WO2022165891A1 - 一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线 - Google Patents

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乔宇常
宋光辉
陈凯
刘冬月
王涛
许谢君
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江苏亨通高压海缆有限公司
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    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping

Definitions

  • the insulating core of the high-voltage cable is sequentially covered with a buffer layer and a metal sleeve.
  • the insulated wire core includes three layers, which are an inner semi-conductive shielding layer, an insulating layer and an outer semi-conductive shielding layer respectively from the inside to the outside.
  • the function of the metal sleeve is to prevent the XLPE insulation from contacting moisture and produce water branches, which is the radial waterproof layer of the cable.
  • the second is to withstand the zero-sequence short-circuit current and have good thermal stability.
  • the buffer layer is wrapped by a semi-conductive water-blocking expansion tape. On the one hand, its function is to keep the outer semi-conductive shielding layer of the insulated wire core in good electrical contact with the metal sleeve, and on the other hand, it also has longitudinal waterproof performance. .
  • the moisture-proof treatment of the buffer layer is very critical, which directly affects the future operation stability of the cable. Moisture-proof treatment of the buffer layer in the production process is still in the blank period.
  • the insulated wire core pretreatment chamber, the wrapping and metal strip processing chamber and the welding chamber are closed and connected.
  • the wrapping and metal strip processing chambers are further provided with a wrapping device, a metal strip pay-off rack and a metal strip trimming device.
  • the welding chamber is further provided with a metal sleeve forming device and a welding device arranged along the production line.
  • the drafting and winding device includes a cable pulling device and a second cable retracting rack device which are arranged in sequence along the production line.
  • FIG. 1 is a schematic three-dimensional structure diagram of a preferred embodiment of a buffer layer wrapping and metal sleeve welding linkage production line for a high-voltage cable of the present invention
  • an embodiment of the present invention includes:
  • the present invention includes an insulated wire core pretreatment chamber 1, a wrapping and metal strip processing chamber 2, a welding chamber 3 and a drafting and winding device, which are sequentially arranged along the production line; wherein, the insulated wire core pretreatment chamber 1, wrapping and The metal strip processing chamber 2 and the welding chamber 3 are closed and connected to form a closed operation room.
  • a movable door 4 is provided at the connection end of the insulated wire core pretreatment chamber 1 and the wrapping and metal strip processing chamber 2; the connection end of the welding chamber 3 and the wrapping and metal strip processing chamber 2 is provided
  • a feeding window 5 is provided at the connection end of the welding chamber 3 and the wrapping and metal strip processing chamber 2 is provided
  • a discharging window 6 is opened on the side of the welding chamber 3 facing the drafting and winding device.
  • An ambient temperature and humidity measurement and control device 7 and a first cable take-up and pay-out rack 8 are arranged in the insulated wire core pretreatment chamber 1 .
  • the model of the first cable reeling and unwinding rack 8 is SFZ4500/2500, and is used to hold the insulated wire cores to be wrapped around the water-blocking expansion tape.
  • the model of the ambient temperature and humidity measurement and control device 7 is HWS-20/50, which is used to detect the ambient temperature and humidity in the insulated wire core pretreatment chamber 1, and adjust the temperature and humidity according to the parameter range given by the process, so that the The temperature and humidity on the surface of the insulated wire core meet the technological requirements, so as to avoid the moisture on the surface to absorb moisture from the water-blocking expansion belt after wrapping.
  • the wrapping and metal strip processing chamber 2 is provided with a wrapping device 9 , a metal strip pay-off rack 10 , a metal strip trimming device 11 and a plurality of ambient temperature and humidity monitoring and control devices 7 .
  • the environmental temperature and humidity measurement and control device 7 is evenly distributed in the wrapping and metal strip processing chamber 2, on the one hand, it is used to detect the temperature and humidity of the water-blocking expansion strip and the metal strip to be wrapped, and adjust the temperature and humidity according to the test results. to the temperature and humidity range required by the process; on the other hand, the ambient temperature and humidity in the wrapping and metal strip processing chamber 2 are controlled to be within the range required by the process to prevent the water-blocking expansion tape after wrapping from absorbing moisture.
  • the model of the metal belt pay-off rack 10 is FJB 2000/10, which is used for holding metal belts.
  • the welding chamber 3 is provided with an ambient temperature and humidity measurement and control device 7 , a metal sleeve forming device 13 , a welding device 14 and a welding gas measurement and control device 15 .
  • the ambient temperature and humidity measurement and control device 7 regulates and regulates the ambient temperature and humidity in the welding chamber 3 to be within the range required by the process, so as to prevent the wrapped water-blocking expansion belt from absorbing moisture.
  • the metal sleeve forming device 13 (model BZ150/4) uses molds of different sizes to wind the trimmed metal strips into cylindrical structures with different inner diameters to prepare for subsequent welding.
  • the welding and forming device is also provided with a cable passing frame 12 for supporting the wrapped insulated wire core.
  • the welding gas measurement and control device 15 has a model of CKQ200/25, which is used to renew the air near the welding device 14 to prevent the welding operator from inhaling the welding auxiliary gas and harming his health.
  • the welded metal sleeve communicates with the insulated wire core inside it and passes out of the welding chamber through the discharge window, enters the corrugating device under the traction of the cable pulling device, and is rolled into a corrugated metal sleeve. Under the support of the cable passing rack, it is introduced into the second cable retracting and reeling rack for winding to obtain a semi-finished high-voltage cable.
  • the invention relates to a buffer layer wrapping and metal sleeve welding linkage production line for high-voltage cables, which is performed by arranging the operations of insulating wire cores before wrapping, during wrapping and welding the metal sleeve in a closed space where an ambient temperature and humidity measurement and control device is arranged.
  • the water-blocking expansion belt can be prevented from absorbing moisture in an all-round way, so as to prevent the ablation and breakdown of the high-voltage cable, and improve the service life and operation stability of the high-voltage cable.
  • the present invention effectively improves the working environment of welding operators through the design of the welding gas measurement and control device.

