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中壓交聯(lián)電纜的生產(chǎn)速度從理論上講與擠塑機的出膠量、氮氣壓力、交聯(lián)管的溫度有關，生產(chǎn)速度不能只考慮擠塑機的出膠量。以我廠生產(chǎn)的0+3交聯(lián)生產(chǎn)線為例，其絕緣擠出機螺桿直徑為150mm，設計最大螺桿轉速為37.5r/min，設計出膠量為270L/h，在生產(chǎn)YJV 8.7/10kV 240mm2內(nèi)半導電屏蔽后外徑為20.0mm，絕緣厚度為4.5mm，若設計理論生產(chǎn)速度為xm/min，絕緣材料密度為0.93g/cm3，按本機臺所設計的最大出膠量270L/h進行計算，則生產(chǎn)1小時后，擠包在內(nèi)半導電層上的絕緣材料的重量為： V)kZMp3)ex×60×3.14×(20+4.5)×4.5×0.93=270×0.93×1000
則生產(chǎn)出線速度x=12.99m/min，假如實際生產(chǎn)時的絕緣出膠量按設計出膠量的80%進行測算，則其生產(chǎn)出線速度為10.39m/min，但在實際生產(chǎn)時速度僅在4.9～6.2m/min之間，與理論計算的速度相差甚遠，這是什么原因呢?因為對于生產(chǎn)中壓、低壓交聯(lián)電纜，在實際生產(chǎn)時不能僅按擠出機的出膠量來進行計算生產(chǎn)速度，影響中壓交聯(lián)電纜生產(chǎn)速度的原因是多方面的，下面主要從交聯(lián)度、熱應力和設備方面分析三方面分析其與中壓交聯(lián)電纜生產(chǎn)速度關系與影響。
一、交聯(lián)度
用于生產(chǎn)中壓交聯(lián)電纜的低密度線性聚乙烯的分子式為，它是由許多聚乙烯分子聚合而成的，因其分子結構中含有結晶和無定形兩種結構，因此在外界環(huán)境因素(如高溫、紫外線)的影響下，結晶相和無定形相會互相轉化，同時還在結晶相和無定形相邊緣產(chǎn)生應力，且這種應力不易消除，其結果就出現(xiàn)聚乙烯絕緣或護套表面開裂的現(xiàn)象，為了改善或改變這些缺點，人們通過物理或化學方法打斷其分子鏈中的雙鍵使其重新組合，也即由線性高分子變?yōu)榫W(wǎng)狀高分子，這個過程就是交聯(lián)。目前考核交聯(lián)的質量是否符合要求的指標是交聯(lián)度(即表示交聯(lián)的程度)，交聯(lián)度不易過小也不易過大，交聯(lián)度過大或過小都會使交聯(lián)聚乙烯絕緣的電性能和抗拉強度減小，而考核交聯(lián)度的指標為熱延伸和永久變形，它們的標準要求分別是≤175%和≤15%，因此，只要在保證這兩個指標符合標準要求的情況下，可以提高生產(chǎn)速度，但是如果速度提高太快，雖然熱延伸和永久變形試驗指標合格，但樣品在做熱延伸或永久變形試驗時，樣品可能會出現(xiàn)斷裂或樣品內(nèi)部有輕微裂紋的現(xiàn)象，經(jīng)分析這是由于絕緣內(nèi)部熱應力沒有完全消除造成的，這種電纜雖然局放試驗和耐壓試驗能夠通過，但是存在安全質量隱患，因此在提速的同時應該考慮熱應力的消除。
二、交聯(lián)聚乙烯絕緣中的熱應力 :
1、熱應力產(chǎn)生的原因
熱應力往往是高溫高分子物質在劇冷時，其內(nèi)部熱量不能完全釋放出來造成的，對于交聯(lián)聚乙烯絕緣來說，其熱應力產(chǎn)生的原因主要有兩方面：一方面是沒有預熱的銅、鋁導體在擠包絕緣后迅速吸收絕緣中的熱量導致靠近導體表面的絕緣溫度下降，使絕緣向絕緣層中心收縮，從而產(chǎn)生徑向應力另一方面聚乙烯絕緣屬于隔熱型材料，在冷卻時絕緣表面冷卻速度較快，而絕緣中心冷卻速度較慢，也會使絕緣向中心收縮，從而產(chǎn)生徑向應力。
2、 熱應力的危害
交聯(lián)聚乙烯絕緣在擠出過程中，由于溫度的升高使其分子結構舒展，在交聯(lián)接枝劑及交聯(lián)管道溫度的作用下，低密度聚乙烯分子開始交聯(lián)，此時交聯(lián)聚乙烯冷卻速度過快，聚乙烯分子鏈快速收縮，同時在交聯(lián)溫度下絕緣密度由0.92g/mm3下降到0.7g/mm3,下降了24%,其膨脹系數(shù)是銅、鋁的20-30倍，將膨脹極高的交聯(lián)聚乙烯和金屬材料結合在一起其熱機械性能是很不相溶的，熱機械應力使晶體開裂，在晶體本身或晶體與無定形體界面上形成裂縫。熱應力還會使交聯(lián)結點不牢固，在施加交流電壓后，絕緣分子中極子，當應力存在時會使交聯(lián)聚乙烯結點和晶體以及界面上的裂逢，受到力的作用在較低的電壓下偶然擊穿原因，或經(jīng)過一段時間后使交聯(lián)結點斷裂，導致交聯(lián)聚乙烯的電性能和機械性能嚴重下降，以致絕緣擊穿或斷裂，因此提速時必須要考慮消除熱應力的影響。
三、設備對生產(chǎn)速度的影響
