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电力电缆的品种发展和产销动态 - 无图版

hailiang --- 2007-08-17 14:14:47

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电力电缆的品种发展和产销动态
    ⑴ 不滴流油纸绝缘和充油电缆
    近十年来中低压油纸电缆已基本淘汰,但用于水底敷设的海缆,仍较多地采用铅包不滴流油纸电缆。油纸铅包电缆重量较重,电缆可沉没于海底、飘浮的电缆会在岩石上磨损并受到锚害。采用铅包油纸电缆比铅包交联电缆价格便宜,该产品受到一些用户的欢迎,国内上海和红旗电缆厂更具有一定优势来提供上述产品。对于110~220kV油纸绝缘充油电缆,我国已有着悠久的制造历史和丰富的使用经验,且产品的介电性能稳定,价格公道,深受用户欢迎。同时改型的纤维纸,介质损耗较小,在高压和超高压电缆中,如用户没有提出特别防火要求时,充油电缆的应用,还将有一段较长的时期;
    ⑵ 聚氯乙烯绝缘电缆
    聚氯乙烯绝缘电缆简称PVC塑力缆,由于产品结构柔软,易于弯曲,生产工艺简单且价格便宜,在90年代后在我国进入了最为辉煌的年代,约有几百家电缆厂生产PVC塑力缆,年产量最高可超过12万km/年(三芯),年产值100亿元。特别是国际GB 12706-91产品标准公布后,产品质量稳步上升,导体采用紧压扇形结构,电缆结构圆整密实,护套表面光亮,印字清晰,部分产品远销东南亚各国。由于PVC塑力缆温升载流量低,夏天过载时易发生热击穿,绝缘燃烧时,卤素材料释放出氯化氢有毒气体使消防人员中毒,其着色料(红色)会导致绝缘电阻下降和电容系数上升使开关频繁跳闸等等弊端。我国约有1/4~1/5的产品为硅烷交联所代替,但PVC塑力缆在我国还将占据着较多的市场份额。
    ⑶ 硅烷交联电缆
    早在80年代中期,上海电缆研究所和湘潭电缆厂就联合开发了硅烷交联绝缘电缆,硅烷交联是低温交联,生产企业不需要增加多少技术措施,可在现有设备上生产,绝缘中不含卤素,完全克服了PVC塑力缆存在的缺点。硅烷交联又名温水交联[1],由于是吸水后进行交联反应,绝缘中含水量仅100~200ppM,和干法交联绝缘中含水量一样,绝缘品质也和中低压干法交联电缆完全相同。近年来该产品发展非常迅速,我国已有一百多家企业开发了这项新产品,1998年产量达2.5万多公里(三芯)。在西方发达国家中,约有一半PVC塑力缆被硅烷交联绝缘电缆所代替,我国也正向这方面努力,以满足城网改造的需要。硅烷交联生产工艺可分为下列几种方式[2]:
    ① 二步法工艺;又称Sioplase E,美国Dowcorning公司开发,由塑料厂提供聚乙烯接枝料(A料)和含催化剂或着色剂的B料,由电缆厂按一定比例相混和,可在普通的挤出机上生产,并在温水槽中进行交联反应。为防止温水污染产品,现已改用在蒸汽房中进行交联反应。如在水槽中采用不锈钢线盘,既可防止污染,又可以提高反应速度,生产工艺简便,产品质量稳定。但绝缘料价格较贵,且存放期最好不要超过半年。
    ② 共聚法工艺;近几年来一些大型的塑料公司如日本的三菱油化、美国的UCC以及北欧化工等公司提供的A料是在大型高温高压反应釜中生产的共聚料,其产品性能更较接枝料优越,但材料价格也较其它料更贵一些。
    ③ 固相一步法工艺;又称Siloxen工艺,为德国Kable Metal公司开发,广泛地在中国和东南亚各国流传,该料已由绝缘料厂均匀混和,电缆厂不必重新配制,由于绝缘料未经接枝,存放期可达一年。其缺点是挤出温度最高可达240℃,挤出工艺较麻烦,由于挤出温度高,产品质量较难控制,掌握其生产工艺后,产品质量才有保证。
    ④ Monosil一步法工艺;该工艺不要由绝缘料厂提供绝缘料,可采用液态硅烷由计量泵自动计量和输送到挤出机系统,并采用绝缘基料(粒料)经自动称量后送入长径比达1:30的挤出机中完成挤出工艺。该设备由瑞士Maillefer和NKF、BICC等公司联合开发,设备投资较大,但产品质量稳定,绝缘基料价格较低,且不存在缘料的贮存期问题。我国为发展中国家,拥有monosil一步法设备的企业很少,在100多家企业中仅占4~5家。
