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1 引言
XLPE電纜最早是由美國(guó)GE公司在1957年開發(fā)的。我國(guó)的XLPE電纜的研究和生產(chǎn)起步較晚,而發(fā)展卻非常迅速。我們公司自1987年以來先后引進(jìn)了芬蘭NOKIA公司110kV懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線和500kV立式交聯(lián)生產(chǎn)線。并在國(guó)內(nèi)率先引進(jìn)美國(guó)哈佛來超高壓串聯(lián)諧振局放試驗(yàn)設(shè)備,建成750kV超
高壓試驗(yàn)屏蔽大廳,為高壓電纜的生產(chǎn)和超高壓交聯(lián)電纜的研制開發(fā),提供了可靠保障。已研制生產(chǎn)的220kV交聯(lián)電纜國(guó)內(nèi)首家通過預(yù)鑒定試驗(yàn),并于2000年通過國(guó)家級(jí)產(chǎn)品鑒定;現(xiàn)已大量投放市場(chǎng),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。500kV超高壓交聯(lián)電纜,于2001年10月樣品已通過例行試驗(yàn), 準(zhǔn)備到權(quán)威檢測(cè)中心進(jìn)行全性能測(cè)試。
2 生產(chǎn)過程對(duì)交聯(lián)度的影響
在XLPE電纜的生產(chǎn)過程中,絕緣線芯是一面擠出一面交聯(lián)的,絕緣層內(nèi)外溫度的不均勻(對(duì)于絕緣厚度較大的高壓電纜尤為明顯),使內(nèi)層交聯(lián)度較低,結(jié)晶度較高;外層交聯(lián)度較高,但結(jié)晶度較低。同時(shí),在交聯(lián)后的冷卻過程中,溫度和冷卻速度影響了結(jié)晶的形態(tài)。因此,交聯(lián)電纜生產(chǎn)線工藝參數(shù)(溫度、車速等)的確定非常重要。
在XLPE電纜絕緣擠制過程中,由于內(nèi)外層溫度的分布不均勻,將對(duì)電纜絕緣的不同部分的交聯(lián)度產(chǎn)生影響。通常認(rèn)為絕緣層的外層在交聯(lián)管中的溫度高于內(nèi)層絕緣的溫度。因此認(rèn)為絕緣層的外層交聯(lián)度也要高于內(nèi)層的交聯(lián)度。由此,我們對(duì)不同電壓等級(jí)的XLPE電纜內(nèi)外絕緣層分別取樣,進(jìn)行了交聯(lián)度測(cè)試。
3 交聯(lián)度測(cè)試及存在的問題
3.1 測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
依據(jù)HG184.1-90標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法,我們分別對(duì)15kV、35kV、66kV、110kV、220kV交聯(lián)電纜樣品的絕緣內(nèi)外層,進(jìn)行了交聯(lián)度的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
存在問題
通過對(duì)15kV、35kV、66kV、110 kV、220kV XLPE電纜絕緣內(nèi)外層兩組試樣交聯(lián)度的測(cè)試,我們可知,內(nèi)層的交聯(lián)度要略大于外層的交聯(lián)度,這與我們通常的認(rèn)識(shí)相反。根據(jù)存在問題,我們利用XLPE電纜絕緣熱延伸試驗(yàn)方法測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
4 熱延伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
表1 交聯(lián)度測(cè)試結(jié)果
電纜電壓 等級(jí)kV | 交聯(lián)度(凝膠含量)% | |
絕緣內(nèi)層 | 絕緣外層 | |
15 35 66 110 220 | 84.7 86.4 85.4 85.0 84.6 | 83.6 85.7 84.9 84.1 84.3 |
依據(jù)GB12706-91 、GB11017-89和GB/Z18890-2002產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和GB/T2951.18-94“絕緣熱延伸試驗(yàn)方法”,對(duì)XLPE電纜的絕緣熱延伸性能進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表2所示。
表2 熱延伸試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
電纜電壓 等級(jí)kV | 絕緣內(nèi)層 | 絕緣外層 | ||||||
延伸率% | 永久變形% | 延伸率% | 永久變形% | |||||
1# | 2# | 平均 | 1# | 2# | 平均 | |||
15 35 66 110 220 | 90 50 90 90 100 | 80 50 80 90 95 | 85 50 85 90 97.5 | 0 0 0 0 0 | 70 50 80 90 90 | 60 50 70 80 80 | 65 50 75 85 85 | 0 0 0 0 0 |
5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析
5.1數(shù)據(jù)對(duì)比
從XLPE電纜絕緣內(nèi)外層各取兩組試樣,所測(cè)得的熱延伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看,內(nèi)層的延伸率要大于外層的延伸率;即在受到拉伸后外層的絕緣可以更好地恢復(fù)到原來的長(zhǎng)度。這說明電纜絕緣層外層的交聯(lián)度要大于內(nèi)層的交聯(lián)度,這和用萃取法測(cè)試XLPE電纜交聯(lián)度的結(jié)果是相反的。
5.2問題分析
XLPE電纜在絕緣擠制過程中,電纜絕緣外層的溫度遠(yuǎn)大于內(nèi)層的溫度,且外層受熱時(shí)間較長(zhǎng),交聯(lián)劑DCP很快分解完了,使交聯(lián)反應(yīng)趨于完全。而絕緣內(nèi)層受熱時(shí)間較短,DCP分解并不完全,且交聯(lián)也不趨于完全,此時(shí)絕緣內(nèi)層的交聯(lián)度要小于外層的交聯(lián)度。在采取萃取法測(cè)試XLPE交聯(lián)度時(shí),需要對(duì)試品進(jìn)行加熱。在加熱過程中,絕緣外層中的DCP由于在交聯(lián)管中已幾乎完全分解,所以已很難再發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。而絕緣內(nèi)層由于在交聯(lián)管中的溫度較低,且處在高溫的時(shí)間又較短,還有殘留的DCP存在,這樣在加熱時(shí),未交聯(lián)的聚乙烯可以再發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),使內(nèi)層絕緣的交聯(lián)度升高,這就是導(dǎo)致萃取法測(cè)試XLPE電纜交聯(lián)度時(shí),絕緣內(nèi)層的交聯(lián)度要略高于外層交聯(lián)度的原因所在。
6 結(jié)論
通過對(duì)萃取法測(cè)試XLPE電纜交聯(lián)度存在問題的商榷,由XLPE電纜絕緣熱延伸和交聯(lián)度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,我們得出結(jié)論:熱延伸試驗(yàn)正確反應(yīng)了XLPE電纜絕緣內(nèi)外層的交聯(lián)度的情況。IEC502和我國(guó)現(xiàn)行電纜標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,XLPE電纜絕緣的熱延伸性能,作為重要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。交聯(lián)度只作為XLPE絕緣材料性能的測(cè)定。
由以上分析可知,在XLPE電纜的實(shí)際生產(chǎn)中,絕緣層的擠制工藝,我們要通過適當(dāng)?shù)靥岣呓宦?lián)管的溫度或降低生產(chǎn)線的速度,使電纜的絕緣內(nèi)層進(jìn)一步充分的進(jìn)行交聯(lián),且絕緣層交聯(lián)度盡可能趨于均勻,以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量之目的,為市場(chǎng)提供質(zhì)最優(yōu)、價(jià)格低的產(chǎn)品。
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謝謝,剛涉及電力電纜,學(xué)習(xí)了
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為什么我做的實(shí)驗(yàn)和文章所說的不一樣呢
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我們是架空絕緣導(dǎo)線 在自己做蒸汽房交聯(lián) 可是效果不是太好 不知道老師對(duì)這方面有研究沒有