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懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線絕緣線芯抖動(dòng)問(wèn)題

摘要:針對(duì)懸鏈慈健式交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電統(tǒng)生產(chǎn)線在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，絕緣線芯在懸鏈管中的位i產(chǎn)生周期 
性抖動(dòng)的現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生抖動(dòng)的主要原因，并通過(guò)對(duì)工裝及設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到抑制絕緣線芯周期性抖動(dòng)的 
目的。 
關(guān)鍵詞:交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜; 懸鏈式交聯(lián)生產(chǎn)線;線芯抖動(dòng);共振 
0 引言 
目前 ， 國(guó) 內(nèi)用于生產(chǎn)35k V及以下中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜(以下簡(jiǎn)稱交聯(lián)電纜)的懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線大約有300條左右，其中很多生產(chǎn)廠家為了提高懸鏈線的生產(chǎn)效率，在基建廠房允許的情況下，都選擇購(gòu)買(mǎi)大長(zhǎng)度的懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線。以管路為10節(jié)硫化段與6節(jié)硫化段的懸鏈線相比，在生產(chǎn)同一電壓等級(jí)和規(guī)格的絕緣線芯時(shí)，生產(chǎn)速度可以提高將近一倍，當(dāng)然冷卻段也隨之加長(zhǎng)了。一般配置這樣的一條懸鏈線，其從上牽引到下?tīng)恳�的長(zhǎng)度要達(dá)到200 m左右。懸鏈線跨度長(zhǎng)，在生產(chǎn)過(guò)程中如控制不當(dāng)，絕緣線芯極易在硫化管中產(chǎn)生抖動(dòng)。如果抖動(dòng)頻率與懸鏈線長(zhǎng)度相匹配，將可能因諧振而造成振動(dòng)的疊加，管內(nèi)的絕緣線芯將引起共振，嚴(yán)重時(shí)甚至可聽(tīng)到絕緣線芯撞擊管壁的聲音，在這種情況下絕緣線芯表面就會(huì)出現(xiàn)波紋或竹節(jié)。波紋 或 竹 節(jié)現(xiàn)象幾乎在每一條懸鏈?zhǔn)缴�產(chǎn)線上均有發(fā)生，只不過(guò)每條懸鏈線的懸鏈系數(shù)不同，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的線芯規(guī)格不同而已。據(jù)了解國(guó)內(nèi)有不少交聯(lián)電纜生產(chǎn)線都存在同樣問(wèn)題。懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線往往一開(kāi)始只在個(gè)別規(guī)格線芯上出現(xiàn)表面階段性竹節(jié)狀，且較為輕微，隨著設(shè)備使用年限的增長(zhǎng)，出現(xiàn)竹節(jié)的現(xiàn)象越來(lái)越頻繁，而且會(huì)波及到其它規(guī)格和電壓等級(jí)的絕緣線芯(主要是影響小規(guī)格線芯，大規(guī)格由于其自身重量較重，不容易產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象)。由于這種抖動(dòng)問(wèn)題的存在，使得交聯(lián)生產(chǎn)線無(wú)法達(dá)到正常的工藝生產(chǎn)速度，影響交聯(lián)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。為此，我們通過(guò)對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察和試驗(yàn)，最終總結(jié)了一些改進(jìn)的方法，能夠較好地控制或解決這類現(xiàn)象的發(fā)生。 
1 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線絕緣線芯抖動(dòng)時(shí)的現(xiàn)象描述 