    在这次城网改造中,硅烷交联是PVC塑力缆的更新换代产品。国内一些较大的供电局;如上海、北京、天津等供电局,已明文规定不再在配电网中采用PVC塑力缆,硅烷交联电缆的产量有可能成倍增长,预计年产可达4~5万km/年。
    除1kV等级硅烷交联电缆外,10kV硅烷交联电缆也有5家企业生产,对于品种规格变化较多和电缆长度较短的供货批量,采用10kV硅烷交联更为经济。如采用CCV生产线生产,废品率极高,为此在10kV交联电缆生产工艺中,应保持10kV硅烷交联生产线的一定比例,才能均衡生产。
    ⑷ 干法交联电缆
    早在80年代中期,上海电缆研究所就协助沈阳电缆厂向瑞典引进了一套干法CCV交联生产线,生产中高压交联电缆。并进行了引进技术的消化吸收及交联电缆的基础研究工作,制订了产品标准。90年代初GB 12706-91国标正式发布,中低压交联电缆得到了蓬勃的发展。各电缆企业纷纷从国外引进CCV干法交联生产线,如NOKIA, Davis,TROESTER和Royal等国外较著名的设备制造公司。同时也引进了国外的生产技术,提高了交联电缆的产品质量水平,部分交联电缆还向东南亚和阿拉伯等国家出口。在中压电力电缆领域内,交联电缆已基本上取代了油纸电缆,交联电缆的产量由原来的年产1,000多km增加到10,000多km。随着电缆用量的增加,交联电缆在运行中击穿放炮的次数也逐年增多。上海电缆研究所作了交联电缆的运行可靠性研究和统计,国产交联电缆的击穿故障率高达0.5次/年-100km左右[3],欧洲等发达国家已下降到0.2次/年-100km,主要是国产交联电缆的生产环境较差,灰尘等杂质容易进入电缆绝缘,同时生产工人仅凭经验操作,不按科学的交联生产工艺计算机软件操作,同时有些电缆厂管理不善,有些产品不进行局部放电试验就将产品出厂了。上海电缆研究所贯彻了机械部“技术进步”的政策,对国内17条CCV交联生产线进行了整顿验收,改变了交联电缆的生产环境,提高了产品质量。国产交联电缆产品已和发达国家进口的产品不相上下了。近年来我国交联电缆生产线已超过100多条,其中有三分之一可以生产高压交联电缆,生产能力大大超出市场需求数量,由于城网改造的需要,从1999年开始,年需求中压交联电缆约3.5万km/年。产品价格大幅度下跌,企业处于市场剧烈的竞争之中。对于110kV高压电缆已有沈阳、郑州、上海和山东电缆厂于去年通过产品鉴定,1998年生产110kV高压电缆约400km/年,年需求量约500km/年。1999年110kV高压交联电缆的年需求量将成倍上升,年需求量可能要达1000~1200km/年。但通过产品鉴定的企业将增加到13家,到2000年后,国内将有25~30条高压交联生产线启用,市场竞争的剧烈程度将超过中低压电缆。对于220kV超高压交联电缆,上述四家电缆厂均已通过产品技术鉴定,将由上海电缆研究所承担的按IEC WG 11-97建议的高电场热循环予鉴定试验后(已建议作为型式试验考核),才能推向市场。上海电缆研究所已按照电缆行业的要求在1999年上半年建成了上述试验基地,已经投入使用。
    ⑸ 架空绝缘电缆
    在城市供电系统中,高压线和绿化区都要占有一定空间,空间走廊日益狭小,线树矛盾突出,触电伤亡事故不断发生,架空绝缘电缆的应用就特别受到青睐。1990年上海电缆研究所获得了开发1~35kV架空电缆的基金项目,在上海市电力局供用电研究所协助下,进行了研究试验和产品开发工作,在江苏江阴和浙江兰溪电缆厂进行1kV和10kV架空电缆的研制和生产。并在上海电网系统中推广应用。1992年上海市受到台风袭击,架空电缆的电杆断裂,架空电缆落地,但供电没有中断,产品得到了用户的称赞。同年还制订了架空电缆国家标准GB 14049-93。1998年年产10kV架空电缆约3万km/年,在城网改造中,估计年需求量可达5~6万km/年。绝缘采用PVC,HDPE, XLPE等耐候绝缘料,今后将大量采用XLPE交联绝缘料,导体分铜、铝和铝合金等硬拉结构,在拉断力要求高,杆塔跨距大的线路中可采用钢线作承载线,我国东北林区还采用钢芯铝绞线结构,国内各电缆企业均可生产。
    ⑹ 五芯电缆
