于100m。

所说的交联管路上设有电热线。

所说的交联管路外面设有保温层。

所说的交联管路为无缝焊接管路。

所说的交联管路上安装有观察镜。

所说的交联管路里面安装有内窥镜，交联管路外面装有与内窥镜相联系的图像显示器。

所说的交联管路是两头高中间低的弧状管路，其弯曲的程度与所通过的缆线的自然垂度相一致。

所说的交联管路下面装有多个支柱，支柱的高度可调。

所说的高度可调的支柱，有上下两段螺杆构成，螺杆外面套装有调高螺管。

本发明的有益效果是：可在平地上建设，省略了高楼或高塔，投资少，投产快。采用硅油为介质，比重与缆线接近，涨缩率极小，缆线通过平稳，不会产生偏心。不用蒸汽和氮气，省略了相关设备，能耗低，无排放。硅油密度均匀，热效率高，可在较低温度下完成交联过程，不会造成老化。并且实现了硫化交联共用，能够生产超高压优质电缆，大幅提升了我国电缆生产的能力和水平。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的俯视图；

图3是第一种实施例的部件交联管路的局部放大剖视图；

图4是第二种实施例的主视图；

图5是第三种实施例的主视图；

图6是第三种实施例的框图；

图7是第四种实施例的主视图；

图8是第四种实施例的交联管路主视图。

图中可见：放线架1，导线2，挤出机3，机头4，交联管路5，缆线处理箱6，缆线7，拉线机8，绕线机9，地面10，钢管11，电热环12，硅油13，保温层14，观察镜15，内窥镜16，支柱17，调高螺管18。

具体实施方式

本发明总的构思是把现有的立式电缆生产线，改为平置的电缆生产线，特别是35kv以上的高压电缆，110kv以上的超高压电缆生产线，改为平置的生产线，以达到降低投资、减少成本的目的。围绕这一构思，例举以下四个实施例：

第一种实施例：如图1、2所示，这种电缆生产线的前端有支撑和输送导线2的导线架1，有热熔并挤出包裹层材料的挤出机3，有完成包裹层与导线包裹成型的机头4，有进行硫化或交联的交联管路5，交联管路5后端设有供缆线通过且防止介质外溢的密封装置，在生产线的后端有拉线机8、绕线机9等。上述设备的结构原理与现有设备相同，因而没有详细介绍设备的具体结构，其附图主要起到示意的作用。与现有技术不同的是，上述设备都是安装在地面10上面，交联管路5的长度超过130米，也是沿水平方向安装的。当然，按水平方向安装不等于装在一个平面上，可能有倾斜或者弯曲。这里所说的地面10可以是地面，也可以是其他平置的台面。工作时，生产线后段的拉线机7的牵引线穿过交联管路5和机头4拉结在导线端，导线1被牵拉穿过机头4，各种包裹层的材料进入挤出机3，经加热呈熔融状态挤入机头4，包裹在导线1的外面，形成缆线7。缆线7成型后进入交联管路5。结合图3可见，加热管路5的主体是一支钢管11，钢管11是装有多个电热环12，钢管11里面填充硅油13，钢管11外面包覆有保温层14，缆线7从硅油13当中通过。电热环12与电热控制装置相联系，根据各段的温度需要提供电能。由于硅油受热后涨缩率极低，基本上处于静态，因而热效率很高，加热到150℃就能完成缆线7的硫化或交联。完成交联的缆线7通过在管路5的末端的缆线处理箱6，通过管路密封装置和硅油擦拭回收装置，脱离交联管路5后通过拉线机8盘绕在终端的绕线机7上，即为成品。

这种沿地面10安装的电缆生产线其造价仅是悬链式生产线的20％左右，是高塔式生产线的3-5％，建设周期大幅缩短。对于35kv以上的高压电缆，110kv以上的超高压电缆，这种生产线具有十分可观的经济效益、环境效益。

这种平置生产线之所以能够替代立式生产线，其主要原因是采用硅油为介质。硅油和交联聚乙烯或橡胶等材料的密度非常接近，聚乙烯经挤出机挤出后，直接进入硅油中，可以居中平稳通过，熔融的聚乙烯就不会被重力影响成梨状结构，也就不会偏心。

此外，硅油代替蒸汽或氮气，可以省略锅炉和制氮设备，可以避免燃煤和氮气排放的污染。硅油增温后，涨缩率极低，压力变化很小，可以进一步降低设备成本。由于硅油升温时状态稳定，传热效果好，所以，工作温度比蒸汽和氮气大为降低。橡胶电缆硫化过程的蒸汽温度在170-200℃，氮气交联温度需要360-400℃，而硅油仅需要150℃，节能效果十分突出。由于橡塑材料的老化温度在150℃以上，蒸汽和氮气介质的温度都会使材料提前老化，而硅油则不会对材料造成此类伤害。

