一、 交联电缆用的原材料和半成品

1. 导体

交联电缆的导体绝大多数为圆形铜、铝绞线。也有实芯导体，1kV以下可采用扇形导体。

圆单线质量要求：表面光滑、无油污、无变黑、无碰伤、无划伤等。

交联电缆导体必须采用紧压线芯。这是为避免在交联管道中的高温、高压下将屏蔽料和绝缘料压入绞线间隙而造成废品；同时还可以阻止水分沿导体方向渗入，从而防止水树枝的产生与发展。可见，紧压工艺是保证电缆运行可靠性的一项关键措施。

2. 绝缘料

交联电缆用的绝缘料是：交联聚乙烯。

交联聚乙烯的大致组成为：聚乙烯：抗氧剂：交联剂=100：0.3~0.5：1.5~2.5。

为保证绝缘料的清洁（生产的产品合格），包装物必须保证完整无损，凡有包装损坏的绝缘料不得使用。

35kV及以上的交联电缆，要求使用超净料。

3. 内半导电料

内屏蔽料用于交联电缆的导体屏蔽，长期工作温度为90℃，20℃时体积电阻系数不大于1×103（Ω·cm）。

内屏蔽料有交联型和非交联型两种，交联型可避免过载或短路时内屏蔽料变形或向导体间隙流动，非交联型材料加工和挤出都十分方便。

4. 外半导电料

外屏蔽料用于绝缘屏蔽，耐温等级与绝缘料相一致。

外屏蔽料分为易剥离型（剥离强度为8~20牛顿/10毫米）、可剥离型（剥离强度为20~40牛顿/10毫米）和不可剥离型三种。26/35kV及以下的交联电缆，为施工方便而要求采用易剥离型或可剥离型外屏蔽料，26/35kV以上的交联电缆，应采用不可剥离型外屏蔽料。

5. 护套料

交联电缆的外护套一般应采用耐温90℃的聚氯乙烯电缆护套料，与电缆的工作温度相一致。

6. 屏蔽铜带

额定电压大于0.6/1kV的电缆应有金属屏蔽层。金属屏蔽层一般采用铜带（多见）或铜丝（少见）。金属屏蔽层除了可保证绝缘屏蔽为地电位（中性点）外，还可使接地故障电流通过。

7. 铠装钢带/钢丝

交联电缆的铠装层一般采用钢带或钢丝。钢带铠装层可承受径向压力，钢丝铠装层可承受轴向拉力。

交联电缆的铠装钢带有涂漆钢带和镀锌钢带两种。

8. 内衬层

内衬层主要起成缆时的扎紧作用。其材料要求为不易吸湿且与绝缘层具有相匹配的耐温等级。可采用聚氯乙烯带、聚酯带、无纺布带等。

9. 隔离套

隔离层是为了防止金属屏蔽层（铜）和外面的铠装层（钢）形成原电池而加速腐蚀。因此，铠装交联电缆的隔离层必须是不透湿的挤包隔离护套。一般采用与护套相同的聚氯乙烯护套料。

