金金元

(浙江晨光電纜股份有限公司，浙江平湖314204)

0 引言

中壓交聯(lián)電纜大部分采用的是10～35 kV電壓等級，該類產(chǎn)品對加工工藝要求非常高，特別是交聯(lián)電纜的交聯(lián)工序是一道對潔凈工藝要求較高的生產(chǎn)過程。

交聯(lián)絕緣線芯在生產(chǎn)時(shí)如果潔凈工藝控制不當(dāng)，有時(shí)會出現(xiàn)雜質(zhì)、氣孔、凹坑、露導(dǎo)體、漏洞、局部放電量不合格等各種質(zhì)量問題。由于中壓交聯(lián)電纜的交貨長度普遍較長，如果在生產(chǎn)過程中潔凈工藝控制出現(xiàn)了問題，有時(shí)還會造成電纜被迫分段，產(chǎn)生大量廢線，對產(chǎn)品質(zhì)量及交貨造成很大影響，公司損失也很大。

本文將對中壓交聯(lián)電纜交聯(lián)工序潔凈工藝控制進(jìn)行闡述分析，并提出了具體改進(jìn)措施。

1 導(dǎo)體的潔凈

1.1 導(dǎo)體表面潔凈

導(dǎo)體表面潔凈工藝控制是一道非常直觀的工藝控制過程，主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(1)導(dǎo)體表面應(yīng)清潔，無油污、無水漬、無氧化現(xiàn)象。導(dǎo)體表面不僅要保證交聯(lián)工序三層共擠時(shí)的質(zhì)量要求，還要提高交聯(lián)電纜的局部放電水平。

(2)導(dǎo)體表面應(yīng)光滑，無尖角、毛刺、銳邊或凸起。如果導(dǎo)體表面潔凈度不好，會導(dǎo)致絕緣厚度不均甚至破皮或絕緣擊穿，同時(shí)在導(dǎo)體的尖角部位電場集中，電場強(qiáng)度太大，易導(dǎo)致絕緣擊穿，使電纜不能通過耐壓試驗(yàn)或電纜在長期使用過程中該部位過早老化擊穿，縮短電纜使用壽命。

(3)導(dǎo)體表面應(yīng)平整，無斷裂的單線或缺股現(xiàn)象。如果導(dǎo)體表面不平整，在后道工序擠塑時(shí)有意增加絕緣厚度，那就不僅增加了電纜制造成本，還影響了電纜的外觀質(zhì)量;另外，缺股和單線斷頭會導(dǎo)致導(dǎo)體直流電阻增大。

因此，我們在絞線機(jī)牽引輪之前設(shè)計(jì)安置了一臺自動除屑裝置，讓緊壓導(dǎo)體線芯通過此裝置，清洗掉緊壓導(dǎo)體在絞合過程中產(chǎn)生的銅屑。避免了導(dǎo)體線芯表面由于金屬粒屑造成電場畸變的可能性，使其導(dǎo)體線芯表面電場分布均勻，從而大大減少導(dǎo)體線芯表面局部放電的可能性，提高了交聯(lián)電纜的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 導(dǎo)體現(xiàn)場潔凈存放

導(dǎo)體線芯絞合完畢后，如果沒有馬上進(jìn)入交聯(lián)擠塑工序，應(yīng)單獨(dú)儲存保管。為此，絞合緊壓導(dǎo)體從絞線機(jī)收線架下盤后應(yīng)采取以下措施:

(1)立即蓋上塑料薄膜防護(hù)罩，防止灰塵或潮氣進(jìn)入緊壓線芯;

(2)保持車間現(xiàn)場的環(huán)境整潔衛(wèi)生，把車間現(xiàn)場地面特別制作成環(huán)氧地坪，并經(jīng)常清潔衛(wèi)生，加強(qiáng)車間現(xiàn)場的定置管理;

(3)把緊壓線芯盤存放到安全地點(diǎn)，線盤不能前后滾動和相互碰撞，避免線芯損傷。

1.3 導(dǎo)體交聯(lián)擠塑前的表面潔凈

在交聯(lián)擠塑前，為了進(jìn)一步保證導(dǎo)體的表面清潔，在交聯(lián)機(jī)組放線輔助牽引之前，設(shè)計(jì)安裝一臺銅絲刷輪清粉裝置，進(jìn)一步去除緊壓線芯的銅、鋁金屬粉末。如果有金屬粉末殘留在導(dǎo)體線芯上，由于線芯表面電場較高，也會引起線芯表面電場畸變，加大線芯表面局部放電的可能性。因此，我們設(shè)計(jì)的該裝置由三對銅絲刷輪組成。銅絲刷輪的直徑為130mm，寬度為40mm。三對銅絲刷輪分別以120 r/min的速度轉(zhuǎn)動。銅絲刷輪轉(zhuǎn)動方向與導(dǎo)電線芯前進(jìn)方向相反。通過銅絲毛刷，進(jìn)一步將有可能粘附在緊壓線芯間隙內(nèi)的金屬粉末徹底去除，保證導(dǎo)體表面的潔凈度。