第二种实施例：如图4所示，在交联管路5上安装了观察镜15，观察镜15的形式可有多种，但都是在交联管路5的外面装有透明板。观察镜可以是平面的，也可以是环形或半环形的，形式开有多种。由于管路内的硅油无色透明，人在外面就可以随时观察管路里面的情况，出现异常情况，可以及时处理。

第三种实施例：如图5、6所示，在交联管路5里面安装内窥镜16，外面安装与其配套的图像显示器，内窥镜16把采集的图像传输到显示器上，使管路内的情况一目了然。

第四种实施例：如图7所示，这种平置生产线的交联管路5呈弯曲状，其弯曲的程度与缆线7的自然垂度相一致，从而便于缆线7的居中通行。

缆线7在加热管路5中居中通行，这对于以蒸汽或氮气为加热介质的硫化或交联工艺来说，是非常重要的。因为缆线7摩擦管壁会使缆线表面粗糙甚至使导线偏心。而对于以硅油介质来说，由于润滑性好，加之管壁光滑，即使缆线摩擦管壁，也不会造成损伤。可是，为了精益求精，减少摩擦力，还是以缆线7居中通过为好。

在理论上，加热管路5的弯曲程度，可以通过计算得出。就是计算缆线7的在特定的长度、拉力或者行进速度之下，所表现出的曲率。在实际工作中，可以采用以下两种方法：

一是将缆线7在管外进行牵拉，即可得到缆线7的轨迹，再把数据模拟到交联管路5上即可。

二是如图8所示，调整交联管路5各处的高度。交联管路5的下面设有多个支柱17，通过调整支柱17的高度，就可以调整交联管路5的曲率，使之符合缆线7居中通过的要求。当然，可以调整支柱17高度的结构是很多的，图中例举一种：支柱17有上下两段螺杆18，外面配装一个调高螺管19，转动调高螺管19，两段螺杆18即可接近或远离，从而调整支柱17的高度。

一般来说，通过手感即可知道交联管路5里面的缆线7是否摩擦管壁，并且知晓管路调整的数据。为了更加精确，可以如图8所示，在管路5上面装配观察镜15，通过观察镜15看清管路5中缆线7的状态，并据此调整交联管路5的弯曲形状。当然，也可以采用前例所说的内窥镜16来观察，其效果更好。

2011以来年，在有关部门的协助下，以国家有关标准为对照，对平置生产线生产的产品进行了严格的检测，主要指标如下：

35kv橡胶电缆绝缘层性能指标对照表

35kv橡胶电缆护套性能指标对照表

110KV交联聚乙烯电缆性能指标对照表

Claims (4)

1.一种35KV以上三层共挤橡套电缆或110KV以上交联聚乙烯电缆的平置电缆生产线，包括放线架(1)、挤出机(3)、机头(4)、交联管路(5)及收线机构，其特征在于：所述生产线安装在地面(10)或平置的台面上，所述放线架(1)、挤出机(3)和机头(4)位于生产线的前端，所述收线机构包括拉线机(8)和绕线机(9)位于生产线的后端，所述交联管路(5)位于生产线前后两端之间，交联管路(5)是填充硅油(13)且沿水平方向从生产线前端向后端延伸且两头高中间低的弧状管路，其弯曲的程度与所通过的缆线(7)的自然垂度相一致，交联管路(5)长度大于100m。

2.根据权利要求1所述的35KV以上三层共挤橡套电缆或110KV以上交联聚乙烯电缆的平置电缆生产线，其特征在于：所述交联管路(5)长度大于130m，交联管路(5)上设有电热线，交联管路(5)外面设有保温层(14)，交联管路(5)为无缝焊接管路，交联管路(5)上安装有观察镜(15)，交联管路(5)里面安装有内窥镜(16)，交联管路(5)外面装有与内窥镜(16)相联系的图像显示器。

3.根据权利要求1所述的35KV以上三层共挤橡套电缆或110KV以上交联聚乙烯电缆的平置电缆生产线，其特征在于：所述交联管路(5)下面装有多个支柱(17)，支柱(17)的高度可调。

4.根据权利要求3所述的35KV以上三层共挤橡套电缆或110KV以上交联聚乙烯电缆的平置电缆生产线，其特征在于：所述高度可调的支柱(17)，有上下两段螺杆(18)，螺杆(18)外面套装有调高螺管(19)。