如何解決電纜內(nèi)應(yīng)力和甲烷氣體?
1、DCP分解物對交聯(lián)聚乙烯絕緣影響
在制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜過程中,DCP受熱分解產(chǎn)生的分解物一部分通過絕緣表面逸出與交聯(lián)管中的氮氣混合在一起,由于分解物中有苯乙酮等分子的緣故,在交聯(lián)反應(yīng)時會產(chǎn)生一種剌激氣味,在氮氣排放口曾測到苯乙酮,由于這些分解的存在,當交聯(lián)管的冷卻段不夠長,或加熱溫度高,線速快,而導(dǎo)致冷卻不夠時,XLPE絕緣中的DCP分解物,如甲烷氣體和水蒸汽在常壓下會迅速膨脹而產(chǎn)生氣體。根據(jù)理想氣體方程式計算可以知道:當電纜絕緣在交聯(lián)管中所受的壓力為10bar大氣壓,那么,電纜絕緣出下密封后的壓力為1bar大氣壓,電纜中的氣體體積將擴大10倍左右。在實際生產(chǎn)中,常在絕緣內(nèi)部發(fā)現(xiàn)氣孔,所以必須保證電纜絕緣有足夠的冷卻,防止氣孔發(fā)生。
2、電纜絕緣的熱機械應(yīng)力
電纜在交聯(lián)生產(chǎn)過程中溫度過高,生產(chǎn)速度過快,絕緣向絕緣中心收縮,絕緣內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力,我公司曾對進不進烘房的電纜進行對比:發(fā)現(xiàn)剛生產(chǎn)的絕緣樣品切片,1、在光照下在絕緣中心能見到一層淡淡的圓環(huán);2、絕緣樣品切片放置不平整;3、電纜的局部放電水平可達20 pC以上,如將這盤電纜放置數(shù)日,局放可恢復(fù)到5-10 pC,電纜就成為合格品,如將電纜放置烘房內(nèi)加熱,電纜的局放更容易恢復(fù)到5 pC以內(nèi);放置后絕緣樣品切片,在光照下在絕緣中心見不到一層淡淡的圓環(huán)。
3、殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中分解物的揮發(fā)性
在一次試驗中偶然發(fā)現(xiàn):當一根剛交聯(lián)好的XLPE交聯(lián)絕緣電纜,長200mm左右,放入200℃烘箱內(nèi)30min, 發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,在絕緣內(nèi)有許多象針眼大的氣孔。如果把剛交聯(lián)好的電纜在常溫下放幾天,再放入烘箱內(nèi),就沒有氣孔這種現(xiàn)象。產(chǎn)生上述這種現(xiàn)象是由DCP分解物而引起的,當交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后仍有一部分分解物殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中。把經(jīng)過175℃、15min交聯(lián)成型后的試片停放一時間后稱重發(fā)現(xiàn)試片重量隨著時間逐漸減少。
4、高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣線芯烘房脫氣問題
在實際生產(chǎn)中,剛剛交聯(lián)好的絕緣線芯需要放一段時間才能流入下一道工序,特別是對絕緣層厚的110 kV高壓交聯(lián)電纜。第一,絕緣層厚所產(chǎn)生的DCP分解物相對要多;第二、絕緣層越厚,分解物揮發(fā)速度就越慢。如果殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中分解物沒有揮發(fā)出來以前,就包上金屬鋁護套,就會使分解物很難從絕緣表面揮發(fā)出來,而只能通過線芯中的縫隙慢慢揮發(fā)出來。由于大部分電纜從出廠到敷設(shè)都經(jīng)過較長一段時間,而且大多數(shù)都堆放在露天,如果正好碰到高溫天氣,隨著溫度上升,分解物的揮發(fā)速度大大加快,這時大量的分解物都通過縫隙迅速向電纜頭子兩端擴散。因此,在生產(chǎn)過程中,需要對殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中分解物引起高度重視。
升高處理溫度可以減少除氣時間。但溫度升高,絕緣的熱膨脹也伴隨著增加;為此,必須選擇適當?shù)臏囟确秶瑴囟确秶话阍?0-80℃之間,最常用的就是65-75℃之間。在電纜的脫氣過程中,要極其小心確保不操作電纜絕緣線芯,這一點非常重要。實踐已經(jīng)表明,伴隨著絕緣的熱膨脹、軟化,會導(dǎo)致“扁平電纜”或破壞外半導(dǎo)電屏蔽層,從而損傷絕緣線芯。這些損傷會直接導(dǎo)致例行試驗的失敗,抵消了除氣工藝的益處。因此,隨著電纜重量的增加,脫氣溫度通常需要適應(yīng)的降低。