CN104103379B - 交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，属于环保型中压电力电缆领域。技术方案是：导体线芯采用紧压导体，导体生产中滴加抗氧剂防止生产过程中铜丝氧化，导体线芯（1）外面依次包覆内屏蔽层（2）、绝缘层（3）、涂硅油层（4）、绕包半导电带屏蔽（5）、绕包铜带屏蔽（6）、绕包无纺布（7）和环保PVC护套（8）；绝缘层（3）为交联聚乙烯绝缘层共挤而成；在绕包半导电带屏蔽、绕包铜带屏蔽、绕包无纺布后，挤包环保PVC护套；然后三芯成缆，进行电缆耐压试验，包装为成品。本发明生产电缆耐压试验为10分钟，耐压17KV，电缆的在10KV下的局部放电量不大于10Pc,电缆要通过4小时67kV破坏试验，电缆的电性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，属于环保型中压电力电缆领域。
背景技术
在电力电缆产品生产中，客户需要6.6kV CVT电缆，要求性能需满足日本高压电力电缆JIS C3606标准，同时电缆满足ROHS要求，屏蔽采用半导电带绕包屏蔽和铜带屏蔽，电缆接头时每个头的绝缘屏蔽必须剥离，而电缆挤出绝缘屏蔽剥离费时费力，电缆采用绕包绝缘屏蔽主要是方便电缆接头，电缆传输为6.6kV配电柜设施的电力传输，电缆传输距离短、短段多。背景技术的6kV及以上中压电缆都采用三层共挤生产，外屏都为挤出绝缘外屏，但挤出外屏电缆接头时端头必须要剥离绝缘屏蔽，如果大量接头，费时费力。而6.6KV 电缆由于电压不高，采用绕包半导电带和铜带恰恰能满足客户的电性能要求，也能满足客户方便接头和方便配电柜特殊施工需要。电缆的破坏试验电压要通过87kV，而6.6kV的电缆绝缘厚度仅3.2MM,为了满足这一要求，电缆的复合屏蔽要求生产工艺严格，达到均匀电场的需求，6.6kV的中高压电力电缆有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层采用半导电屏蔽和铜带金属屏蔽。
发明内容
本发明提供一种交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，由导体、内屏、绝缘、涂硅油、绕包半导电带和铜带、无纺布和环保PVC护套结合在一起，电缆整体所有材料均满足ROHS环保要求及电性能要求，解决背景技术存在的中压电力电缆接头时必须剥离挤出绝缘屏蔽、费时费力的问题。
本发明的技术方案是：
交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，包含如下工艺步骤：
①交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆，包含导体线芯、内屏蔽层、绝缘层、涂硅油层、绕包半导电带屏蔽、绕包铜带屏蔽、绕包无纺布和环保PVC护套；
②导体线芯采用紧压导体，导体生产中滴加抗氧剂防止生产过程中铜丝氧化，导体线芯外面依次包覆内屏蔽层、绝缘层、涂硅油层、绕包半导电带屏蔽、绕包铜带屏蔽、绕包无纺布和环保PVC护套；绝缘层为交联聚乙烯绝缘层共挤而成；在绕包半导电带屏蔽、绕包铜带屏蔽、绕包无纺布后，挤包环保PVC护套；然后三芯成缆，进行电缆耐压试验，包装为成品。
所述绝缘层交联聚乙烯绝缘层共挤，采用二层绝缘层共挤连续硫化悬链式交联电缆生产线进行（该生产线为芬兰NOKIA公司生产），通过测偏仪全程监控绝缘芯的最薄点、最大厚度及平均厚度指标；硫化方式为干法化学交联，加热方式为电辐射加热；生产线由收放线架、储线器、上牵引（主牵引）、挤出机（二台）、硫化管道（交联管）、冷却管、下牵引、张力轮、辅助牵引、收线架、氮气系统等构成。
本发明的绕包半导电带屏蔽和绕包铜带屏蔽为复合屏蔽，是本专利的创新点之一；绕包半导电带屏蔽，设置在绝缘层的外表面，由半导电材料构成（电阻率很低且厚度较薄），与绝缘层外表面接触很好，且与绕包铜带屏蔽等电位，避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷而与绕包铜带屏蔽发生局部放电，本发明采用绕包屏蔽，主要考虑6.6kV产品用于配电器连接，电缆要求短段使用，端头多，方便接头；绕包铜带屏蔽由铜带或铜丝绕包而成，主要起到屏蔽电场的作用。
电力电缆的屏蔽层的作用：因为电力电缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内。可以起到一定的接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流如接地网，起到安全保护的作用。
本发明采用绕包半导电带屏蔽和绕包铜带屏蔽复合屏蔽，一层绕包半导电带屏蔽和一层绕包铜带屏蔽一起进行绕包；带绝缘层的导体线芯在绕包前涂一层硅油，形成涂硅油层，主要是保持带绝缘层的导体线芯清洁和使带绝缘层的导体线芯与绕包半导电带屏蔽更好接触；为了更好的控制生产工艺，提高产品的稳定性，绕包半导电带屏蔽和绕包铜带屏蔽的绕包都要有张力控制系统，能根据绕包材料的多少随时调节张力。在实际的使用中，复合屏蔽效果和维持电缆的径向场强效果很好，在电缆安装过程中易剥离方便生产。
所述环保PVC护套，关键在于PVC护套的添加剂。此添加剂应该与护套原料具有良好的兼容性，并且保证低毒甚至无毒，符合ROHS等国际环保要求，以保证电缆对环境的友好性。本发明采用PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂一起生产PVC护套，称为环保PVC护套；通过干净化工出产方式生产，实现PVC环保无毒、无辐射、不含甲醛、苯、酚等有害化学物质,实现了电缆对环境的友好性，具有极低的毒性和扩散性，并且不含有重金属。它可以与常见的电缆材料如低烟无卤聚烯烃、聚乙烯、聚氯乙烯完美相融，并且稳定不排斥。
PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂之间的份数比是：100:55:35:7.5。