10. 填充

填充是为了使电缆成缆后圆整。其材料要求为不易吸湿且与绝缘层具有相匹配的耐温等级。A级阻燃电缆采用石棉绳，其它电缆采用普通填充绳。

二、 交联机组（简介）

1. 收放线

为保证生产的连续性，最好采用双收、双放，当然储线器（一般可储100米以上）是必不可少的。收放线多采用龙门式的，也有采用地轴式的。

2. 上牵引

上牵引要求摩擦力大、牵引稳定、转速均匀、不“打滑”，以确保悬垂度控制的稳定。

国内大多采用单牵引轮，直径在1500mm以上，调速范围在1.2～20米/分，有的为了增加摩擦力而在牵引轮外附加皮带压紧导线。

3. 挤出机

挤出机由机筒、螺杆、机头、传动部分组成。

机筒采用硬质合金制造，材料硬度要求达到洛氏75～76，机筒加热以油加热为好——温控比电加热稳定，但加热系统复杂，热量损失较多。

螺杆采用不锈钢或氮化钢制造，硬度略低于机筒硬度，一般为洛氏65左右。

机身和螺杆应具有强制冷却能力，机身可风冷，螺杆可水冷。

由于挤出粘度较大（尤其外屏蔽料），所以挤出负荷较大，最好采用压力表监视挤出压力。

⑴ 内屏蔽挤出机

由于内屏蔽的结构用量小，一般采用Φ65机。

内屏蔽料中的填料成分比较多，挤出过程中的摩擦热较大，因此螺杆不宜过长，一般长径比选20∶1，压缩比选3∶1，转速范围在10～60转/分左右。

另外，最好配套安装自动加料和预先干燥装置。

⑵ 绝缘挤出机

由于绝缘层的结构用量较大，普遍采用Φ150机。

螺杆长径比一般为25∶1，压缩比为2.5∶1～3∶1，转速范围在9～45转/分左右，出胶量应达到200公斤/小时以上。

另外，最好配套安装自动加料和预先干燥装置。

⑶ 外屏蔽挤出机

外屏蔽的结构用量比内屏蔽略大，一般采用Φ90机。

一般长径比选20∶1，压缩比选3∶1，转速范围在14～41转/分左右。

⑷ 机头

1+1+1机头：太落后已被淘汰。1+2机头：现在比较多见。0+3机头：较少，先进。

采用1+2机头或0+3机头，使层间接触紧密，消除了气隙，避免了层间污染，从而提高了电缆的电性能。

4. 交联管

由于交联管承受高温、高压（力），应选用无缝钢管，最好是不锈钢管，管径为200～300mm。

交联管可分为悬链式和垂直式两种。长度分别约为120米和100米，垂直式的偏正芯容易控制，但费用较高。

交联管的加热多为变压器加热（干法），以交联管壁作为变压器的二次回路，其热效率很好。

5. 下牵引

为了确保牵引稳定运行，下牵引最好采用两个牵引。第一个为牵引轮，第二个为履带式牵引。

6. 水气与电气控制部分

水、气控制可分为自动和手动，一般安装在机头附近，由机长负责指挥调控。

电气控制部分分为集中控制（总控台）和分散控制（各控制屏）。

7. 仪表操作维护规程（随设备不同而差异较大）——略

三、 交联工艺

1. 交联基本原理

为了使聚乙烯提高耐温等级，我们可以采用化学或物理的方法使其变成体型分子结构，这就叫交联。

化学法交联就是在聚乙烯中加入一定量的交联剂（常用过氧化二异丙苯——DCP），在加热到一定温度时迅速分解生成游离基，游离基不稳定，它夺取聚乙烯分子中的氢，使聚乙烯分子变成大分子游离基，它们的相互结合就形成了体型分子结构。

2. 交联度与工艺参数

交联度是电缆热性能的一个重要指标。一般采用热延伸法测量（200℃下承载20牛顿/厘米，15分钟时的伸长率）。

⑴ 温度

交联过程是在硫化管的加热段内完成的，硫化管的温度越高，交联度也越高（其它因素不变时）。一般来讲，考虑到各种因素，干法交联的硫化管温度在290~310℃左右为宜。

⑵ 线速度

很显然，线速度越高，生产效率也越高，但交联度会变低（其它因素不变时）。一般来讲，线速度受以下几个因素控制：

① 额定电压：电压越高，绝缘越厚，交联速度越慢，因此线速度越受限制。

② 电缆规格：截面越大，要求挤出机的出胶量越大，因此线速度不能太快。

③ 冷却水温和水位：冷却水温低、水位高，对冷却有利，但对交联度不利。

④ 硫化管：温度越高、管路越长，线速度越可加快。

⑶ 挤出温度

挤出温度主要取决于原材料的配方。要求挤出的材料既充分塑化又没有先期交联。

3. 屏蔽与绝缘层的挤包

⑴ 内屏蔽层的挤出

l 挤出温度

内屏蔽料分为交联型和非交联型两种。前者温度控制要求更高。由于材料、设备的不同，挤出温度也有差异。但挤出温度的选择原则是：

① 总原则：要求挤出的材料既充分塑化又没有先期交联。

② 加料段：温度不宜过高。以免料粒过早软化或粘连，造成出胶量减少或不均。

③ 导胶管：温度不宜过低。否则机身压力过大，易损坏设备。

内屏蔽挤出参考温度（±5℃）

由于内屏蔽料伸长率较小，挤包要求紧密，表面要求圆整，故采用挤压式模具。

内屏蔽层应均匀，表面光滑、无明显绞线凸纹，不应有尖角、颗粒、烧焦、擦伤痕迹。厚度以工艺性良好，经济合理为准，一般取0.5~0.8mm。

l 模具选择（挤压式）

内屏蔽层模芯孔径D1 = 导体直径d +（0.3～0.6）

孔径过大，易造成偏心；孔径过小，易产生竹节。

内屏蔽层模套孔径D2 = 导体直径d + 2 × 内屏蔽层厚度t1

⑵ 绝缘层的挤出

l 挤出温度

绝缘料为交联聚乙烯。由于材料、设备的不同，挤出温度也有差异。挤出温度的选择原则与内屏蔽层相同。

绝缘挤出参考温度（±5℃）

绝缘层要求无气泡、杂质等；厚度六点平均值不小于标称值，最薄点不小于标称值的90%－0.1。

l 模具选择（挤压式）

绝缘层模芯孔径D3 = 内屏蔽后直径D2 +（0.5～0.8）

孔径过大，绝缘易形成“耳朵”；孔径过小，易刮伤内屏蔽层。

绝缘层模套孔径D4 = 内屏蔽后直径D2 + 2×绝缘层厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

对于三层共挤设备：

绝缘层模芯孔径D3 = 内屏蔽层模套孔径D2

绝缘层模套孔径D4 = 内屏蔽后直径D2 + 2×绝缘层厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

