CN107958730A - 一种35kv及以下xlpe绝缘热固性护套中压阻水电缆及生产工艺 - Google Patents

一种35kv及以下xlpe绝缘热固性护套中压阻水电缆及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆及生产工艺，属于电力电缆技术领域。技术方案是：多根导体（1）采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带（2），构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5），内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5）采用105度材料共同挤出；外屏蔽（5）的外面设有绕包铜丝屏蔽（6）和护套（7），绕包铜丝屏蔽（6）与阻水粉（8）一起嵌入护套（7），护套（7）为105度自然硅烷交联XLPE外护套。本发明结构简单，性能优异，电缆阻水，提高屏蔽、绝缘和护套的耐温等级到105度，电缆的电气安全性更高，电缆的载流量也提高了15%。

Description

一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆及生产 工艺
技术领域
本发明涉及一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆及生产工艺，属于电力电缆技术领域。
背景技术
现有的国标XLPE中压电缆基本都是90度耐温等级的电缆，开发105度耐温等级的电缆，相对90度电缆可提高电缆的载流量15%，电缆可以用在耐温更高的场合。据分析，在潮湿环境下，普通交联聚乙烯绝缘电缆的使用寿命为10-20年，主要因水树型老化而发生绝缘击穿。而具有良好防水性能，并使用抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆的使用寿命则达到60年，是普通电缆使用寿命的6-8倍，其成本也只是普通电缆的1.2-1.5倍，相比较情况下，供电成本会降低3/4左右，其中还不包括因线路故障而造成的停产等问题，否则其供电成本会更低。
发明内容
本发明的目的是提供一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆及工艺，电缆阻水，提高屏蔽、绝缘和护套的耐温等级到105度，电缆的电气安全性更高，电缆的载流量也提高了15%，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，包含导体、半导电易撕裂阻水带、内屏蔽、绝缘、外屏蔽、绕包铜丝屏蔽、护套和阻水粉，多根导体采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带，构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽、绝缘和外屏蔽，内屏蔽、绝缘和外屏蔽采用105度材料共同挤出；外屏蔽的外面设有绕包铜丝屏蔽和护套，绕包铜丝屏蔽与阻水粉一起嵌入护套，护套为105度自然硅烷交联XLPE外护套。
所述绕包铜丝屏蔽，为6-30根裸铜丝均匀分布在护套内。
所述裸铜丝沿外屏蔽表面均匀分布。
所述厚度为0.2mm的半导电易撕裂阻水带，采用纵包结构，阻水导体线芯采用紧压结构，每层导体都经过紧压，半导电易撕裂阻水带在导体绞合过程中易被压碎，利用里面的阻水粉起到阻水作用，同时，导体层与层间相互接触，阻水导体线芯电阻测量合格。
所述绝缘采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度。所述绕包铜丝屏蔽的裸铜丝用分线盘分线绕包与挤出机串挤，裸铜丝上加阻水粉阻水，裸铜丝根数为6-30根，根据根数做分线模具确保裸铜丝分布均匀。提高电缆的电气安全性。
护套挤出为105度XLPE护套料，采用挤压方式，使护套嵌入裸铜丝之间的空隙中；护套冷却后，稳固绕包铜丝屏蔽的位置，防止裸铜丝的位移，在绕包铜丝屏蔽外电缆纵向加阻水粉，挤压护套把裸铜丝完全包裹，在阻水粉的共同作用下，达到电缆绝缘屏蔽外阻水作用，实现电缆整体阻水。
护套采用105度自然硅烷交联料，避免蒸汽、化学（加工温度高影响绝缘和铜丝嵌入绝缘屏蔽深）交联和辐照交联（电缆采用2类导体较硬不易弯曲）出现的缺欠，由于在这种材料常温下就可交联达到产品性能需求。
一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆生产工艺，包含如下步骤：
