CN1293577C - 垂直连续硫化立式“u”型交联聚乙烯绝缘电缆生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线，包括金属导体、绝缘线芯、收线装置、放线装置和挤出机，以及牵引轮、导体预热器、低温硫化装置、转向轮和应力松弛装置，其中该垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线布局为“U”型，应力松弛装置对绝缘材料进行二次加热，松弛段温度为200～300℃，应力松弛装置共二段，共12米，低温硫化段共七段，每段5米。本发明的“U”型布局由于冷却区长，可使绝缘具有较大的在线应力松弛空间，再经过应力松弛装置后，便可使绝缘加热后产生的应力全部消失，从而保证了产品的绝缘质量，并且不易产生绝缘形变，能生产到750KV电压等级。

Description

垂直连续硫化立式“U”型交联聚乙烯绝缘电缆生产线

一、技术领域

本发明涉及一种新型交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆生产线，具体地是涉及一种垂直连续硫化立式“U”型交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆生产线。

二、背景技术

目前国内外高压交联电缆的生产线方式均采用垂直连续硫化立式生产线，但目前生产线的布局均为“L”型。“L”型生产线的布局方式具有以下缺点：(1)加热区短，高温硫化：由于“L”型布局采用高温快速硫化，同时冷却区相对较短，从而影响了应力松弛的效果，使电缆产品绝缘质量受到影响；(2)无应力松弛装置；(3)易产生绝缘形变：在“L”型生产线中绝缘线芯由竖直转为水平状态时，为了保持绝缘线芯居于交联管的中心位置且不产生摆动，必须施加一定压力及较大的水平拉力，这样就在折点处就会对绝缘产生很大的压力，而此时绝缘还未充分冷却，就易在绝缘中产生内应力，甚至造成绝缘的整体变形，极大影响电缆的品质。

三、发明内容

本发明的目的就是为了弥补“L”型电缆生产线布局的缺点和不足，提供一种新型的垂直连续硫化立式“U”型绝缘电缆生产线，将五段加热区改为配置有导体预热装置的七段低温硫化段以及加装了ROL应力松弛装置，从而生产出高绝缘品质的电缆产品。

本发明的这些以及其他目的将通过下列详细说明和描述来进一步体现和阐述。

本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线，包括金属导体、绝缘线芯、收线装置、放线装置和挤出机，以及牵引轮、导体预热器、低温硫化装置、转向轮和应力松弛装置，其中该垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线布局为“U”型。

进一步的，在本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线中，放线装置通过张力摆、储线器与导轮连接，并通过导轮垂直向上在履带牵引下通过导体封闭管道至牵引轮向下，经过导体预热器至挤出机包覆交联聚乙烯，然后通过低温硫化装置硫化，再通过冷却装置冷却，包覆交联聚乙烯的绝缘线再通过转向轮向上通过应力松弛装置，然后冷却，至牵引轮向下通过转向轮至张力摆和收线装置。

在本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线中，采用导体预热器和加热管双向加热方式，加热区为七段；在生产线上有应力松弛装置对绝缘材料进行二次加热，松驰段温度为200～300℃；管内线速度为0～10米/秒，截面为50～300米²，温度为250～450℃，管内压力为5～15bar；低温硫化段共七段，每段5米，应力松弛装置共二段，共12米。

在本发明中，由于冷却区长，可使绝缘具有较大的在线应力松弛空间，再经过应力松弛装置后，便可使绝缘加热后产生的应力全部消失，从而保证了产品的绝缘质量。“U”型生产线其转折处只是一个转向轮，没有额外施加的压力，转向前后绝缘线芯均为竖直状态，靠其自身的重力就可保证绝缘线芯居于交联管道中心位置且不产生摆动，过渡柔和自然，保证了绝缘的品质。而“L”型布局采用高温快速硫化，同时冷却区相对较短，从而影响了应力松弛的效果，使电缆产品绝缘质量受到影响。

在“L”型生产线中绝缘线芯由竖直转为水平状态时，为了保持绝缘线芯居于交联管的中心位置且不产生摆动，必须施加一定压力及较大的水平拉力，这样就在折点处就会对绝缘产生很大的压力，而此时绝缘还未充分冷却，就易在绝缘中产生内应力，甚至造成绝缘的整体变形，极大影响电缆的品质。而“U”型生产线其转折处只是一个转向轮，没有额外施加的压力，转向前后绝缘线芯均为竖直状态，靠其自身的重力就可保证绝缘线芯居于交联管道中心位置且不产生摆动，过渡柔和自然，保证了绝缘的品质。

由于垂直连续硫化立式“L”型生产线没有应力松弛装置，硫化段、冷却段短，绝缘易产生内应力及形变，且无法消除，因此最高仅能勉强生产到220V电压等级。而本发明的垂直连续硫化立式“U”型生产线完全弥补了“L”型生产线的缺陷和不足，且最高可生产到750KV电压等级，且绝缘品质极佳。