心點(diǎn)位置，當(dāng)絕緣線芯開(kāi)始出現(xiàn)周期性抖動(dòng)時(shí)，在AB間的導(dǎo)電線芯會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，生產(chǎn)出的絕緣線芯表面出現(xiàn)密集的波紋。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，振動(dòng)的頻率和擠塑機(jī)的振動(dòng)頻率相同，振幅的大小和線芯規(guī)格、線速度,AB間的距離、機(jī)頭的傾角、放線張力、水位高低等均有關(guān)系。通過(guò)調(diào)整其中的某些因素，抖動(dòng)會(huì)有所緩解或消除。同樣 ，當(dāng) 絕緣線芯的振動(dòng)開(kāi)始后，在下?tīng)恳�與下封閉之間的絕緣線芯也會(huì)出現(xiàn)很劇烈的抖動(dòng).主要是集中在小規(guī)格絕緣線芯上;大規(guī)格線芯由于其自身重量的影響，抖動(dòng)的幅度不會(huì)很大。這種現(xiàn)象是客觀存在的，無(wú)法徹底解決，只能通過(guò)一定的方法對(duì)其進(jìn)行抑制。 
2 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線絕緣線芯產(chǎn)生周期性抖動(dòng)的原因 
目前 國(guó) 內(nèi) 的懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線都是采用半懸鏈型，即硫化管是懸鏈線，冷卻段都是直線。冷卻段的直線部分還有上傾和下傾兩種形式(見(jiàn)圖2)，上傾式的好處是可以降低廠房高度，但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，由于冷卻循環(huán)水的工作方式不同，上傾式懸鏈線冷卻循環(huán)水是從下封閉向胖管處流動(dòng)，而下傾式懸鏈線的冷卻循環(huán)水的進(jìn)水是從下封閉開(kāi)始滋滿整個(gè)冷卻管道，因此，上傾式懸鏈線較下傾式懸鏈線更容易產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。 

半懸鏈上傾式結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)時(shí)，絕緣線芯在進(jìn)人冷卻管后，會(huì)與冷卻管壁接觸摩擦并產(chǎn)生振動(dòng)。如果是由于懸鏈線本身結(jié)構(gòu)引起的共振，一般都集中在個(gè)別型號(hào)規(guī)格上。我們通過(guò)對(duì)三種不同規(guī)格的絕緣芯在同一條懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線上進(jìn)行了生產(chǎn)跟蹤，發(fā)現(xiàn)都會(huì)出現(xiàn)不同程度的抖動(dòng)現(xiàn)象，具體線芯規(guī)如表一 

從 絕緣 線 芯出現(xiàn)抖動(dòng)的機(jī)率與頻次分析，可以認(rèn)為與懸鏈線的自身結(jié)構(gòu)應(yīng)該關(guān)系不大，并且懸鏈線抖動(dòng)的出現(xiàn)不是集中在某個(gè)線芯規(guī)格上，從小規(guī)格至大規(guī)格都存在抖動(dòng)問(wèn)題。排除 懸 鏈 線自身結(jié)構(gòu)原因的影響之后，應(yīng)從生產(chǎn)、控制、操作方面的因素進(jìn)行檢查: 
(1) 交 聯(lián) 生產(chǎn)時(shí)下封閉墊的密封情況。懸鏈線下封閉是引起交聯(lián)線芯抖動(dòng)主要因素之一。從以往的生產(chǎn)情況看，由于上傾式懸鏈線冷卻管道內(nèi)的水量不足，如果下封閉封得不緊，氮?dú)鈺?huì)從下封閉泄露出來(lái)。因此操作人員習(xí)慣性把下封閉封得很緊，封閉膠墊與絕緣線芯之間摩擦?xí)�引起線芯劇烈的抖動(dòng)，表現(xiàn)為下?tīng)恳�與下封閉之間的絕緣線芯出現(xiàn)上下劇烈地跳動(dòng)，當(dāng)其抖動(dòng)頻率與硫化管長(zhǎng)度相匹配時(shí)，會(huì)引起絕緣線芯共振，并使絕緣線芯表面產(chǎn)生波紋。 
(2) 懸 鏈 線冷卻管冷卻水位的影響。從半懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)分析，由于硫化管內(nèi)的線芯通過(guò)懸垂控制器調(diào)節(jié)始終處于懸鏈狀態(tài)而且不與管壁接觸，但當(dāng)絕緣線芯進(jìn)入冷卻管后才開(kāi)始與管壁接觸。因此對(duì)于上傾式懸鏈線而言，冷卻循環(huán)水的流量過(guò)小，以及水位過(guò)低均會(huì)影響絕緣線芯在管道內(nèi)的狀態(tài)，以及增加線芯與管壁的摩擦力;同時(shí)冷卻水的使用不僅是對(duì)絕緣線芯進(jìn)行冷卻，它還起著調(diào)節(jié)絕緣線芯進(jìn)人冷卻段后的觸管點(diǎn)位置的作用，調(diào)節(jié)觸管點(diǎn)位置可以避免因線芯摩擦而產(chǎn)生的共振。 
(3) 上 、 下?tīng)恳�的走速要保持穩(wěn)定。在正常情況下，懸鏈線是通過(guò)懸垂控制器調(diào)節(jié)下?tīng)恳�，�?lái)滿足懸鏈線速度的匹配和張力的恒定。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，影響上、下?tīng)恳�走速的因素很多，如牽引自身的機(jī)械振動(dòng)，絕緣線芯上的水分帶到牽引皮帶上引起皮帶的打滑，懸垂控制器故障等都有可能影響下?tīng)恳�的走速。還 有上 、下?tīng)恳�的底座�?wèn)題。有些廠家在安裝時(shí) 
(4 )控 制 好導(dǎo)電線芯進(jìn)線角度。當(dāng)絕緣線芯出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，導(dǎo)電線芯在上牽引出線口和機(jī)頭中心點(diǎn)之間的抖動(dòng)會(huì)很劇烈。因此為了抑制此處的抖動(dòng)現(xiàn)象，我們?cè)诮宦?lián)機(jī)頭前加裝了一個(gè)進(jìn)線導(dǎo)輪，一方面可以緩沖上牽引與機(jī)頭間的振動(dòng)問(wèn)題;另一方面可以通過(guò)此處的導(dǎo)輪更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)導(dǎo)電線芯進(jìn)人十字機(jī)頭的進(jìn)線角度，避免導(dǎo)體與模芯接觸，防止導(dǎo)電線芯不能順利通過(guò)模芯而造成抖動(dòng)現(xiàn)象。導(dǎo) 輪 的安 裝示意圖見(jiàn)圖3，建議在安裝時(shí)使用一個(gè)托輪和一個(gè)配重輪，導(dǎo)輪與線芯接觸面的材料最好使用橡膠，其可以吸收導(dǎo)電線芯表面的絞紋與導(dǎo)輪接觸時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，這種方法雖然不能徹底解決抖動(dòng)問(wèn)題，但確實(shí)能很好地抑制抖動(dòng)的產(chǎn)生。 

