硅烷交联电缆的质量改进

　 硅烷交联电缆同PVC绝缘电缆相比，具有良好的电气性能，载流量高和寿命长，同时即使在火灾条件下因它不会产生卤酸气而减少二次危害。它比PVC绝缘更具优越性，为世界各国共识，欧洲已不接受PVC绝缘电线电缆。目前用硅烷交联料制造的电缆已达到35kV电压等级，尤其批量少，交货急，规格多时更显其独特之处。从近几年电线电缆行业情况来看，对硅烷交联电缆需求量逐年增加，因此，了解和提高硅烷交联电缆制造质量对电缆制造者和用户都有重大意义。

最近几年，我国硅烷交联电缆得到迅速发展，这是由于许多电缆厂只知道生产硅烷交联电缆和生产聚氯乙烯电缆的工艺大致相同，却忽视所用材料不同，因此各个生产硅烷交联电缆的厂家都普遍发生以下类似的质量问题：绝缘线芯击穿、绝缘开裂、温水交联时导体进水、成缆线芯容易弯曲变形，以及大规格截面绝缘热收缩率不合格、小规格截面绝缘热延伸不合格、绝缘料的利用率不高，产品成本居高不下。

几年来，笔者走访过若干个电缆厂，结合本人的生产经验，对几个造成不合格原因进行分析研究，提出几项行之有效的改进措施，供参考。

1．绝缘线芯击穿和爆裂

硅烷交联电缆如与聚氯乙烯电缆一样采用紧压扇形导体结构，则在绝缘挤出、线芯转 盘复绕、成缆等工序中极易出现击穿或爆裂，致使电缆电气性能下降。

1.1 绝缘线击穿和爆裂原因分析

（1） XLPE的物理性能与PVC的不同，PVC料比较柔软、挤出后不存在应力集中，XLPE挤出成型后，绝缘因PE存在结晶结构而产生内应力集中，并且经交联处理后固化发硬变脆，应力大，容易受机械损伤。 （2） 紧压扇形导体绞合时容易在边角上产生毛刺，绝缘挤出时，同规格的电缆绝缘标称厚度较PVC薄，同时用以挤包在导体上PE熔胶机械性能较PVC差，毛刺容易刺破绝缘而击穿。并且紧压扇形导体边角较尖锐，对脆硬且应力大的绝缘层有较坏的影响，在绝缘挤出、复绕和成缆等工序中如操作稍有不当，绝缘线芯边角上的绝缘即使受到较小的机械力作用，都极易爆裂。 （3） 扇形绝缘线芯采用预扭成缆方式，容易造成电缆头尾弯曲变形现象，尤其大截面线芯这种现象更为严重，原因是成缆后的线芯自身旋转使电缆弯曲变形，同时预扭成会使绝缘和导体产生变形，扇形绝缘线成缆时如预扭不当，极易造成绝缘爆裂和导体松散现象。

1.2 改善绝缘线击穿和爆裂的工艺措施

硅烷交联电缆应采用紧压圆形导体结构，紧压圆形导体光洁圆整无毛刺，减少击穿的机率，而且消除了因导体自身缺陷造成绝缘大爆裂的隐患，同时，圆形线芯在成缆时不采用预扭方式而采用退扭方式，从而避免了绝缘爆裂和导体松散，也避免了线芯产生扭转力矩，消除电缆弯曲变形现象，电缆整体外形圆整了。采用紧压圆形导体电缆，本来对电缆施工、接头等均更方便，但有的施工工人，用平日套用扇型导体，非圆型紧压的线耳内孔套进圆型紧压导体时发现有点松，就怀疑导体截面小了。事实上导体截面没有小，只是压紧了，外径变小了。

2．交联时导体进水 2.1 导体进水原因分析 硅烷交联绝缘线芯采用浸入90℃左右温水中是为了使绝缘材料分子由线形结构变成网状结构，提高绝缘的机械性能，交联过程是必不可少的。以上所述，由于硅烷交联绝缘比PVC较脆，易刮伤，另外在订货量不大时，则绝缘线芯长度较短。为提高交联工艺生产效率，需把多条线复绕到一个线盘上进行浸水交联，复绕对扇形导体线会增加线芯绝缘刮伤爆裂的机率，虽可及时修补，但也难免温水交联时入水。 2.2 改善导体入水的工艺措施 绝缘线芯采用蒸汽交联方式，蒸汽交联不但可以解决导体入水现象，避免导体氧化变色，而且交联度的均匀性也有保证，热延伸率达到标准的要求。 3．绝缘线出现导体规格大时热收缩率超标，导体规格小时绝缘热延伸率不合格