电缆绝缘屏蔽对于绝缘的保护作用是至关重要的，在“L”型生产线中，由于加热区短，为五段，且有的还未配置导体预热装置，为达到交联度要求就必须提高加热区的温度，这样极易在生产过程中灼伤绝缘屏蔽，对电缆的长期运行造成重大的质量隐患，而本申请“U”型生产线采用导体预热装置和加热管双向加热方式，且加热区为七段，提高了加热效率，延长了加热时间，这样就可以较低的加热温度满足交联度的要求，从而确保绝缘屏蔽不被灼伤；且双向加热、长时间低温的硫化方式使电缆绝缘内各部分的交联度均匀一致，不易产生较大的绝缘热机械应力。同时，该方式采用低温慢速硫化，使绝缘硫化的均匀性好，硫化程度高，从而改善了绝缘的热机械应力和电场的均匀分布，增强了绝缘的机械性能和电性能，提高了产品的质量。

在绝缘制造过程中，高分子材料要经过加热→挤包成型→高温硫化→冷却等步骤，且各步骤间的温差较大，由于加热、冷却不均等因素，必然会造成绝缘内部的局部应力集中，这在高压、超高压交联电缆中必然会影响其长期使用寿命；更重要的是绝缘热收缩问题已成为高压交联聚乙烯绝缘电缆的一大难题，由于绝缘的热收缩，造成电缆终端和中间接头击穿的事故时有发生，因此，为避免此种情况的发生，本发明在该生产线上加装了ROL应力松弛装置，即对绝缘进行二次加热，消除绝缘的内应力，改善绝缘的热收缩。而“L”型生产线是无法具有该项功能的。

四、附图说明

图1是本发明垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线的示意图。

在图1中，符号1代表放线装置，符号2代表张力摆，符号3代表储线器，符号4代表导轮，符号5代表履带牵引1，符号6代表冷却段，符号7代表观察窗口，符号8代表导体封闭管道，符号9代表导体除屑装置，符号10代表偏心测量仪装置，符号11代表上封闭，符号12代表SJ-175挤出机，符号13代表绝缘料杂质监控装置，符号14代表牵引轮，符号15代表金属导体，符号16代表导体预热器，符号17代表SJ-60挤出机，符号18代表SJ-80挤出机，符号19代表绝缘线芯，符号20代表低温硫化装置，符号21代表牵引轮，符号22代表喷气箱，符号23代表下封闭，符号24代表冷却段，符号25代表应力松弛装置，符号26代表导轮，符号27代表收线装置。

五、具体实施方式

参考图1，本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线，包括金属导体15、绝缘线芯19、收线装置27、放线装置1和挤出机12、17、18，以及牵引轮21、导体预热器16、低温硫化装置20、转向轮26和应力松弛装置25，其中该垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线布局为“U”型。

进一步的，在本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线中，放线装置1通过张力摆2、储线器3与导轮4连接，并通过导轮4改变方向垂直向上在履带牵引5下通过导体封闭管道8至牵引轮14向下，在导体封闭管道8中还放置有导体除屑装置9，经过导体预热器16至挤出机12、17、18包覆交联聚乙烯，在挤出机12上还安有绝缘料杂质监控装置，绝缘线芯19通过上封闭11和偏心测量仪装置10，然后通过低温硫化装置20硫化，再通过冷却装置6冷却，包覆交联聚乙烯的绝缘线再通过转向轮26向上通过力松弛装置25，然后冷却下封闭经过喷气箱22，至牵引轮21向下通过转向轮26至张力摆2和收线装置27。

在本发明的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线中，采用导体预热器和加热管双向加热方式，加热区为七段；在生产线上有应力松弛装置对绝缘材料进行二次加热，松驰段温度为200～300℃；管内线速度为0～10米/秒，截面为50～300米²，温度为250～450℃，管内压力为5～15bar；低温硫化段共七段，每段5米，应力松弛装置共二段，共12米。

采用该发明生产的220kV高压交联电缆，经国家电力工业部电气设备质量检验测试中心监测，各项性能指标均符合产品标准的要求，填补了国内空白。

Claims (2)

1、一种垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线，包括金属导体、绝缘线芯、收线装置、放线装置和挤出机，以及牵引轮、导体预热器、低温硫化装置、转向轮和应力松弛装置，其特征在于该垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线布局为“U”型，应力松弛装置对绝缘材料进行二次加热，松驰段温度为200～300℃，应力松弛装置共二段，共12米，低温硫化段共七段，每段5米。

2、如权利要求1所述的垂直连续硫化立式交联聚乙烯绝缘电缆生产线，其特征在于管内线速度为0～10米/秒，截面为50～300米²，温度为250～450℃，管内压力为5～15bar。