漫談化學交聯電纜工藝和裝備的技術進步
電線電纜行業(yè)五十多年來，在規(guī)模、品種、設備、工藝、材料、科研和理論各方面都有了長足的進步，在機械工業(yè)中起著舉足輕重的地位，但和世界先進企業(yè)比起來還有不少差距，特別表現在設備和工藝裝備的技術進步等方面，現就有關交聯(XLPE)電纜生產過程中的一些設備和工藝裝備談一談發(fā)展及現狀。
1、交聯機組的技術進步
交聯聚乙烯絕緣電線電纜生產的主導設備是交聯機組，目前引進的交聯機組和國產機組約各占一半。現在，國產交聯機組在技術上幾乎可以與進口設備相比美，歷史上的交聯設備大規(guī)模的引進，迅速地縮短了我國(XLPE)生產技術上的差距。
從1970年沈陽自制第一臺1+1濕法交聯機組開始，幾年內就有十多條濕法機組投入生產。八十年代從國外買進了二手機組，有的廠引進了美國機組，出現了1+2的干法交聯，此時使用的電纜料大部分是進口。
九十年代初通過技術整頓，使生產廠才意識到先進設備，材料處理和生產環(huán)節(jié)的清潔等的重要性，于是大量地引進了三層共擠、干法交聯、外徑或分層顯示、PLC程序控制等。工作地和材料間也實現了凈化處理。
這些技術的改進、表現在產品的質量提高了，減少了絕緣中的雜質和微孔，半導電層界面光滑，外徑均一，偏芯度減少了，提高了電纜的局部放電水平。
在交聯機組改進的同時一些先進的控制系統(tǒng)也在不斷地提高，像德國SIKORA公司93年提供的外徑指示儀為WODER X303，只能指示外徑等參數，到94年已提高為X-8000，可以分層指示外徑、厚度等偏芯參數，并提供了CSS2純凈度掃描監(jiān)控，在線雜質檢測系統(tǒng)，多數交聯機上配備了線芯預熱裝置，交聯管進口處配置了防偏芯的處理裝置EHT或線芯轉動裝置TWINROT，絕緣應力松弛裝置RELEXATION等，中高壓電纜采用超凈或特超凈料，半導體也采用了超光滑料，材料間和操作間也都進行了凈化處理，這些都標志著交聯機組進入了更高一代的技術水平。
使用這些新設備不但提高了質量，也節(jié)省了材料，降低了產品成本，自從采用了X-8000和線芯轉動裝置后，調整好偏心，基本上可以保持設定的厚度和偏心度，偏心度在4%以下，肉眼觀察不出偏心現象。有一批35kV240mm2交聯電纜在安裝時發(fā)現電纜附件內徑太大，經過逐盤檢查電纜絕緣厚度和外徑完全符合標準規(guī)定，這是由于電纜附件按老習慣，采用加厚絕緣厚度來配置的，造成配套不適用。由于采用X-8000可以直觀地看到整批電纜的外徑變化，不用擔心絕緣厚度小于最薄點的規(guī)定，更不需加大厚度來保證絕緣尺寸，材料可以大量地節(jié)省下來，就比例來看不計算半導體用量，僅絕緣料即可節(jié)省4-6%，從長遠來看采用先進的技術是合算的。
九十年代初期，歐洲一些電纜廠的交聯機組在改造，改造的主要內容就是加長交聯管，有的廠廠房長度不夠，冷卻管就沖出了廠房外裸在露天，下牽引處加一簡易小房，交聯好的線芯再引入主廠房收線，這種改造主題很明顯----就是提高交聯的速度，比較典型的是德國KAISER電纜廠，中壓交聯機管道總長是220m。
這種加長交聯管的設備在九十年代末期在國內引進的設備中也有多臺，像遠東、馬橋、常州和吳江等廠，交聯機長度在174-----200m之間。
交聯管加長后其效果如何，日本在80年代就有文章介紹，如表一，表中比較了干法和濕法速度的不同，并比較了線芯預熱和不預熱的速度比較，交聯的條件是，懸鏈式交聯機，交聯管全長都是120m。
當交聯管由120m加長到182.8m后（懸垂長度為78.2m）以35kV500mm2為例，線速達到5.64m/min提高近50%。
德國TROESTER也作過計算，老設備加熱管38m，冷卻管67m（全長105m），新設備加熱管為66m，冷卻管99m（全長165m），線芯都進行了預熱120℃，對300mm235kV銅芯速度可由3.2m/min提高到4.9m/min，提高了1.53倍，對300mm210kV銅芯，可由6.9m/min提高到12m/min，提高1.74倍，加熱管加長了28m，為1.74倍，對中低壓電纜來說，線速與加長管子的倍數成正比。
對加熱管加長可以提高速度都可以理解，改造起來也比較簡單。
對于交聯機組和德國SIKORA的測偏系統(tǒng)，在今年的線纜會議上有了一些最新的了解，除了所說的那些外還有一下幾個：
1、距業(yè)內人士說德國SIKORA的測偏系統(tǒng)對內屏的厚度和偏心度實際上沒有實施測量，只對絕緣層和外屏進行測量，內屏的數據是通過計算得出來的；
2、快速交聯線：麥拉菲爾研制的快速交聯線的理論速度能達到120m/min，其一個最大的特點就是生產線長；