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Abstract

本发明公开了一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，包括沿生产线依次设置的绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室、焊接室和牵伸收卷装置；所述绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室和焊接室内均设置有环境温湿度测控装置。本发明通过将绝缘线芯绕包前、绕包中和焊接金属套作业设置在布置有环境温湿度测控装置的封闭空间中进行，从而全方位防止阻水膨胀带吸潮，实现防止高压电缆烧蚀，提高高压电缆的使用寿命和运行的稳定性。

Description

一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线 技术领域
本发明涉及高压电缆制备技术领域，特别是涉及一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线。
背景技术
高压电缆的绝缘线芯外依次包覆有缓冲层和金属套。其中，绝缘线芯包括三层，从内往外分别为内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层。金属套的作用一是防止XLPE绝缘接触到水分产生水树枝，是电缆的径向防水层，二是能承受零序短路电流，热稳定性好。缓冲层由半导电性的阻水膨胀带绕包而成，其作用一方面是使绝缘线芯的外半导电屏蔽层与金属套保持电气上的良好接触，另一方面还有具备纵向防水性能。
目前，随着我国高压电缆生产技术的大力发展，110kV、220kV高压电联产量逐年增长。随着高压电缆生产和应用越来越多，发现电缆的故障主要集中在缓冲层的烧蚀，而造成烧蚀的主要原因是其缓冲层材料本身的性质决定的。通过上述电缆结构及材料分析可知，电缆缓冲层的材质为半导电阻水膨胀带，其具有极易吸潮的特点，若在生产的过程中发生吸潮现象，则生产后的电缆在投入使用后，在运行几年后，其绝缘屏蔽层及缓冲层会发生烧蚀，导致电缆击穿的可能性增大。故在电缆生产过程中，缓冲层的防潮处理非常关键，直接影响到电缆未来的运行稳定性。在生产过程中对缓冲层进行防潮处理目前仍处于空白期。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，能够解决现有技术中存在的因缓冲层吸潮导致的烧蚀问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，包括沿生产线依次设置的绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室、焊接室和牵伸收卷装置；其中，所述绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室和焊接室内均设置有环境温湿度测控装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室和焊接室之间封闭连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述绝缘线芯预处理室和绕包及金属带处理室的连接端设置有活动门；所述焊接室与所述绕包及金属带处理室的连接端开设有进料窗口；所述焊接室朝向所述牵伸收卷装置的一侧开设有出料窗口。
在本发明一个较佳实施例中，所述绝缘线芯预处理室内还设置有第一电缆收放线架。
在本发明一个较佳实施例中，所述绕包及金属带处理室内还设置有绕包装置、金属带放线架和金属带切边装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述焊接室内还设置有沿生产线布置的金属套成型装置和焊接装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述焊接室内还设置有焊接气体测控装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述牵伸收卷装置包括沿生产线依次设置的电缆牵引装置和第二电缆收放架装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述电缆牵引装置和第二电缆收放架装置之间还设置有轧纹装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述金属带为铝带或铜带。
本发明的有益效果是：本发明一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，通过将绝缘线芯绕包前、绕包中和焊接金属套作业设置在布置有环境温湿度测控装置的封闭空间中进行，从而全方位防止阻水膨胀带吸潮，实现防止高压电缆烧蚀击穿，提高高压电缆的使用寿命和运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1.绝缘线芯预处理室，2.绕包及金属带处理室，3.焊接室，4.活动门，5.进料窗口，6.出料窗口，7.环境温湿度测控装置，8.第一电缆收放线架，9.绕包装置，10.金属带放线架，11.金属带切边装置，12.电缆过线架，13.金属套成型装置，14.焊接装置，15.焊接气体测控装置，16.电缆牵引装置，17.轧纹装置，18.第二电缆收放架装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1
本发明揭示了一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，所述金属套为铝套或铜套；
本发明包括沿生产线依次设置的绝缘线芯预处理室1、绕包及金属带处理室2、焊接室3和牵伸收卷装置；其中，所述绝缘线芯预处理室1、绕包及金属带 处理室2和焊接室3之间封闭连接，构成一个封闭的操作间。具体地，所述绝缘线芯预处理室1和绕包及金属带处理室2的连接端设置有活动门4；所述焊接室3与所述绕包及金属带处理室2的连接端开设有进料窗口5；所述焊接室3朝向所述牵伸收卷装置的一侧开设有出料窗口6。
所述绝缘线芯预处理室1内设置有环境温湿度测控装置7和第一电缆收放线架8。所述第一电缆收放线架8的型号为SFZ4500/2500，用于盛放待绕包阻水膨胀带的绝缘线芯。所述环境温湿度测控装置7的型号为HWS-20/50，用于检测绝缘线芯预处理室1内的环境温度和湿度，并按工艺给定的参数范围进行温度和湿度的调整，使绝缘线芯表面的温湿度达到工艺要求，避免其表面湿气大使绕包后的阻水膨胀带吸潮。
所述绕包及金属带处理室2内设置有绕包装置9、金属带放线架10、金属带切边装置11和多个环境温湿度测控装置7。其中，所述环境温湿度测控装置7均匀分布在所述绕包及金属带处理室2内，一方面用于对待绕包的阻水膨胀带和金属带进行温湿度检测，并根据检测结果调节至工艺要求的温湿度范围内；另一方面调控绕包及金属带处理室2内的环境温度和湿度处于工艺要求的范围内，防止绕包后的阻水膨胀带吸潮。
所述绕包装置9的型号为RTF 630/2，用于将在绝缘线芯预处理室1内调节好温湿度的绝缘线芯引入到绕包装置9中绕包阻水膨胀带，使绝缘线芯表面形成一层缓冲层。
所述金属带放线架10的型号为FJB 2000/10，用于盛放金属带。
所述金属带切边装置11的型号为QWJ 500/2，用于对金属带的两边进行切割，以去除氧化层，从而有利于后续工序中金属带的两边的焊接。所述金属带切边装置11的一侧还设置有电缆过线架12，用于支撑绕包后的绝缘线芯。
所述焊接室3内设置有环境温湿度测控装置7、金属套成型装置13、焊接装置14以及焊接气体测控装置15。其中，所述环境温湿度测控装置7调控焊接室3内的环境温度和湿度，使其处于工艺要求的范围内，防止绕包后的阻水膨胀带吸潮。
所述金属套成型装置13(型号为BZ150/4)通过使用不同尺寸的模具，将切边后的金属带卷绕成不同内径的筒状结构，为后续的焊接作准备。所述焊接成型装置上还设置有电缆过线架12，用于支撑绕包后的绝缘线芯。
所述焊接装置14的型号为HD250/5，用于将通过所述金属套成型装置13成型并输送过来的金属筒的两个切割后的边焊接在一起，形成金属套。
所述焊接气体测控装置15的型号为CKQ200/25，用于更新焊接装置14附近的空气，避免焊接操作者吸入焊接辅助气体，损害身体健康。
所述牵伸收卷装置包括沿生产线依次设置的电缆牵引装置16、轧纹装置17、电缆过线架12和第二电缆收放架装置18。其中，所述电缆牵引装置15的型号为QQW150/5，用于将焊接好的金属套及绝缘线芯通过5个钳式牵引件引入轧纹装置6(型号为ZW150/1)中进行轧纹处理，达到皱纹铝套或皱纹铜套，最后将轧纹处理后的电缆半成品通过电缆过线架12的支撑引入到所述第二电缆收放架装置18(型号为SFZ4500/2500)进行收卷，得到高压电缆半成品。
上述高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线的工作过程为：
(1)将待绕包的绝缘线芯放置到绝缘线芯预处理室内的第一电缆收放架上，通过环境温湿度测控装置检测及调控绝缘线芯预处理室内的环境温度，使绝缘线芯表面的温湿度达到工艺要求的范围；
(2)当绝缘线芯的温湿度以及绕包及金属带处理室2内的温湿度均达到工 艺要求后，打开绝缘线芯预处理室与绕包及金属带处理室2之间的活动门，将绝缘线芯从绝缘线芯预处理室牵引到绕包装置内，通过绕包装置在绝缘线芯表面均匀包覆阻水膨胀带，形成缓冲层，再将绕包好的绝缘线芯通过电缆过线架穿过所述进料窗口引入到焊接室的金属套成型装置内；
(3)将金属带从金属带放线架上引入到金属带切边装置内进行切边处理，然后与绕包后的绝缘线芯同步穿过所述进料窗口引入到所述金属套成型装置内；在金属套成型装置内将切边后的金属带卷成筒状结构，使绕包后的绝缘线芯包裹在所述筒状结构中，并同步输送到焊接装置中将筒状结构的金属套的对边焊接在一起；
(4)焊接后的金属套连通其内的绝缘线芯通过所述出料窗口穿出焊接室，在所述电缆牵引装置的牵引作用下进入到轧纹装置中轧制成皱纹金属套，最后在电缆过线架的支撑下引入到第二电缆收放线架内收卷，得到半成品高压电缆。
本发明一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，通过将绝缘线芯绕包前、绕包中和焊接金属套作业设置在布置有环境温湿度测控装置的封闭空间中进行，从而全方位防止阻水膨胀带吸潮，实现防止高压电缆烧蚀击穿，提高高压电缆的使用寿命和运行的稳定性。
另外，本发明通过焊接气体测控装置的设计，有效改善了焊接操作人员的工作环境。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

  1. 一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，包括沿生产线依次设置的绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室、焊接室和牵伸收卷装置；其中，所述绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室和焊接室内均设置有环境温湿度测控装置。
  2. 根据权利要求1所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述绝缘线芯预处理室、绕包及金属带处理室和焊接室之间封闭连接。
  3. 根据权利要求2所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述绝缘线芯预处理室和绕包及金属带处理室的连接端设置有活动门；所述焊接室与所述绕包及金属带处理室的连接端开设有进料窗口；所述焊接室朝向所述牵伸收卷装置的一侧开设有出料窗口。
  4. 根据权利要求3所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述绝缘线芯预处理室内还设置有第一电缆收放线架。
  5. 根据权利要求4所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述绕包及金属带处理室内还设置有绕包装置、金属带放线架和金属带切边装置。
  6. 根据权利要求5所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述焊接室内还设置有沿生产线布置的金属套成型装置和焊接装置。
  7. 根据权利要求6所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述焊接室内还设置有焊接气体测控装置。
  8. 根据权利要求7所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生 产线，其特征在于，所述牵伸收卷装置包括沿生产线依次设置的电缆牵引装置和第二电缆收放架装置。
  9. 根据权利要求8所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述电缆牵引装置和第二电缆收放架装置之间还设置有轧纹装置。
  10. 根据权利要求9所述的一种高压电缆的缓冲层绕包及金属套焊接联动生产线，其特征在于，所述金属带为铝带或铜带。
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