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[技術(shù)資料] 扇形導體降低三芯交聯(lián)電纜的制造成本
P:2013-04-28 17:00:45
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隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和技術(shù)的進步，市場對電線電纜產(chǎn)品提出了高質(zhì)量和低價格的要求。這就需要對現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品進行研究，充分發(fā)掘潛能，以創(chuàng)造更大的技術(shù)經(jīng)濟效益。目前交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡稱交聯(lián)電纜)的導體多用圓形緊壓絞合導體，該結(jié)構(gòu)的導體在絕緣擠出和多芯成纜時的工藝控制和操作都較簡單，但圓形的絕緣線芯在成纜時都要用填充材料填充空隙，以保證成纜后成品電纜外觀的圓整度。這在增加電纜輔助材料的同時，也增加了電纜的外徑，無形中又增加了后道工序的材料用量，增加了電纜的制造成本。在新的電纜國家標準中由于取消了原規(guī)定的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜導體為圓形緊壓的限制，考慮到上述額外的材料用量，如果把導體改作扇形，使扇形的絕緣線芯成纜后正好形成圓形，這不但可以大大減少纜芯的成纜填充材料，同時降低了成纜外徑，使后道工序的材料用量也可減少，從而降低電纜的制造成本。
l 技術(shù)關(guān)鍵
根據(jù)上述情況，設(shè)計了相應的電纜結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵問題是由于扇形導體外表面的曲率半徑小于同截面的圓形導體，造成相鄰絕緣層的局部電場強度較高，要較好地解決這問題，必須對扇形導體截面進行優(yōu)化設(shè)計。交聯(lián)電纜的半導電屏蔽層和絕緣層擠制為三層共擠，采用常規(guī)圓形緊壓導體三層共擠時其偏心度就不易控制，更何況對扇形導體的三層共擠，其工藝難度可想而知。我們經(jīng)過多次摸索反復試制，最終設(shè)計出一套三層共擠模具，從而基本解決了扇形導體的絕緣擠出的工藝難點。
2 工藝工裝的設(shè)計和試驗
因為扇形導體在塑力纜的絕緣擠制時通常為單層擠出，一般可直接采用圓形擠管式模具。而CCV機組的絕緣擠出為三層共擠，膠料流動狀態(tài)比較復雜。為獲得良好的絕緣形狀，必須采用合適的模具。我廠先后采用了以下四種試驗方案。
2．1 模芯模套全部采用扇形，擠壓式
實際擠制后發(fā)現(xiàn)，雖然線芯和模口均為扇形，但擠出的絕緣層厚度極不均勻，扇形兩翼處的絕緣厚度最小，在扇形面處的絕緣層厚度較大，結(jié)果是絕緣線芯外觀呈扇形不大明顯，而接近于圓形。分析原因認為，擠壓式模具使熔融的膠料在流道中存在壓力，而由于模口處的扇形使得出口處壓力不均，導致在截面上出膠量存在較大差異，從而造成扇形形狀不明顯而成為圓形。
2．2 模芯為圓型、模套為扇形，半擠管式
經(jīng)多次調(diào)偏處理，絕緣線芯周邊厚度基本均勻，外觀基本呈現(xiàn)扇形，但由于擠管式模具的壓力較小，在擠出時膠料與導體不能很好結(jié)合，造成膠料下垂；對機頭進行抽真空，膠料下垂現(xiàn)象消失，但在扇形面上有起筋現(xiàn)象。分析起筋原因認為是模口處的流道壓力不均勻，在扇形周邊兩直邊與圓弧邊存在較大的壓差，導致厚度較難控制。
2．3 模芯和模套都為圓形，擠管式
機頭�？谔幦杂贸檎婵仗幚恚瑢^緣調(diào)偏后，絕緣層的扇形截面基本成型，扇形周邊厚度基本均勻。但絕緣線芯經(jīng)交聯(lián)管交聯(lián)并冷卻后，發(fā)現(xiàn)扇形的絕緣層又出現(xiàn)兩翼處薄、兩直邊厚的情形。經(jīng)分析認為：擠包在扇形導體上的聚乙烯層在進入交聯(lián)管中，但交聯(lián)固化尚未形成之前，有相當一段時間仍處于熔融狀態(tài)，因此由于表面張力的作用，使得扇形周邊
的厚度發(fā)生變化。
2．4 模芯為圓形、模套為橢圓，擠管式
該套模具是有意加大了扇形兩個邊角處的絕緣擠出厚度。經(jīng)擠出、交聯(lián)并冷卻后，扇形周邊厚度基本均勻，但圓弧邊的厚度略薄于兩直邊。為使最薄點滿足國標要求，只得加大了整體的擠出厚度。
3 試制結(jié)果
經(jīng)反復試制比較，采用了最后設(shè)計的模芯為圓形、模套為橢圓的擠管式模具，擠出了一批YJV228．7／10kV 3× 240 mm 的絕緣線芯，經(jīng)成纜等多道工藝制成電纜并通過性能試驗，已交付用戶使用。
4 成本對比分析
以YJV22 8．7／lo kV 3×240 mm 交聯(lián)電纜為例，對10 kV交聯(lián)電纜用扇形導體與圓形導體進行對比分析，每公里扇形導體的交聯(lián)電纜所節(jié)約的材料成本為836元。若10 kV三芯交聯(lián)電纜每年按500 km計算，則每年可節(jié)約人民幣41．8萬元。
5 結(jié)束語
經(jīng)測量，絕緣線芯成纜后纜芯的外徑有所減小，但減小幅度不夠理想。主要原因是：雖然絕緣層的扇形形狀相對較好，但仍在圓弧邊處存在較大偏差，從而導致成纜后纜芯的外徑偏大，不夠理想。因此，今后應進一步對模具及流道進行改進，最大限度地使包覆在扇形導體上的絕緣厚度接近理想狀態(tài)，以獲得最小的成纜和成品外徑。大幅度的降低成本。
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