硅烷交联聚乙烯电缆的生产控制

陈守娥 张国光

(2005/05/30)

1 对导体的要求

    导体是电线电缆的重要组成部分，很多厂家在导体结构设计上都大同小异，为节约材料，一般厂家 50mm2及以上都采用扇型结构，25mm2及35mm2可采用紧压圆型结构，其余采用非紧压圆型结构。导体的最外层绞向都采用左向。

    拿导体结构来说，硅烷交联电缆对非紧压圆型导体的要求比较低，只要各层严格按照一定的节距生产，各单线张力均匀，并且导体表面光滑无毛刺，一般不会有太大的问题。对紧压圆型导体还要控制好各层的紧压系数，由内到外紧压系数一般控制在 0.88～0.9之间最好。节距控制一般内层最好为20倍电缆外径，外层为15倍的电缆外径。

    硅烷交联电缆对扇型导体要求较高，扇型导体的生产控制奸坏对外硅烷交联电缆后续工序的影响比较大，无论是紧紧压情况，还是电缆尺寸、绞合方向都对电缆存在较大的影响。首先扇型导体一定要采用稳定的结构，如果结构设计不奸，生产就很难控制，压的过紧不容易达到标准截面，压的过松导体难以成型，而且在绝缘挤出时模具不好调整，容易偏心，成缆时不圆整，还会因为导体的变形将绝缘撑破。

    另外，紧压模角度轮与弧度轮的设计要合理，一般角度轮要控制在比理论小 1～2度较好，弧度轮比理论弧度稍大，但绝不能大的太多，否则成缆时很难控制电缆的圆整度。对于导体的绞向，现在厂家一般都沿用老标准采用左向，新标准对此已经不做要求。有些专家建议导体采用右向绞制后效果会好，各厂家可依据实际情况而定，对于大截面的导体，建议可采用右向，小截面的还是采用左向最好，对于中等截面的最好依据厂家所配备的成缆机而定，对于成品成缆时配置1600mm以上成缆机的导体绞向还是采用左向为好，成品成缆时配置小型的成缆机导体绞向也可采用右向。

    2 对绝缘挤出的要求

    硅烷交联聚乙烯绝缘电缆对挤塑机的要求也较高，螺杆的长径比应达到 25：1，温度控制依据各厂家料的不同一般控制在180～200不等(对于架空料温度还要高些)，并且设备要配置有分段冷却的水槽。

    每次开车前一定要清理螺杆、机头，保证机台周围的卫生。这是因为很多厂家硅烷交联聚乙烯挤出机也进行 PVC的挤制，交联聚乙烯是非极性物质，与PVC不相容。PVC料粒及杂质、油污对这种料的影响很大，造成的绝缘击穿率很高。每次生产完成后应将裸杆和机头里面的硅烷交联聚乙烯清理干净，便干下次生产时使用。这种电缆绝缘的偏心度控制也比PVC的要严格，尤其对于使用扇型导体的。因为硅烷交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘厚度要求比PVC的要薄，而且硬度高，易开裂，在后续工序复绕和成缆时偏心处容易因为受到机械应力而开裂。在选择模具及校正偏心时尤其要注意。挤管式模具模芯选择不能过大，一般选取比导体外径大2mm左右，模套选择时拉伸比一般取4～6mm．也不能过大。这样既能保证绝缘线芯的质量，又能保征线芯的出线速度。

    对于收线要求一定要排线整齐，因为硅烷交联聚乙烯绝缘表面光滑，在线芯复绕或成缆时线芯与线芯之间容易打滑，造成线芯塌陷，压线而使线芯变形。

    绝缘线芯在挤出后应先打火花，因为绝缘线芯在此时尚未交联，可以进行修补，如果不打火花，一是造成绝缘缺陷不好弥补，二是容易使导体进水后氧化。而且如果控制不当，进水后绝缘线芯内所使用色纱的颜色会渗透到绝缘线芯，影响绝缘的交联度。未交联的绝缘线芯的修补可用热模压法，这种比较繁琐，一般工厂都用简易的热所塑枪进行修补，效果也很好。