    在塑料电力电缆国家标准GB 12706-91中仅考虑到低压三芯、四芯电缆,其中第四芯是为了输送电力系统在不平衡状态下产生不平衡电流以及短路电流。这就是3加1的四芯电缆,中心线大小由不平衡电流及短路电流来确定,但一般不得小于相的1/2。到90年代,原属电气装备系统中一些电缆,例如建筑、船用、矿用电线电缆,输送容量愈来愈大,并且对电缆产品的功能要求愈来愈多,随着计算机广泛应用,电路中非线性阻抗大量增加,造成三次谐波电流在中性线通过时电流很大,达到了相电流同样大小水平,这样中性线PN线要求扩大到相线截面水平,即所谓4等截面。为了便于设备,仪器接地保护需要,又增加了第5线芯即PE线。这就是五芯电缆。很多电缆企业研制了五芯电缆以满足不同用户要求,有3+2芯及4+1芯二种结构。建筑部门多数需要4+1芯结构。其它用户也有要求3+2芯结构,五芯电缆以圆形电缆居多,并用迭代法编制计算程序,设计出5芯不等截面电缆的外径和结构尺寸、还有设计了五芯瓦型电缆结构,四川电缆厂还得到该结构的国家专利发明证书。在国外也较多地采用五芯电缆,英国BICC公司采用金属屏蔽层作为第四或第五线芯,该结构有如下一些优点。
    ① 采用铝导线作金属屏蔽,用以防止外来的各种电气干扰,并可作为PE线或PN线。对四芯电缆,该层即为PE线。
    ② 采用细钢丝金属屏蔽层作电磁屏蔽,以防止各种外来的电和磁的干扰,又称全屏蔽电缆,电磁屏蔽层,又是PE或PN线,这种结构得到了各种用户的欢迎,需求量也愈来愈多。
    对于五芯电缆应采用何种产品结构,对PE线和PN线截面应采用多大的尺寸,应根据我国的具体情况,进行调查研究,在即将进行的国标修订中全面考虑。
    ⑺ 阻燃、耐火等其它电缆品种
    在电力电缆中,以使用有卤阻燃电缆为多,也有使用低烟无卤电缆,阻燃电缆的等级按国家标准规定可分为A、B、C三类,型号用ZR表示。在某些企标中,对阻燃等级最高的A类产品用GZR(即高阻燃)表示。对1kV电缆可适当采用各种阻燃材料来达到三种不同类别的标准;但10kV交联电缆还没有阻燃绝缘料,要依靠采用不同的填充料和护套料和采用不同截面大小来达到B或C类标准。一般达到B类标准时就要求采用较大的电缆截面。如要达到A类标准,可采用隔氧层(又称隔火层)结构,上海电缆厂已于前年申请了隔氧层电缆结构的专利。即在10kV电缆外挤包一层含高阻燃剂的树脂材料,现在已有较多的电缆厂采用含高阻燃剂的橡胶带或玻璃布带绕包,含高阻燃剂的玻璃布带又称隔火带已在市场上推广应用了。
    在某些重大工程项目中,需要一种在火灾中仍能持续通电的保安电源,以便灭火报警、照明、通讯和救火之用,称耐火电缆。耐火电缆绝缘与护套应是阻燃电缆,并在导体上包上1-2层云母带,合成氟金云母在110℃下仍不失去机械强度,产品型号为NH。为保持云母带在加工中的机械强度,加包一层聚酯带有着更好的效果。如不采用含氟的云母带,还可制成无卤耐火电缆,该产品更受到用户的欢迎。
    ⑻ 电力电缆的接头附件
    油纸电缆附件用铁壳头和环氧头已逐渐淘汰,代之而起的是热收缩附件,由我国长春应化所开发并使用,上海电缆厂也和美国瑞侃公司合作生产热收缩附件。上海电缆研究所在90年代初承担了国家基金项目开发了架空电缆全套金具及附件,由武汉、长沙和无锡等附件厂组织生产,并制订了附件国家标准,基本上满足国内中低压电缆的成套供应,在90年代中上海电缆研究所协助广东南海附件厂引进了西门子公司的全套硅橡胶予制附件,长沙附件厂也引进了该项技术,中低压电缆附件已全部配套齐全。110kV高压电缆预制终端和SF6终端可由上海电缆研究所为主体的三原附件公司提供,并正在开发110kV预制连接盒。今年三原公司又与日本住友合作,共同生产220kV终端,全封闭终端与单一橡胶件预制式连接盒,目前正在电缆所进行预鉴定试验。国内能提供高压电缆附件的还有沈阳电缆厂早年在上海电缆研究所协作下引进的瑞典Kabledon生产技术,也可提供110kV预制终端和模塑连接盒,沈缆也和日本古河合作生产高压电缆全套附件。除此以外有些电缆厂还向美国G&W公司和Elasmould公司进口一部分高压电缆附件,以满足城市电网改造的要求。
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