1.4 導(dǎo)體進(jìn)入交聯(lián)擠塑時(shí)的潔凈

在緊壓導(dǎo)體進(jìn)入三層共擠機(jī)頭之前，在上牽引處設(shè)計(jì)安裝了一個(gè)熱風(fēng)裝置。這個(gè)裝置會吹出用電熱絲加熱的熱風(fēng)，由一臺低速風(fēng)機(jī)沿著與導(dǎo)體線芯前進(jìn)相反的方向吹在線芯上。熱風(fēng)溫度控制在60～90℃范圍內(nèi)，以進(jìn)一步吹去有可能殘留在線芯表面的潮氣、金屬粉末、灰塵等雜質(zhì)，使導(dǎo)體以潔凈的狀態(tài)進(jìn)入擠出機(jī)。同時(shí)導(dǎo)體經(jīng)過熱風(fēng)裝置，還起到預(yù)熱的作用。進(jìn)一步改變了內(nèi)半導(dǎo)電層與導(dǎo)體粘附的程度，從而消除了導(dǎo)體與內(nèi)半導(dǎo)電層之間的空隙，保證了交聯(lián)電纜的產(chǎn)品質(zhì)量。

2 絕緣料的潔凈

2.1 材料凈化房潔凈

交聯(lián)電纜的絕緣材料潔凈控制是電纜生產(chǎn)過程中最重要的控制環(huán)節(jié)之一。材料生產(chǎn)專用房采用的是潔凈度達(dá)到100級的凈化房，對凈化房的操作工藝過程進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定:

(1)凈化房的門及內(nèi)部各材料房間的門必須保持關(guān)閉，并確保風(fēng)淋房處于可運(yùn)動狀態(tài);

(2)所有材料在經(jīng)過風(fēng)淋房之前，必須先拆掉外面的塑料皮包裝，清理衛(wèi)生后才可進(jìn)入風(fēng)淋房;

(3)材料箱在進(jìn)凈化房前，先進(jìn)行材料箱外圍包裝物的衛(wèi)生清理，必須將料箱外面的灰塵等雜物清理干凈才可進(jìn)入;

(4)在正常交聯(lián)生產(chǎn)過程中，必須將料袋口與吸管扎緊，其它料袋口不得打開;

(5)操作人員進(jìn)入凈化房工作時(shí)，應(yīng)更換專用工作服，并且必須經(jīng)過風(fēng)淋房風(fēng)淋，非操作人員未經(jīng)批準(zhǔn)不得入內(nèi)。

2.2 貯料潔凈

在正常情況下，交聯(lián)電纜料在出廠2個(gè)月內(nèi)，不管環(huán)境溫度如何變化，交聯(lián)劑一般不會析出，但材料進(jìn)廠檢驗(yàn)合格后，我們規(guī)定貯料間的溫度控制在30℃以下，貯料環(huán)境要求潔凈干燥。一般電纜絕緣料需在三個(gè)月內(nèi)及時(shí)生產(chǎn)并用掉，如貯料時(shí)間超過6個(gè)月，應(yīng)對其進(jìn)行重新檢驗(yàn)，合格后才能繼續(xù)使用。

2.3 絕緣料和屏蔽料的干燥潔凈

交聯(lián)聚乙烯絕緣料為憎水型材料，如果絕緣料剛進(jìn)廠時(shí)間不長，確認(rèn)絕緣料未受潮，在開箱使用時(shí)，一般不要求作干燥處理。但絕緣料存放時(shí)間已較長，甚至超過3個(gè)月的情況下，應(yīng)進(jìn)行干燥處理;半導(dǎo)電屏蔽料含有大量炭黑，為親水性材料，一定要進(jìn)行干燥處理。如果對屏蔽料不進(jìn)行干燥，將潮氣帶入絕緣中，絕緣層會出現(xiàn)微孔等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致產(chǎn)品通不過出廠試驗(yàn)而報(bào)廢。應(yīng)特別注意的是，屏蔽料存放溫度一般不能超過規(guī)定的29℃，否則屏蔽料就要結(jié)塊，影響材料的正常使用。