1、交聯(lián)管道的長度
―交聯(lián)管道由加熱管道、預冷管道和冷卻管道三部分組成，加熱管道部分的作用是促進聚乙烯的交聯(lián)，并且加熱管道越長則生產(chǎn)速度越快;預冷管道一半管道內(nèi)充滿帶有一定壓力的氮氣，氮氣主要起冷卻作用，預冷管道一半管道充滿帶有一定壓力的水，水是主要起冷卻作用，其作用是防止交聯(lián)聚乙烯絕緣劇冷以減少熱應力的產(chǎn)生，且預冷管道段長度必須與加熱段長度相匹配，否則會使絕緣產(chǎn)生熱應力及絕緣的熱老化系數(shù)指標不合格;冷卻管道段全部用水冷卻，其作用是加速絕緣表面的冷卻，提高交聯(lián)電纜的絕緣生產(chǎn)速度必須要有足夠長的加熱管道，但是預冷管道長度必須要與加熱管道長度相匹配，一般情況下預冷管道長度在9～11米就比較合適了，若想再長。
交聯(lián)管道溫度的影響。在交聯(lián)管道溫度不變的情況下，交聯(lián)生產(chǎn)速度一旦提
高，則絕緣線芯在交聯(lián)管中的時間縮短，這就會影響交聯(lián)度，所以在提高生產(chǎn)速度同時，相應提高交聯(lián)管道的溫度，有利于絕緣線芯交聯(lián)速度和交聯(lián)度的提高，但交聯(lián)管道溫度的提高也是有一定限制的，若長時間將交聯(lián)管道溫度提的過高，一方面會使材料揮發(fā)物大增，腐蝕交聯(lián)管，特別是用短路電流加熱的交聯(lián)管壁厚一般為3-5mm，很容易腐蝕穿孔。交聯(lián)管道內(nèi)壁污垢積累加速，形成不良導熱石墨層(交聯(lián)過程中會產(chǎn)生含碳物質，在高溫下炭化形成)，反而起隔熱作用。另一方面過高交聯(lián)管溫度會使絕緣表面產(chǎn)生輕微裂紋，在交流電壓長期作用下，裂紋會擴大直至絕緣表面裂開。
3、交聯(lián)管道氮氣壓力的影響
交聯(lián)管道的加熱部分及預冷段的一半均充滿氮氣，氮氣的作用一方面是作為熱的傳導媒質，另一方面交聯(lián)聚乙烯絕緣在氮氣的壓力下可使其交聯(lián)時產(chǎn)生的氣體或水蒸氣從交聯(lián)聚乙烯絕緣中充分排除，可減少絕緣中的微孔數(shù)量，同時還能加速聚乙烯絕緣的交聯(lián)速度，因此在提高生產(chǎn)速度時有必要增加氮氣壓力。
擠出機機身溫度的影響。提高生產(chǎn)速度時，出膠量將相應增加，則螺桿轉速必然加快，但是螺桿轉速越快對螺筒內(nèi)的交聯(lián)聚乙烯料的剪切作用也越強烈，這樣會使機身局部溫度升高，可能導致老膠或絕緣層疙瘩的出現(xiàn)，且溫度升高嚴重時還會使交聯(lián)聚乙烯料在機筒內(nèi)先期交聯(lián)，從而影響產(chǎn)品的質量，所以在提高生產(chǎn)速度后一定要關注擠塑機身溫度的變化，嚴格控制擠塑機機身溫度。
交聯(lián)速度提高后，因螺桿轉速提高，機身溫度必然升高，這樣設備必須具良好的擠出機的冷卻系統(tǒng)。如果沒有良好的擠出機的冷卻系統(tǒng)，會使絕緣焦燒或先期交聯(lián)，導致擠出絕緣出現(xiàn)疙瘩，從而影響產(chǎn)品質量，故良好機身冷卻系統(tǒng)是決定能否提速或提速幅度的關鍵。
設備的穩(wěn)定性。生產(chǎn)速度提高后設備穩(wěn)定性的影響表現(xiàn)在使設備的振動加劇，特別是上牽引，如果振動太過強烈則會使進入機頭的導電線芯產(chǎn)生晃動，導致擠制絕緣后竹節(jié)或偏芯的出現(xiàn)，從而影響產(chǎn)品的質量。交聯(lián)管道的懸垂控制系統(tǒng)的改善。交聯(lián)生產(chǎn)速度的提高后，必須有靈敏的懸垂控制系統(tǒng)，否則容易使交聯(lián)管道擦傷絕緣線芯，影響產(chǎn)品質量。
四、結束語
1、影響中壓交聯(lián)電纜提速的原因是多方面的，往往是交聯(lián)度、熱應力、設
備等相關因素共同作用的結果，本文分類討論了這幾個方面對中壓交聯(lián)電纜提速的影響，為中壓交聯(lián)電纜的提速提出了思路，對提高交聯(lián)電纜的生產(chǎn)效率起了重要作用。
2、電纜生產(chǎn)廠家在訂購0+3交聯(lián)生產(chǎn)線時應該考慮設備因素對交聯(lián)生產(chǎn)效率的影響。
3、對于已有的0+3交聯(lián)生產(chǎn)線，若為了提高生產(chǎn)速度，必須根據(jù)自已現(xiàn)有備各系統(tǒng)的磨損情況及精度，在確定設備的加溫、冷卻、懸垂等系統(tǒng)正常后，可決定是否提速，但其提速幅度不可太大，應先小幅提速后，通過做相應的驗證實驗后再做進一步的提速。
相關產(chǎn)品：軟電纜(http://www.--baoyu-sh.com//)
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