①多根导体采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带，构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽、绝缘和外屏蔽，内屏蔽、绝缘和外屏蔽采用105度材料共同挤出；外屏蔽的外面设有绕包铜丝屏蔽和护套，绕包铜丝屏蔽与阻水粉一起嵌入护套，护套为105度自然硅烷交联XLPE外护套；
②所述绕包铜丝屏蔽，为6-30根裸铜丝均匀分布在护套内；所述裸铜丝沿外屏蔽表面均匀分布；
所述厚度为0.2mm的半导电易撕裂阻水带，采用纵包结构，阻水导体线芯采用紧压结构，每层导体都经过紧压，半导电易撕裂阻水带在导体绞合过程中易被压碎，利用里面的阻水粉起到阻水作用，同时，导体层与层间相互接触，阻水导体线芯电阻测量合格；
③所述绝缘采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度。所述绕包铜丝屏蔽的裸铜丝用分线盘分线绕包与挤出机串挤，裸铜丝上加阻水粉阻水，裸铜丝根数为6-30根，根据根数做分线模具确保裸铜丝分布均匀；
④护套挤出为105度XLPE护套料，采用挤压方式，使护套嵌入裸铜丝之间的空隙中；护套冷却后，稳固绕包铜丝屏蔽的位置，防止裸铜丝的位移，在绕包铜丝屏蔽外电缆纵向加阻水粉，挤压护套把裸铜丝完全包裹，在阻水粉的共同作用下，达到电缆绝缘屏蔽外阻水作用，实现电缆整体阻水。
导体阻水有很多方式，如阻水膏阻水高温变软无法满足105度的要求，普通阻水带导体阻水会影响导体电阻的测量，本发明采用半导电易撕裂阻水带，导体绞合过程中，上下二层紧压，造成半导电易撕裂阻水带碎裂，形成上下二层导体相互接触而不影响整体导体电阻，同时阻水带含有阻水粉达到导体阻水的目的。
本发明的绝缘为耐温105度耐水树交联聚乙烯绝缘料，相比于传统的交联聚乙烯绝缘电缆具有更稳定的绝缘性能。内外屏为耐温105度内外屏材料。
绕包铜丝屏蔽采用铜丝屏蔽，铜丝间距要求一致，铜丝不能相互接触，否则会造成屏蔽电场不均影响电缆的寿命；传统工艺是电缆绕包铜丝，这样由于层与层之间或生产接头停车等会造成铜丝间隙距离偏差大，圆铜丝在受到侧压时会与绝缘屏蔽层产生滑动而出现松散变形，使圆铜丝之间间隙不易控制，为了防止这类问题的出现，本发明采用铜丝绕包与挤出机同时生产，铜丝绕包机模具采用的分线盘，均匀打孔分布，使得铜丝紧密绞制在线芯上，采用105度阻水粉纵向洒在线芯上，之后串挤XLPE护套，护套采用挤压模具生产，铜丝嵌在护套中，与阻水粉共同作用实现了电缆护套阻水
外护套采用XLPE耐温105度护套材料，防水性能优异，用105度XLEP硅烷自然交联材料作为热固性护套，护套可自然交联或采用60度低温蒸汽交联，对电缆绝缘无任何影响。
本发明生产的电缆通过UL试验并取得了UL1072认证。
本发明的积极效果：本发明结构简单，性能优异，采用半导电易撕裂阻水带解决了阻水带影响导体电阻问题，采用铜丝绕包与挤出串挤解决了铜丝分布不均问题，采用105度自然硅烷交联护套解决了热固性护套生产问题。电缆阻水，提高屏蔽、绝缘和护套的耐温等级到105度，电缆的电气安全性更高，电缆的载流量也提高了15%。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明护套挤出示意图；
图中：导体1、半导电易撕裂阻水带2、内屏蔽3、绝缘4、外屏蔽5、绕包铜丝屏蔽6、护套7、阻水粉8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，包含导体1、半导电易撕裂阻水带2、内屏蔽3、绝缘4、外屏蔽5、绕包铜丝屏蔽6、护套7和阻水粉8，多根导体1采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带2，构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽3、绝缘4和外屏蔽5，内屏蔽3、绝缘4和外屏蔽5采用105度材料共同挤出；外屏蔽5的外面设有绕包铜丝屏蔽6和护套7，绕包铜丝屏蔽6与阻水粉8一起嵌入护套7，护套7为105度自然硅烷交联XLPE外护套。
所述绕包铜丝屏蔽6，为6-30根裸铜丝均匀分布在护套7内。
所述裸铜丝沿外屏蔽5表面均匀分布。
所述厚度为0.2mm的半导电易撕裂阻水带2，采用纵包结构，阻水导体线芯采用紧压结构，每层导体1都经过紧压，半导电易撕裂阻水带2在导体1绞合过程中易被压碎，利用里面的阻水粉起到阻水作用，同时，导体1层与层间相互接触，阻水导体线芯电阻测量合格。