    绝缘线芯交联过程主要控制水温及煮水的时间，一般水温控制在 95±5℃，煮水的时间根据绝缘厚度而定，一般控制在6～9h。封头要严密，防止进水。有些厂家也采用蒸汽，这种方法的好处是比较经济，而且绝缘不容易进水。对于日照时间比较长，光照强烈的地方，还可以充分利用太阳能，这种方法更经济，也不用作专门的封头处理，只是交联时间要长。一般95mm2以上的需要放置三天左右，小截面的也要两天左右。我厂曾经试用过，效果很好。

    交联后的线芯也要打火花。一般火花机的灵敏程度达不到能检测绝缘交联前的微小缺陷，这些缺陷会由于交联结晶、收缩变形而形成大的缺陷，同样会造成绝缘线芯击穿。交联后的绝缘线芯修补比较简单。

    3 对线芯识别的要求

    XLPE绝缘线芯识别—直是困扰制造厂商的一大问题，现在虽然开发出了各种填充使用的色母料，但由于硅烷交联料机头排料困难，频繁换颜色带来很大的浪费以及操作上的不方便，很少有厂家采用。现在稍大截面的一般都采用色纱识别，这种方法简单易行。对于小截面的电缆，因为采用挤压式的模具，绝缘厚度又薄，宜采用数字识别，由于数字识别所采用的油墨在聚乙烯表面附着差，复绕时易擦去，致使线芯识别不清楚，可将喷码机移到机头前，在线芯未冷却时进行喷码，这样油墨受热可牢固的吸附在线芯表面，不容易擦掉。

    4 对成缆的要求

    温水交联的成缆过程是最难控制的一个环节，上述所有缺陷稍不注意都会在成缆时出现。对干圆型线芯只要放线张力均匀，模具选择适当，出现问题的可能性不大。对于扇形芯出现的问题最多，很多文章都对导体和绝缘料的问题作了大量的介绍，前面也有这方面的描述，一般大截面的扇形电缆在成缆中易产生扭曲变形，损坏绝缘，造成质量问题，除了导体结构、绞向、绝缘挤出控制好之外，我认为成缆模具也很重要，一般大型成缆机都要求采用 2～3道模具，现在很多厂家只采用一道，这道模具既起到将线芯合拢的作用，同时将成缆线芯进行紧压、定型，由于采用一道模具，导体在应力变形后不能及时得到缓解就立即进行了紧压，加上线芯张力不均匀，使得这种变形在整根线芯上积聚，达到一定程度，或遇到绝缘缺陷，就会将绝缘撑破，严重的发生导体扭曲形成大疙瘩而无法修补，造成短段。所以，对于大截面电缆，建议采用2道模具较好。

    另外，硅烷交联聚乙烯电缆成缆填充一定要密实，包带要紧密。由于硅烷交联聚乙烯绝缘电缆线芯表面光滑，线芯与线芯间易打滑错位，线芯硬度高，成缆不实，很容易造成电缆外观不圆整，影响电缆外观质量。

    5 对外护层的要求

    硅烷交联聚乙烯绝缘电缆对外护层的要求跟 PVC的一样，只是大截面的电缆外护层挤出时最好采用履带牵引，一是履带牵引张力稳定，绝缘线芯弯曲变形的几率比较小，这对弯曲性比较差的硅烷交联聚乙烯绝缘电缆尤其重要。另外由于拉伸挤压还可改善成缆不圆整带来的电缆外观质量等问题。有铠装层的电缆铠装时最好也采用履带牵引。

    6 结论

    (1)硅烷交联聚乙烯绝缘电缆与PVC及XLPE相比，具有独特的优越性。

    (2)生产过程中对导体的要求，尤其是对扇形导体的要求比较高。对绝缘挤出设备以及对操作、火花、煮水都有严格的要求。成缆控制建议大截面电缆最好采用2道成缆模。外护层挤出时的牵引最好采用履带牵引。通过对生产中各个环节的严格控制，可以避免生产过程中不必要的浪费，生产出高质量的产品。

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