3、麥拉菲爾的CTC系統(tǒng)：該系統(tǒng)是連續(xù)還規(guī)格而不需要停車的系統(tǒng)，在會上演示了240～95mm2的更換。該系統(tǒng)的使用對提高生產效率和降低產品廢品率是很有效的。假設連續(xù)開車2個禮拜，每2天更換一次規(guī)格，其生產效率可以提高5％，廢品率可以降低73％；
4、交聯料：抗水樹的交聯聚乙烯（TR-XLPE）在以后的電纜行業(yè)是一個大的趨勢，在1993年北美地區(qū)使用的全是普通的XLPE，而在2000年北美已經全部使用TR-XLPE�，F在在國內部分電力公司招標文件中，已經要求使用TR-XLPE。
2、化學交聯聚乙烯絕緣料
我國是一個塑料生產大國，也是塑料消費的大國，聚乙烯年產約200萬噸，其中電纜工業(yè)用可交聯的樹脂牌號太少，僅金山石化的DJ-210或200，大慶的19E，茂名和齊魯也有一部分牌號，數量都很少很難買到，而多用薄膜料代替。
目前交聯聚乙烯絕緣料都是二次加工的質量很不穩(wěn)定，只能用于10kV等級；對于35kV以上等級大部分采用進口料，35kV及以下電纜料每年將達到4萬噸以上，這對于石化工業(yè)來說是一個小數，不值得在這方面投資。從國外來看卻不是如此，以北歐化工為例，95年年產聚乙烯44萬噸，電纜料占35%,按人民幣計算一般聚乙烯為6000元/噸，交聯料近12000元/噸，增值近一倍，經濟效益還是可觀的，因此，國內電纜料二次加工廠家已有30余家，而且大部分設備都是引進的。聚乙烯本身的電氣性能非常優(yōu)越，經過二次加工后容易進入各種雜質，使交聯料性能下降了，特別是電纜料用樹脂都是小袋(25kg)包裝，在裝袋、運輸、拆袋等各個環(huán)節(jié)上都有雜質進入，工序越長，雜質進入機會越多，在混料過程中尚無雜質檢測的情況下，應減少加工次數。
98年電線電纜譯叢介紹了日本三菱公司MDTV生產工藝的文章，MDTV主要生產高壓或超高壓交聯電纜，三菱公司樣本中一篇文章“交聯聚乙烯絕緣雜質清潔體系”如圖1所示，處理后的雜質數如表2所示。
在日本這樣的系統(tǒng)稱為自混系統(tǒng)，最大的特點是樹脂用罐車進入除塵室，減少了大量污染。如果交聯料中的雜質不加以控制，材料和操作間的凈化處理就等于虛設，根據表2數據材料已達到了超凈級，用于35kV交聯電纜足以達到要求了，只要將袋裝樹脂處理清潔，借鑒圖1系統(tǒng)就可以自己混料，大大地降低成本。
自混料用聚乙烯約為7000元/噸，加上交聯劑，抗氧劑或耐候黑色添加劑等，每噸再增加約1000元，將節(jié)省下來的錢，增添雜質檢測儀和凈化裝置，可以提高交聯電纜的整體質量。
3、交聯電纜用導電線芯
歐洲一些電纜廠使用銅鋁導電線芯采用單芯實導體，不但在架空絕緣電纜上使用，在電力電纜上也使用。
實芯導體優(yōu)點很多，在(IEC)導體標準中已經列入了這一結構，但在國內尚未推開，它的優(yōu)點如下：
⑴導體外徑最小，無空隙不會吸潮。
⑵導體外面最光滑，可以不用內半導體。
⑶銅鋁導體都已退火，柔軟性可以滿足施工要求。
⑷電纜附件配套容易，已有的附件廠做過。
⑸由于外徑小，各種材料都可少用，因此成本是最低的。
⑹由于以上原因特別適用于絕緣架空電纜。
關于絞合導體在國內發(fā)展的趨勢是，管絞（小截面），籠絞、叉絞到框絞，框絞也是近些年發(fā)展起來的，在96、98年亞洲電線電纜展覽會上展出過一種意大利的新型絞合設備（大型束線機），其資料介紹不但可以生產緊壓圓線，并可以生產緊壓扇形線，資料中介紹了圓形緊壓導體的尺寸如表3，生產范圍可到240mm2（四層結構），八種規(guī)格僅用了兩個單線直徑，單線從成盤的線卷中放出來經過帶牽引的壓輪，將單線壓或拉成一定形狀，分層進入分線板進行絞合，其生產能力和框絞做一比較，如表4和表5。
從表5中看出仍是單倍節(jié)距，從兩個表的比較看出用束線的生產能力大約比框絞高2-3倍，這說明了大截面已由籠絞、叉絞、框絞進入第四代的束線。
在國外這種設備的使用還不普遍，但其優(yōu)點已經說明它是有生命力的。
4、纜芯成纜
目前成纜機大部分是籠絞，一部分用了盤絞，它們都是龐大的設備，像籠絞成纜機一般轉速不大于150rpm（小型）、大型的不大于20rpm、盤絞機也只有10～50rpm，生產效率是很低的。對于固定敷設用的電力電纜和控制電纜如果使用S-Z成纜則生產效率可以大大提高，并且可以和擠出機組組成連續(xù)的生產線，S-Z成纜-包帶-擠外護套。
西門子公司就有這一形式的生產線，生產規(guī)格為塑力纜5×16mm2分色的絕緣線芯是成盤放線，距離很長，經平臺（可能有儲線裝置）進入雙輪轉動的S-Z頭，連續(xù)的包帶扎緊后進入擠出機擠包外護套，速度大約在150m/min左右，生產線全部是計算機控制。目前國外的S-Z形式很多，像英國鋁線鎧裝機是一種，在通訊電纜中用的更多.