所述绝缘4采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度。所述绕包铜丝屏蔽6的裸铜丝用分线盘分线绕包与挤出机串挤，裸铜丝上加阻水粉阻水，裸铜丝根数为6-30根，根据根数做分线模具确保裸铜丝分布均匀。绝缘屏蔽外径38mm及以下的裸铜丝嵌入绝缘屏蔽的深度不能大于0.38mm，绝缘屏蔽外径大于38mm的裸铜丝嵌入的深度不能大于0.51mm,这样裸铜丝经绕包到绝缘屏蔽上直接进入挤出机机头内挤出,确保铜丝分布均匀；提高电缆的电气安全性。
护套挤出为105度XLPE护套料，采用挤压方式，使护套嵌入裸铜丝之间的空隙中；护套冷却后，稳固绕包铜丝屏蔽6的位置，防止裸铜丝的位移，在绕包铜丝屏蔽6外电缆纵向加阻水粉，挤压护套把裸铜丝完全包裹，在阻水粉的共同作用下，达到电缆绝缘屏蔽外阻水作用，实现电缆整体阻水。
护套采用105度自然硅烷交联料，避免蒸汽、化学（加工温度高影响绝缘和铜丝嵌入绝缘屏蔽深）交联和辐照交联（电缆采用2类导体较硬不易弯曲）出现的缺欠，由于在这种材料常温下就可交联达到产品性能需求。
一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆生产工艺，步骤如下：
①多根导体1采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带2，构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽3、绝缘4和外屏蔽5，内屏蔽3、绝缘4和外屏蔽5采用105度材料共同挤出；外屏蔽5的外面设有绕包铜丝屏蔽6和护套7，绕包铜丝屏蔽6与阻水粉8一起嵌入护套7，护套7为105度自然硅烷交联XLPE外护套；
②所述绕包铜丝屏蔽6，为6-30根裸铜丝均匀分布在护套7内；所述裸铜丝沿外屏蔽5表面均匀分布；
所述厚度为0.2mm的半导电易撕裂阻水带2，采用纵包结构，阻水导体线芯采用紧压结构，每层导体1都经过紧压，半导电易撕裂阻水带2在导体1绞合过程中易被压碎，利用里面的阻水粉起到阻水作用，同时，导体1层与层间相互接触，阻水导体线芯电阻测量合格；
③所述绝缘4采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度。所述绕包铜丝屏蔽6的裸铜丝用分线盘分线绕包与挤出机串挤，裸铜丝上加阻水粉阻水，裸铜丝根数为6-30根，根据根数做分线模具确保裸铜丝分布均匀；绝缘屏蔽外径38mm及以下的裸铜丝嵌入绝缘屏蔽的深度不能大于0.38mm，绝缘屏蔽外径大于38mm的裸铜丝嵌入的深度不能大于0.51mm,这样裸铜丝经绕包到绝缘屏蔽上直接进入挤出机机头内挤出,确保铜丝分布均匀；
④护套挤出为105度XLPE护套料，采用挤压方式，使护套嵌入裸铜丝之间的空隙中；护套冷却后，稳固绕包铜丝屏蔽6的位置，防止裸铜丝的位移，在绕包铜丝屏蔽6外电缆纵向加阻水粉，挤压护套把裸铜丝完全包裹，在阻水粉的共同作用下，达到电缆绝缘屏蔽外阻水作用，实现电缆整体阻水。
导体阻水有很多方式，如阻水膏阻水高温变软无法满足105度的要求，普通阻水带导体阻水会影响导体电阻的测量，本发明采用半导电易撕裂阻水带，导体绞合过程中，上下二层紧压，造成半导电易撕裂阻水带碎裂，形成上下二层导体相互接触而不影响整体导体电阻，同时阻水带含有阻水粉达到导体阻水的目的。
本发明的绝缘为耐温105度耐水树交联聚乙烯绝缘料，相比于传统的交联聚乙烯绝缘电缆具有更稳定的绝缘性能。内外屏为耐温105度内外屏材料。
绕包铜丝屏蔽6采用铜丝屏蔽，铜丝间距要求一致，铜丝不能相互接触，否则会造成屏蔽电场不均影响电缆的寿命；传统工艺是电缆绕包铜丝，这样由于层与层之间或生产接头停车等会造成铜丝间隙距离偏差大，圆铜丝在受到侧压时会与绝缘屏蔽层产生滑动而出现松散变形，使圆铜丝之间间隙不易控制，为了防止这类问题的出现，本发明采用铜丝绕包与挤出机同时生产，铜丝绕包机模具采用的分线盘，均匀打孔分布，使得铜丝紧密绞制在线芯上，采用105度阻水粉纵向洒在线芯上，之后串挤XLPE护套，护套采用挤压模具生产，铜丝嵌在护套中，与阻水粉共同作用实现了电缆护套阻水。
参照附图2，框绞机出来的裸铜丝通过五道分线盘，分线盘采用导论过线,分线盘弯曲起到张力调整、调直和消除内应力的作用；裸铜丝经分线盘弯折到并线模，经木模绕包到阻水导体线芯的外屏蔽上，加阻水粉后，进入挤出机,完成护套挤出。
阻水粉采用南京东正化轻有限公司生产的产品，阻水粉型号KG700,主要成分聚丙烯酸钠，分解温度为300摄氏度。
外护套采用XLPE耐温105度护套材料，防水性能优异，用105度XLEP硅烷自然交联材料作为热固性护套，护套可自然交联或采用60度低温蒸汽交联，对电缆绝缘无任何影响。