3.1 原因分析 （1） 大规格导体在绝缘挤出时，牵引速度过快，造成挤出时拉伸比过大，PE熔胶受拉伸力作用下，大部分PE分子链会沿着拉伸方向取向，即分子链由原来的卷曲状态转变为伸直状态，冷却后取向排列的分子链受到冻结，拉伸比越大，分子链取向排列越规整。绝缘试样做热收缩试验时，被冻结PE分子链在加热条件下得到足够松弛，分子链由原来取向排列状态转变为卷曲状态，致使绝缘试样收缩，分子链取向排列程度越高，热收缩试验时，试样热收缩率越大，往往超过产品标准规定的热收缩率不大于4％的要求。 （2） 小规格导体在室温下挤包XLPE，由于这种PE料是一种易结晶聚合物，结晶容易产生内应力集中，尤其是较薄绝缘挤包在导体上受到在水槽内急冷作用，使绝缘层内表面易产生裂纹，存在内应力集中和裂纹，导致绝缘试样在做热延伸实验时容易断裂，不合格。

3.2 改善绝缘热收缩率和热延伸率不合格的工艺措施 （1） 牵引速度根据绝缘厚度和所期望的生产速度预先设定，速度快使拉伸太大，会使绝缘受到过分拉伸，产生热收缩率超标，也会增加熔体破裂的可能性。牵引速度应在不间断地监测绝缘表面状况的情况下，逐渐增大到所期望的数值，建议拉伸比控制在1.5-1.8。 （2） 螺杆转速应正确选定，太慢会延长物料在机筒内的停留时间，导致物料过早交联，转速太快将使物料剪切力和熔体受到的磨擦增大，从而也加大过早交联的可能性，转速建议控制在40－50转／分。 （3） 挤大规格导体绝缘时，采用挤压式模具，小规格导体绝缘挤出时采用挤管式模具，经过实践证明，这样有利于改善绝缘层的质量。

4．绝缘挤出换色排料过多 4.1 绝缘挤出换色排料过多原因分析 多芯硅烷交联电缆绝缘线芯与PVC绝缘电缆的分色一样，如用习惯方法采用颜色标识，分红、黄、绿、兰四色。在XLPE绝缘挤出工序中，为了避免在换色过程中有混色现象，就需排出大量的绝缘料，而且排出来的料不能回用，造成很大浪费，降低了材料的利用率。在挤聚氯乙烯料的过程中，聚氯乙烯可以回用，未造成很大浪费，如挤出较短绝缘线芯（200m以下），以上情况更为突出，排料比挤出电缆所用的料还要多。 4.2 改善绝缘挤出排料过多的工艺措施 根据国家标准GB6995.5-86电力电缆绝缘线芯识别标志第2款线芯识别，第2.1项"电力电缆线芯采用数字识别和颜色识别两种方法中的一种方法"。因此，硅烷交联聚乙烯绝缘电缆不沿用习惯分色而采用数字识别是允许的。多芯电缆绝缘线芯可采用同一种颜色如黑色作为本色，采用数字标识，这样可大大减少排料量，节约成本，而且绝缘线挤出灵活方便，生产效率得到提高。 用户在电缆安装接线时也很方便，因为每一线芯从头到尾都清晰地印着1、2、3、4中某一数字。在接入电源（母线或开关的出线处）或负载端时，只要用少许相色带绕缠以示相别即可。还有，同一种颜色如黑色作本色的四根线芯作低压线，则也增加低压网安全运行性能。我们访问过一些有经验的技术人员和配电工人，低压侧往往是红相对地绝缘电阻低，这是由于红色料所造成的。事实上，在电缆厂在对不同颜色的相线线芯做绝缘电阻浸水试验中也证实红色的差一些。

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写的不错，看了很受用，谢谢了

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多谢，受益匪浅！

非常感谢,如此热心的老师