⑶ 外屏蔽层的挤出

l 挤出温度

外屏蔽层采用半导电绝缘屏蔽料。由于材料、设备的不同，挤出温度也有差异。挤出温度的选择原则与内屏蔽层相同。

绝缘屏蔽挤出参考温度（±5℃）

外屏蔽层应均匀，表面光滑、无明显绞线凸纹，不应有尖角、颗粒、烧焦、擦伤痕迹。厚度以工艺性良好，经济合理为准，一般取0.5~0.8mm。

l 模具选择（挤压式）

外屏蔽层模芯孔径D5 = 绝缘后直径D4 +（0.5～0.8）

孔径过大，易造成偏心；孔径过小，易产生竹节。

外屏蔽层模套孔径D6 = 绝缘后直径D4 + 2×外屏蔽层厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

对于三层共挤设备：

外屏蔽层模芯孔径D5 = 绝缘层模套孔径D4

外屏蔽层模套孔径D6 = 绝缘后直径D4 + 2×外屏蔽层厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

4. 交联工艺（干法）

干法交联设备与湿法交联设备基本相同，只有交联管路的加热方式不同，干法交联是采用电热辐射加热。

干法交联管道温度与线速度、管道加热段长度、冷却段长度、电缆规格等密切相关。

交联管加热段温度控制范围参考表（±10℃）

干法交联因为加热温度较高，高聚物会发生氧化降解，因此需要惰性气体加以保护。氮气由于来源丰富、价格便宜而被广泛采用。

交联型屏蔽料，特别是绝缘料中含有交联剂（过氧化二异丙苯），在高温下的分解产物及交联副产物等小分子会变成气体，如果没有压力的控制，就会形成较大的气泡，所以，交联反应一定要在压力下进行，一般在0.7~1.2MPa。

5. 开停车程序

⑴ 开车前准备

① 选择封闭垫及配模：按生产的电缆规格准备好上、下封闭垫和模具，并装机。

② 挤出机加热及保温：为使挤出机温度满足工艺要求，应提前3～4小时升温。

③ 穿牵引线：将牵引线从上牵引引至下密封，并绕在下牵引轮上，连接在收线盘上。

④ 导线接头：将导线与引线用接头钢管（最好是铜管）液压连接，放线盘升到位，张力适当，储线器储满导线。

⑤ 牵引与收线：按工艺要求选择上、下牵引，辅助牵引，收线的档位。

⑥ 屏蔽料干燥：屏蔽料应在使用前进行干燥，温度40～60℃，时间为4小时以上。

⑦ 收线：按计划长度选择收线盘，调好排线节距、限位、排线导轮的角度。

⑵ 开车

① 走线：调好上、下牵引，并使其同步。

② 张力调节：调节下牵引使导线张力适当，投入悬控器，当悬控器指示为零或摆动不大时，意味着张力调好。调好收放线张力。

③ 挤出机启动：走线后先启动内屏蔽机，调好后分别启动绝缘和外屏蔽机，当各层厚度、偏心度外观质量调好后，（待牵引线出下封后）将下封闭封好。

④ 水气工艺：开启水泵使冷却水进入冷却管道。

⑤ 封上封闭器：挤出机调整完毕后可封上封闭器。

⑥ 交联管加热：按给定工艺温度加热管道。

⑦ 供氮：按操作程序和工艺规定供氮。

⑧ 成品标记：当温度、压力符合工艺要求时，在下封闭处作出标记，X（60）米后为成品。

⑨ 启车完毕：将成品线收在线盘上，调好速度和排线节距，转入正常生产。

⑶ 停车

① 停止交联管加热电源。

② 分别将挤出机停止供料。

③ 把水位调到控制范围的最高位置。

④ 停止供氮，降低挤出机转速，减小电缆外径，释放氮气，氮气放完时全线停车。

⑤ 管道内压力为零时，打开连锁装置和上封闭器。

⑥ 作出成品标志，将带绝缘的废线走出管路。

⑦ 停水泵，放掉冷却水。

⑧ 挤出机按规定清理。

⑨ 关闭所有开关、阀门。

四、 质量缺陷的原因与排除方法

交联废品的种类及其原因和解决办法

五、 产品实验与检验

1. 例行试验

例行试验即出厂试验。即每根电缆均需进行的试验。它包括以下几项：

⑴ 导体直流电阻试验

执行标准：GB/T 3956

⑵ 局部放电试验

执行标准：GB/T 3048.12 。每相在1.73U0下局部放电量应不超过10pC。

⑶ 交流电压试验

执行标准：GB/T 12706.2 。每相耐受工频电压5分钟不应击穿。

交流电压试验值

用三相变压器同时对三芯电缆进行电压试验时，电压应为表值的1.73倍。

2. 抽样试验

⑴ 结构尺寸检查

① 导体结构尺寸：应符合GB/T 3956的有关规定。

② 绝缘厚度：平均值不小于标称值，最小值不低于标称值的90%－0.1。

③ 护套厚度：平均值不小于标称值，最小值不低于标称值的85%－0.1 / 80%－0.2。

⑵ 四小时交流电压试验

本试验适用于3.6/6 kV以上的电缆 。试样长度不少于5米，在每相上施加试验电压4小时。试验电压如下：

四小时交流电压试验值