本发明生产的电缆通过UL试验并取得了UL1072认证。
据分析，在潮湿环境下，普通交联聚乙烯绝缘电缆的使用寿命为8-10年，主要因水树型老化而发生绝缘击穿。而具有良好防水性能，并使用抗水树交联聚乙烯绝缘阻水电缆的使用寿命则达到60年，是普通电缆使用寿命的6-8倍，其成本也只是普通电缆的1.2-1.5倍，相比较情况下，供电成本会降低3/4左右，其中还不包括因线路故障而造成的停产等问题，否则其供电成本会更低。
由于采用了耐水树交联聚乙烯绝缘，相比于传统的交联聚乙烯绝缘电缆具有更稳定的绝缘性能。电缆材料都采用105度等级的材料，电缆的载流量相对90度电缆提高10%到15%，外护套采用防水性能优异的交联聚乙烯，电缆结构整体阻水，确保电缆达到径向和纵向阻水要求，该产品的结构特殊，节约成本，经济性强，特殊电缆结构设计也使得电缆的性能更优异，寿命更长，保证供电线路的安全，稳定电力传输，降低线路风险，产品达到国内先进水平。

Claims (5)

1.一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，其特征在于：包含导体（1）、半导电易撕裂阻水带（2）、内屏蔽（3）、绝缘（4）、外屏蔽（5）、绕包铜丝屏蔽（6）、护套（7）和阻水粉（8），多根导体（1）采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带（2），构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5），内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5）采用105度材料共同挤出；外屏蔽（5）的外面设有绕包铜丝屏蔽（6）和护套（7），绕包铜丝屏蔽（6）与阻水粉（8）一起嵌入护套（7），护套（7）为105度自然硅烷交联XLPE外护套。
2.根据权利要求1所述的一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，其特征在于：所述绕包铜丝屏蔽（6），为6-30根裸铜丝均匀分布在护套（7）内。
3.根据权利要求1或2所述的一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，其特征在于：所述裸铜丝沿外屏蔽（5）表面均匀分布。
4.根据权利要求1或2所述的一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆，其特征在于：所述绝缘（4）采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度。
5.一种35KV及以下XLPE绝缘热固性护套中压阻水电缆生产工艺，其特征在于：
①多根导体（1）采用紧压方式绞合为多层结构，每层设有0.2mm厚的半导电易撕裂阻水带（2），构成阻水导体线芯；阻水导体线芯外依次设有内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5），内屏蔽（3）、绝缘（4）和外屏蔽（5）采用105度材料共同挤出；外屏蔽（5）的外面设有绕包铜丝屏蔽（6）和护套（7），绕包铜丝屏蔽（6）与阻水粉（8）一起嵌入护套（7），护套（7）为105度自然硅烷交联XLPE外护套；
②所述绕包铜丝屏蔽（6），为6-30根裸铜丝均匀分布在护套（7）内；所述裸铜丝沿外屏蔽（5）表面均匀分布；
所述厚度为0.2mm的半导电易撕裂阻水带（2），采用纵包结构，阻水导体线芯采用紧压结构，每层导体（1）都经过紧压，半导电易撕裂阻水带（2）在导体（1）绞合过程中易被压碎，利用里面的阻水粉起到阻水作用，同时，导体（1）层与层间相互接触，阻水导体线芯电阻测量合格；
③所述绝缘（4）采用TR-XLPE绝缘，TR-XLPE绝缘为防水树绝缘材料，绝缘屏蔽105度；所述绕包铜丝屏蔽（6）的裸铜丝用分线盘分线绕包与挤出机串挤，裸铜丝上加阻水粉阻水，裸铜丝根数为6-30根，根据根数做分线模具确保裸铜丝分布均匀；裸铜丝经绕包到绝缘屏蔽上直接进入挤出机机头内挤出,确保铜丝分布均匀；
④护套挤出为105度XLPE护套料，采用挤压方式，使护套嵌入裸铜丝之间的空隙中；护套冷却后，稳固绕包铜丝屏蔽（6）的位置，防止裸铜丝的位移，在绕包铜丝屏蔽（6）外电缆纵向加阻水粉，挤压护套把裸铜丝完全包裹，在阻水粉的共同作用下，达到电缆绝缘屏蔽外阻水作用，实现电缆整体阻水。
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