PVC材料树脂为SG-3，产地为唐山三友氯碱有限公司；
碳酸钙为轻质碳酸钙，产地为河北井陉苍山钙业公司；
所述增塑剂为偏苯三酸三辛脂(TOTM)，产地山东蓝帆有限公司；
稳定剂为钙锌稳定剂，产地新加坡。
本发明采用的原材料都是环保材料，满足ROHS标准要求，本发明针对6.6KV电缆，绝缘外涂硅油擦拭确保绝缘表面干净，再绕包复合屏蔽（绕包半导电带屏蔽和绕包铜带屏蔽），这样电缆接头时直接剥离绕包半导电带屏蔽就可接头，方便客户安装和配电柜特殊施工需要。
本发明特点：本发明电缆在配电柜内使用，短段多，电缆接头时每个头的绝缘屏蔽必须剥离，而背景技术电缆挤出绝缘屏蔽剥离费时费力、有时还能损坏绝缘；本发明电缆采用绕包半导电带屏蔽和绕包铜带屏蔽复合屏蔽，主要是方便电缆接头。
本发明的有益效果是：与现有技术相比本发明结构合理，生产电缆的局放及耐压试验完全能满足客户需求，由于绕包半导电带屏蔽厚度为0.12mm,而挤出型绝缘屏蔽最少需0.6 mm，这也相对减少了电缆外径，节省了铜带及护套材料，降低了成本。本发明生产电缆耐压试验为10 分钟，耐压17KV，电缆的在10KV下的局部放电量不大于10Pc, 电缆要通过4小时67kV破坏试验，电缆的电性能高。
附图说明
图1是本发明实施例示意图；
图中：导体线芯1、内屏蔽层2、绝缘层3、涂硅油层4、绕包半导电带屏蔽5、绕包铜带屏蔽6、绕包无纺布7、环保PVC护套8。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，包含如下工艺步骤：
①交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆，包含导体线芯1、内屏蔽层2、绝缘层3、涂硅油层4、绕包半导电带屏蔽5、绕包铜带屏蔽6、绕包无纺布7和环保PVC护套8；
②导体线芯采用紧压导体，导体生产中滴加抗氧剂防止生产过程中铜丝氧化，导体线芯1外面依次包覆内屏蔽层2、绝缘层3、涂硅油层4、绕包半导电带屏蔽5、绕包铜带屏蔽6、绕包无纺布7和环保PVC护套8；绝缘层3为交联聚乙烯绝缘层共挤而成；在绕包半导电带屏蔽5、绕包铜带屏蔽6、绕包无纺布7后，挤包环保PVC护套8；然后三芯成缆，进行电缆耐压试验，包装为成品。
所述绝缘层交联聚乙烯绝缘层共挤，采用二层绝缘层共挤连续硫化悬链式交联电缆生产线进行（该生产线为芬兰NOKIA公司生产），通过测偏仪全程监控绝缘芯的最薄点、最大厚度及平均厚度指标；硫化方式为干法化学交联，加热方式为电辐射加热；生产线由收放线架、储线器、上牵引（主牵引）、挤出机（二台）、硫化管道（交联管）、冷却管、下牵引、张力轮、辅助牵引、收线架、氮气系统等构成。
本发明的绕包半导电带屏蔽5和绕包铜带屏蔽6为复合屏蔽，是本专利的创新点之一；绕包半导电带屏蔽，设置在绝缘层3的外表面，由半导电材料构成（电阻率很低且厚度较薄），与绝缘层外表面接触很好，且与绕包铜带屏蔽6等电位，避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷而与绕包铜带屏蔽发生局部放电，本发明采用绕包屏蔽，主要考虑6.6kV产品用于配电器连接，电缆要求短段使用，端头多，方便接头；绕包铜带屏蔽6由铜带或铜丝绕包而成，主要起到屏蔽电场的作用。
电力电缆的屏蔽层的作用：因为电力电缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内。可以起到一定的接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流如接地网，起到安全保护的作用。
本发明采用绕包半导电带屏蔽5和绕包铜带屏蔽6复合屏蔽，一层绕包半导电带屏蔽和一层绕包铜带屏蔽一起进行绕包；带绝缘层3的导体线芯在绕包前涂一层硅油，形成涂硅油层4，主要是保持带绝缘层3的导体线芯清洁和使带绝缘层3的导体线芯与绕包半导电带屏蔽5更好接触；为了更好的控制生产工艺，提高产品的稳定性，绕包半导电带屏蔽5和绕包铜带屏蔽6的绕包都要有张力控制系统，能根据绕包材料的多少随时调节张力。在实际的使用中，复合屏蔽效果和维持电缆的径向场强效果很好，在电缆安装过程中易剥离方便生产。
所述环保PVC护套8，关键在于PVC护套的添加剂。此添加剂应该与护套原料具有良好的兼容性，并且保证低毒甚至无毒，符合ROHS等国际环保要求，以保证电缆对环境的友好性。本发明采用PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂一起生产PVC护套，称为环保PVC护套；通过干净化工出产方式生产，实现PVC环保无毒、无辐射、不含甲醛、苯、酚等有害化学物质,实现了电缆对环境的友好性，具有极低的毒性和扩散性，并且不含有重金属。它可以与常见的电缆材料如低烟无卤聚烯烃、聚乙烯、聚氯乙烯完美相融，并且稳定不排斥。
PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂之间的份数比是：100:55:35:7.5。
PVC材料树脂为SG-3，产地为唐山三友氯碱有限公司；
碳酸钙为轻质碳酸钙，产地为河北井陉苍山钙业公司；
所述增塑剂为TOTM(偏苯三酸三辛脂)，产地山东蓝帆有限公司；
稳定剂为钙锌稳定剂，产地新加坡。
本发明采用的原材料都是环保材料，满足ROHS标准要求，本发明针对6.6KV电缆，绝缘外涂硅油擦拭确保绝缘表面干净，再绕包复合屏蔽（绕包半导电带屏蔽5和绕包铜带屏蔽6），这样电缆接头时直接剥离绕包半导电带屏蔽就可接头，方便客户安装和配电柜特殊施工需要。
Claims (4)
1.一种交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，其特征在于包含如下工艺步骤：
①交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆，包含导体线芯（1）、内屏蔽层（2）、绝缘层（3）、涂硅油层（4）、绕包半导电带屏蔽（5）、绕包铜带屏蔽（6）、绕包无纺布（7）和环保PVC护套（8）；