2.4 主機(jī)平臺的潔凈

交聯(lián)電纜生產(chǎn)時(shí)，一方面由于絕緣主機(jī)平臺上裝有各種控制儀表和可控硅開關(guān)，要求對四周環(huán)境溫度及潔凈度進(jìn)行控制，才不會導(dǎo)致儀器儀表誤動作，如能將環(huán)境溫度控制在(20±9)℃就可以了;另一方面由于屏蔽料要求放存溫度不超過29℃，否則就容易結(jié)塊。當(dāng)然，主機(jī)平臺溫度過高時(shí)，操作工人難以正常工作，溫度過低，可控硅等電子儀表在低溫下也極易損壞，所以溫度控制應(yīng)按工藝要求執(zhí)行。

主機(jī)平臺應(yīng)有通風(fēng)過濾器，以保持室內(nèi)環(huán)境清潔，并可將交聯(lián)副產(chǎn)物排掉，在車間內(nèi)應(yīng)通過屋頂排放，但也有一部分泄漏在平臺內(nèi)，所以，在主機(jī)控制平臺內(nèi)應(yīng)有通風(fēng)過濾裝置，雖然這些氣體無毒，但對人體器官有較強(qiáng)的刺激性和較濃的氣味。為此，從人身安全角度考慮，主機(jī)平臺的潔凈度控制非常重要。

3 交聯(lián)生產(chǎn)過程的潔凈

3.1 主機(jī)溫控潔凈

絕緣料的塑化溫度范圍約在113～116℃，低于塑化溫度，就會造成塑化不良;高于塑化溫度的一個(gè)分解溫度(5～10℃)，也會產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)，出現(xiàn)僵塊。因此，在生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制好溫度。

3.2 絕緣交聯(lián)生產(chǎn)過程潔凈

交聯(lián)絕緣生產(chǎn)過程中潔凈要求非常高，在生產(chǎn)中有時(shí)會出現(xiàn)一些缺陷，主要有:

(1)絕緣表面不光滑、毛糙。主要因機(jī)頭溫度過高或過低、模套太大、原材料不合格造成。應(yīng)及時(shí)調(diào)整機(jī)頭溫度、調(diào)整模套、選用合格的原材料;

(2)絕緣線芯竹節(jié)形。主要是由收放線張力不均勻、硫化管循環(huán)水供應(yīng)不足，或硫化管循環(huán)水溫過高，導(dǎo)體外徑粗細(xì)不均勻造成。應(yīng)及時(shí)調(diào)整張力、清理水箱和過濾網(wǎng)上的附著物、調(diào)節(jié)熱交換器冷卻水進(jìn)水閥、剪去不合格部分導(dǎo)體;

(3)絕緣層有氣孔。主要是由絕緣料受潮、氮?dú)鈮毫Φ驮斐?，?yīng)及時(shí)調(diào)換干燥的合格料、按工藝要求調(diào)整氮?dú)鈮毫?

(4)擠出機(jī)出膠量不穩(wěn)定，表面粗細(xì)不均且有顆粒。主要是由不同廠家不同批次的絕緣料混用、螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)后溫度偏高、料斗及吸料過濾器中吸附的絕緣料有析出物落入機(jī)筒造成。應(yīng)盡量使用同一廠家同一批號的絕緣料、應(yīng)及時(shí)使用螺桿冷卻系統(tǒng)、清理料斗及吸料過濾器。

3.3 絕緣交聯(lián)開機(jī)過程潔凈

交聯(lián)生產(chǎn)線開機(jī)前，先要按工藝清洗螺桿，可避免在螺桿內(nèi)殘留燒焦的粒子，保證電纜絕緣的質(zhì)量，開機(jī)時(shí)操作工應(yīng)保證有充分的時(shí)間校正絕緣偏心度。交聯(lián)生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)，也應(yīng)加入清洗料，并將剩余交聯(lián)料慢慢排出，也可以清洗螺桿內(nèi)殘留燒焦的粒子，然后再將螺桿拉出并進(jìn)行清洗。

在生產(chǎn)過程中，除偏心度要求控制外，還應(yīng)在配模時(shí)注意將電纜模具外徑尺寸稍微放大些，出料速度和溫度調(diào)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行，使絕緣層和外半導(dǎo)電層都處于拉伸狀態(tài)下生產(chǎn)。這樣可使絕緣和外半導(dǎo)電層表面很光滑，并可防止外半導(dǎo)電層嵌入絕緣表面。為此，必須注意控制出料的速度和溫度，使電纜內(nèi)屏蔽、絕緣層、外屏蔽三層同時(shí)起到拉伸作用。

3.4 氮?dú)庀到y(tǒng)和交聯(lián)管的潔凈

交聯(lián)電纜在交聯(lián)生產(chǎn)過程中，如果加熱管內(nèi)氮?dú)鉂崈舳炔粔颍烊肓艘徊糠挚諝猓瑒t絕緣顏色會焦化變色，產(chǎn)生氧化，嚴(yán)重時(shí)會使絕緣表面硬化，影響電纜的交聯(lián)度。一般情況下，工業(yè)用氮?dú)獾募兌瓤蛇_(dá)99.5%左右，對交聯(lián)電纜生產(chǎn)綽綽有余?？墒怯捎诮宦?lián)管充氮的方式是用氮?dú)廒s掉管內(nèi)的殘余空氣，要求有足夠的充氮容量，才能使交聯(lián)管內(nèi)氮?dú)鉂崈舳忍岣撸瑫r(shí)由于管子的連接問題，有時(shí)會產(chǎn)生密封泄漏等，也有可能降低氮?dú)獾臐崈舳?。為此，一般要求氮?dú)獾娜萘繎?yīng)大于10 m3/h，選用一臺KLN-20y小型壓縮機(jī)組就足夠了，氮?dú)獍l(fā)生量可達(dá)40 m3/h氣態(tài)氮。

交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物可在高溫下直接排出管外，如碰到處于溫度較低處的管壁，容易凝結(jié)，時(shí)間久了就容易形成較厚的污垢。另外，在加熱管當(dāng)中裝有懸鏈控制器的管子附近，或者在冷卻水交界處的管子附近，都容易使副產(chǎn)物凝結(jié)。如果時(shí)間長了一直不清理，電纜生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物凝結(jié)甚至可使管子堵塞或擦傷電纜的外屏蔽層。為此，應(yīng)重視交聯(lián)管的清理工作，一般一年清理并檢修一次，特殊情況時(shí)應(yīng)增加檢修，始終保持氮?dú)庀到y(tǒng)和交聯(lián)管處于潔凈狀態(tài)。

4 交聯(lián)絕緣線芯的潔凈存放

交聯(lián)電纜絕緣線芯生產(chǎn)完畢后，一般應(yīng)在生產(chǎn)車間存放幾天，需單獨(dú)儲存保管，并且進(jìn)行自然脫氣。在脫氣過程中如果儲存保管不好，絕緣線芯表面會存在灰塵顆粒。為此，交聯(lián)絕緣線芯從收線架下盤后要采取潔凈措施:

(1)立即蓋上塑料薄膜防護(hù)罩，防止灰塵或潮氣進(jìn)入絕緣線芯，但不能把塑料薄膜綁得太緊，以方便交聯(lián)電纜自然脫氣;

(2)保持車間現(xiàn)場的潔凈環(huán)境。經(jīng)常進(jìn)行車間清潔衛(wèi)生，加強(qiáng)車間現(xiàn)場的定置管理，保持車間現(xiàn)場整潔衛(wèi)生的環(huán)境;

(3)把絕緣線芯盤存放到安全地點(diǎn)。專門設(shè)計(jì)制作了一些存放電纜絕緣線芯的托架，并且保證電纜盤具不能前后滾動和相互碰撞，避免線芯損傷。

5 結(jié)束語

綜上所述，針對交聯(lián)電纜交聯(lián)工序的潔凈工藝要求，要嚴(yán)格控制過程質(zhì)量。

(1)導(dǎo)體表面應(yīng)做到清潔、無油污、無水漬、無雜粒、無氧化現(xiàn)象。

(2)交聯(lián)電纜的絕緣材料潔凈控制是電纜生產(chǎn)過程中最重要的控制環(huán)節(jié)，應(yīng)重視材料凈化房、主機(jī)平臺的潔凈度。

(3)交聯(lián)生產(chǎn)過程的潔凈，應(yīng)重視主機(jī)溫控、絕緣表面潔凈、氮?dú)庀到y(tǒng)和交聯(lián)管的潔凈度。

(4)交聯(lián)絕緣線芯應(yīng)存放在干燥潔凈的環(huán)境中。

［1］金金元.交聯(lián)電纜絕緣線芯的若干問題分析［J］.電線電纜，2012(6):21-24.

［2］錢子明，管新元，馬 軍.懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線絕緣線芯抖動問題及其解決方法的探討［J］.電線電纜，2007(5):30-32.

［3］錢志明.淺析高壓交聯(lián)電纜絕緣線芯質(zhì)量缺陷的控制［J］.電力建設(shè)，2006(9):66-67.

［4］金金元.影響交聯(lián)電纜局部放電水平的因素［J］.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2012(6):22-24.