(5) 減 輕 絕緣線芯與冷卻管壁之間的摩擦。從整個(gè)懸鏈線生產(chǎn)的原理分析，硫化管內(nèi)的線芯肯定是與管壁不接觸的;產(chǎn)生振動(dòng)的主要起因點(diǎn)是絕緣線芯在冷卻管內(nèi)的接觸摩擦。因此從理論上來(lái)看只要能解決線芯與管壁的摩擦問(wèn)題，就可以解決線芯的抖動(dòng)問(wèn)題，具體的實(shí)施方案如圖4。在靠近胖管的冷卻管內(nèi)依次裝人5一6個(gè)坡形導(dǎo)輪，托起向前移動(dòng)的絕緣線芯，以減小線芯與管壁的摩擦，這樣可以 

程序計(jì)算圖。由圖7中可以看出，開(kāi)始時(shí)溫度增加很快，當(dāng)時(shí)間達(dá)到10 h以后趨于穩(wěn)態(tài)，這和實(shí)際情況是一致的口 

4、結(jié)論 
為 了 計(jì) 算埋地電力電纜的載流量和溫度場(chǎng)分布，本文在有限差分的基礎(chǔ)上建立計(jì)算模型。本模 型可 以充分考慮電纜各層材料導(dǎo)熱系數(shù)和電纜周?chē)�媒質(zhì)對(duì)電纜溫升的影響。采用變步長(zhǎng)網(wǎng)格劃分方法從而減少計(jì)算工作量但仍可保證計(jì)算精度，可以對(duì)直埋電力電纜的暫態(tài)(如短路和過(guò)載)和穩(wěn)態(tài)情況進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)值模擬。本 程序 可 以完成以下計(jì)算:任意位置埋設(shè)電纜的溫度場(chǎng)分布計(jì)算;多根電纜溫度場(chǎng)分布計(jì)算;任意形式、截面的電纜的溫度場(chǎng)分布計(jì)算;不同土壤特性條件下的溫度場(chǎng)分布計(jì)算。采 用 本 文方法可預(yù)計(jì)地下電纜的溫度值，確保電纜在安全溫度范圍內(nèi)工作，對(duì)電纜的敷設(shè)和運(yùn)行有指導(dǎo)意義，具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。