②导体线芯采用紧压导体，导体生产中滴加抗氧剂防止生产过程中铜丝氧化，导体线芯（1）外面依次包覆内屏蔽层（2）、绝缘层（3）、涂硅油层（4）、绕包半导电带屏蔽（5）、绕包铜带屏蔽（6）、绕包无纺布（7）和环保PVC护套（8）；绝缘层（3）为交联聚乙烯绝缘层共挤而成；在绕包半导电带屏蔽（5）、绕包铜带屏蔽（6）、绕包无纺布（7）后，挤包环保PVC护套（8）；然后三芯成缆，进行电缆耐压试验，包装为成品；
所述绝缘层交联聚乙烯绝缘层共挤，采用二层绝缘层共挤连续硫化悬链式交联电缆生产线进行，通过测偏仪全程监控绝缘芯的最薄点、最大厚度及平均厚度指标；硫化方式为干法化学交联，加热方式为电辐射加热。
2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，其特征在于：绕包半导电带屏蔽（5）和绕包铜带屏蔽（6）为复合屏蔽；绕包半导电带屏蔽，设置在绝缘层（3）的外表面，由半导电材料构成，与绝缘层外表面接触很好，且与绕包铜带屏蔽（6）等电位；绕包铜带屏蔽（6）由铜带或铜丝绕包而成。
3.根据权利要求2所述的交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，其特征在于：一层绕包半导电带屏蔽和一层绕包铜带屏蔽一起进行绕包；带绝缘层（3）的导体线芯在绕包前涂一层硅油，形成涂硅油层（4）。
4.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘非挤压屏蔽的中压电力电缆生产工艺，其特征在于：所述环保PVC护套（8），采用PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂一起生产PVC护套，称为环保PVC护套；PVC材料树脂、碳酸钙、增塑剂及稳定剂之间的份数比是：100:55:35:7.5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 063000 Fengnan Economic Development Zone, Hebei Province, China Street, Applicant after: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Address before: 063000 Fengnan Economic Development Zone, Hebei Province, China Street, Applicant before: Hebei Huatong Wires & Cables Group Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Production process of cross-linked polyethylene insulation non-extrusion shielding medium voltage power cables Effective date of registration: 20200520 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000493 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210520 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000493 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Production technology of XLPE insulated non extruded shielded medium voltage power cable Effective date of registration: 20210520 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000451 |
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Date of cancellation: 20220816 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000451 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: XLPE insulated non-extrusion shielded medium voltage power cable production process Effective date of registration: 20220816 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000532 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231204 Granted publication date: 20160831 Pledgee: TANGSHAN BANK Co.,Ltd. Pledgor: HEBEI HUATONG WIRES AND CABLES GROUP Co.,Ltd.|SHINDA(TangShan) CREATIVE OIL&GAS EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000532 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |