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硅烷交聯(lián)電纜的質(zhì)量改進

　 硅烷交聯(lián)電纜同PVC絕緣電纜相比，具有良好的電氣性能，載流量高和壽命長，同時即使在火災(zāi)條件下因它不會產(chǎn)生鹵酸氣而減少二次危害。它比PVC絕緣更具優(yōu)越性，為世界各國共識，歐洲已不接受PVC絕緣電線電纜。目前用硅烷交聯(lián)料制造的電纜已達到35kV電壓等級，尤其批量少，交貨急，規(guī)格多時更顯其獨特之處。從近幾年電線電纜行業(yè)情況來看，對硅烷交聯(lián)電纜需求量逐年增加，因此，了解和提高硅烷交聯(lián)電纜制造質(zhì)量對電纜制造者和用戶都有重大意義。

最近幾年，我國硅烷交聯(lián)電纜得到迅速發(fā)展，這是由于許多電纜廠只知道生產(chǎn)硅烷交聯(lián)電纜和生產(chǎn)聚氯乙烯電纜的工藝大致相同，卻忽視所用材料不同，因此各個生產(chǎn)硅烷交聯(lián)電纜的廠家都普遍發(fā)生以下類似的質(zhì)量問題：絕緣線芯擊穿、絕緣開裂、溫水交聯(lián)時導(dǎo)體進水、成纜線芯容易彎曲變形，以及大規(guī)格截面絕緣熱收縮率不合格、小規(guī)格截面絕緣熱延伸不合格、絕緣料的利用率不高，產(chǎn)品成本居高不下。

幾年來，筆者走訪過若干個電纜廠，結(jié)合本人的生產(chǎn)經(jīng)驗，對幾個造成不合格原因進行分析研究，提出幾項行之有效的改進措施，供參考。

1．絕緣線芯擊穿和爆裂

硅烷交聯(lián)電纜如與聚氯乙烯電纜一樣采用緊壓扇形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，則在絕緣擠出、線芯轉(zhuǎn) 盤復(fù)繞、成纜等工序中極易出現(xiàn)擊穿或爆裂，致使電纜電氣性能下降。

1.1 絕緣線擊穿和爆裂原因分析

（1） XLPE的物理性能與PVC的不同，PVC料比較柔軟、擠出后不存在應(yīng)力集中，XLPE擠出成型后，絕緣因PE存在結(jié)晶結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力集中，并且經(jīng)交聯(lián)處理后固化發(fā)硬變脆，應(yīng)力大，容易受機械損傷。 （2） 緊壓扇形導(dǎo)體絞合時容易在邊角上產(chǎn)生毛刺，絕緣擠出時，同規(guī)格的電纜絕緣標稱厚度較PVC薄，同時用以擠包在導(dǎo)體上PE熔膠機械性能較PVC差，毛刺容易刺破絕緣而擊穿。并且緊壓扇形導(dǎo)體邊角較尖銳，對脆硬且應(yīng)力大的絕緣層有較壞的影響，在絕緣擠出、復(fù)繞和成纜等工序中如操作稍有不當，絕緣線芯邊角上的絕緣即使受到較小的機械力作用，都極易爆裂。 （3） 扇形絕緣線芯采用預(yù)扭成纜方式，容易造成電纜頭尾彎曲變形現(xiàn)象，尤其大截面線芯這種現(xiàn)象更為嚴重，原因是成纜后的線芯自身旋轉(zhuǎn)使電纜彎曲變形，同時預(yù)扭成會使絕緣和導(dǎo)體產(chǎn)生變形，扇形絕緣線成纜時如預(yù)扭不當，極易造成絕緣爆裂和導(dǎo)體松散現(xiàn)象。

1.2 改善絕緣線擊穿和爆裂的工藝措施

硅烷交聯(lián)電纜應(yīng)采用緊壓圓形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，緊壓圓形導(dǎo)體光潔圓整無毛刺，減少擊穿的機率，而且消除了因?qū)�體自身缺陷造成絕緣大爆裂的隱患，同時，圓形線芯在成纜時不采用預(yù)扭方式而采用退扭方式，從而避免了絕緣爆裂和導(dǎo)體松散，也避免了線芯產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，消除電纜彎曲變形現(xiàn)象，電纜整體外形圓整了。采用緊壓圓形導(dǎo)體電纜，本來對電纜施工、接頭等均更方便，但有的施工工人，用平日套用扇型導(dǎo)體，非圓型緊壓的線耳內(nèi)孔套進圓型緊壓導(dǎo)體時發(fā)現(xiàn)有點松，就懷疑導(dǎo)體截面小了。事實上導(dǎo)體截面沒有小，只是壓緊了，外徑變小了。

2．交聯(lián)時導(dǎo)體進水 2.1 導(dǎo)體進水原因分析 硅烷交聯(lián)絕緣線芯采用浸入90℃左右溫水中是為了使絕緣材料分子由線形結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高絕緣的機械性能，交聯(lián)過程是必不可少的。以上所述，由于硅烷交聯(lián)絕緣比PVC較脆，易刮傷，另外在訂貨量不大時，則絕緣線芯長度較短。為提高交聯(lián)工藝生產(chǎn)效率，需把多條線復(fù)繞到一個線盤上進行浸水交聯(lián)，復(fù)繞對扇形導(dǎo)體線會增加線芯絕緣刮傷爆裂的機率，雖可及時修補，但也難免溫水交聯(lián)時入水。 2.2 改善導(dǎo)體入水的工藝措施 絕緣線芯采用蒸汽交聯(lián)方式，蒸汽交聯(lián)不但可以解決導(dǎo)體入水現(xiàn)象，避免導(dǎo)體氧化變色，而且交聯(lián)度的均勻性也有保證，熱延伸率達到標準的要求。 3．絕緣線出現(xiàn)導(dǎo)體規(guī)格大時熱收縮率超標，導(dǎo)體規(guī)格小時絕緣熱延伸率不合格

3.1 原因分析 （1） 大規(guī)格導(dǎo)體在絕緣擠出時，牽引速度過快，造成擠出時拉伸比過大，PE熔膠受拉伸力作用下，大部分PE分子鏈會沿著拉伸方向取向，即分子鏈由原來的卷曲狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯熘睜顟B(tài)，冷卻后取向排列的分子鏈受到凍結(jié)，拉伸比越大，分子鏈取向排列越規(guī)整。絕緣試樣做熱收縮試驗時，被凍結(jié)PE分子鏈在加熱條件下得到足夠松弛，分子鏈由原來取向排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫砬鸂顟B(tài)，致使絕緣試樣收縮，分子鏈取向排列程度越高，熱收縮試驗時，試樣熱收縮率越大，往往超過產(chǎn)品標準規(guī)定的熱收縮率不大于4％的要求。 （2） 小規(guī)格導(dǎo)體在室溫下擠包XLPE，由于這種PE料是一種易結(jié)晶聚合物，結(jié)晶容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力集中，尤其是較薄絕緣擠包在導(dǎo)體上受到在水槽內(nèi)急冷作用，使絕緣層內(nèi)表面易產(chǎn)生裂紋，存在內(nèi)應(yīng)力集中和裂紋，導(dǎo)致絕緣試樣在做熱延伸實驗時容易斷裂，不合格。

3.2 改善絕緣熱收縮率和熱延伸率不合格的工藝措施 （1） 牽引速度根據(jù)絕緣厚度和所期望的生產(chǎn)速度預(yù)先設(shè)定，速度快使拉伸太大，會使絕緣受到過分拉伸，產(chǎn)生熱收縮率超標，也會增加熔體破裂的可能性。牽引速度應(yīng)在不間斷地監(jiān)測絕緣表面狀況的情況下，逐漸增大到所期望的數(shù)值，建議拉伸比控制在1.5-1.8。 （2） 螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)正確選定，太慢會延長物料在機筒內(nèi)的停留時間，導(dǎo)致物料過早交聯(lián)，轉(zhuǎn)速太快將使物料剪切力和熔體受到的磨擦增大，從而也加大過早交聯(lián)的可能性，轉(zhuǎn)速建議控制在40－50轉(zhuǎn)／分。 （3） 擠大規(guī)格導(dǎo)體絕緣時，采用擠壓式模具，小規(guī)格導(dǎo)體絕緣擠出時采用擠管式模具，經(jīng)過實踐證明，這樣有利于改善絕緣層的質(zhì)量。

4．絕緣擠出換色排料過多 4.1 絕緣擠出換色排料過多原因分析 多芯硅烷交聯(lián)電纜絕緣線芯與PVC絕緣電纜的分色一樣，如用習(xí)慣方法采用顏色標識，分紅、黃、綠、蘭四色。在XLPE絕緣擠出工序中，為了避免在換色過程中有混色現(xiàn)象，就需排出大量的絕緣料，而且排出來的料不能回用，造成很大浪費，降低了材料的利用率。在擠聚氯乙烯料的過程中，聚氯乙烯可以回用，未造成很大浪費，如擠出較短絕緣線芯（200m以下），以上情況更為突出，排料比擠出電纜所用的料還要多。 4.2 改善絕緣擠出排料過多的工藝措施 根據(jù)國家標準GB6995.5-86電力電纜絕緣線芯識別標志第2款線芯識別，第2.1項"電力電纜線芯采用數(shù)字識別和顏色識別兩種方法中的一種方法"。因此，硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜不沿用習(xí)慣分色而采用數(shù)字識別是允許的。多芯電纜絕緣線芯可采用同一種顏色如黑色作為本色，采用數(shù)字標識，這樣可大大減少排料量，節(jié)約成本，而且絕緣線擠出靈活方便，生產(chǎn)效率得到提高。 用戶在電纜安裝接線時也很方便，因為每一線芯從頭到尾都清晰地印著1、2、3、4中某一數(shù)字。在接入電源（母線或開關(guān)的出線處）或負載端時，只要用少許相色帶繞纏以示相別即可。還有，同一種顏色如黑色作本色的四根線芯作低壓線，則也增加低壓網(wǎng)安全運行性能。我們訪問過一些有經(jīng)驗的技術(shù)人員和配電工人，低壓側(cè)往往是紅相對地絕緣電阻低，這是由于紅色料所造成的。事實上，在電纜廠在對不同顏色的相線線芯做絕緣電阻浸水試驗中也證實紅色的差一些。

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寫的不錯，看了很受用，謝謝了

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多謝，受益匪淺！

非常感謝,如此熱心的老師