与聚氯乙烯(PVC)绝缘电缆相比交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆具有优异的性能,因此XLPE绝缘电力电缆已在我国电力行业中得到广泛的应用。对于低压XLPE电缆。其交联方法大多采用硅烷交联,只有一小部分采用辐照交联或其它于法化学交联,三种交联方法相比较,硅烷交联具有设备投资少、适应性强和工艺简单等优点。
硅烷交联一般采用水煮加热或蒸汽加热等两种方式,我公司以往采用的是水煮加热方式。随着硅烷交联聚乙烯绝缘电缆需求量的大大增加,水煮工序已经成为生产硅烷交联产品的瓶颈;而且水煮还有电缆易进水的缺点,所以采用替代水煮工序的方法被提上日程。通过多方考察并论证,结合硅烷交联聚乙烯电缆交联温度要求,确定了用水蒸汽加热替代水煮加热进行交联的方法,并很快进行技术设计和设备改造,并投入生产使用。
一、蒸汽交联电缆的试制
采用水煮进行加热时,煮线池中水需经加热2h后达到95 ℃,再持续保温5h后停止加热,即完成交联。水煮后取样试验,一般交联度都符合要求。水煮加热方式存在的缺点是,在操作遭程中易碰伤电缆,而且一旦封头不严或电缆绝缘有损,在水煮过程中就会导致电缆进水,从而形成电缆的致命缺陷。
采用蒸汽交联时,为减少浪费,先采取了小批试制的方式,以型号为JKLJYJ-O.6/1 kV 95 mm2硅烷交联聚乙烯电缆绝缘线芯为试验样品,在整个过程中,技术人员全程跟踪,随时对产品进行百分之百取样,并根据试验结果合理调整蒸汽时间,蒸汽加热温度为95℃。试制过程如下:第一次通蒸汽5h,保温2h,取样试验全部合格;第二次通蒸汽3h,保温3h,取样试验全部合格;第三次通蒸汽2h,保温3h,取样试验全部合格;第四次通蒸汽1h,保温4h,取样试验合格率为98%。
注:水煮加热和蒸汽加热温摩均为95℃;蒸汽加热lh测试值取自于合格的试样,因部分产品是不合格的。
表l为JKLYJ-0.6/1kv 95 mm2,绝缘线芯蒸汽交联和水煮交联后产品性能对比。从表l可以看出,采用蒸汽方式时,仅需2h就可得到与水煮5h同样合格的交联电缆。但是为保证产品具有更高的合格裕度,仍把通蒸汽5h作为绝缘线芯的蒸汽交联时间。通过试制还发现,采用蒸汽加热方式,杜绝了电缆端头进水现象,克服了水煮方式的缺点。
二、水煮交联和蒸汽交联的绎济性比较
我公司现有煮线池的容积是40 m3,JKlYJ-0.6/1,kV 95 mm2绝缘线芯收于侧板直径为1.6m的电缆盘上,最多可以放3盘。整池水需经加热2h后达到95℃,并保温5h所消耗的电能为1920kWh,平均每盘电缆完成交联所需消耗的能量为640kWh。
我厂技术人员充分利用现有资源,将厂内一闲置的集装箱进行了改造,节约了投资成本。根据热力学及传热学原理,进行了蒸汽管道系统设计和安装,配齐了热工仪表,以便测量观察,并将蒸汽管道系统与厂区管网系统直接连接。蒸汽室的容积为78 m3。这样可放人上述相同规格的电缆盘6盘,通蒸汽5h消耗的电能为2304kWh,每盘电缆完成交联所需消耗的能量为384 kWh,因此,单盘电缆比采用水煮方式节约能耗40%左右。
三、结束语
采用水煮和蒸汽交联方式都可以生产出合格的交联电缆产品,蒸汽交联相比于水煮交联具有如下的优点:
1.节能效果显著,经济性好,提高了产品在市场上的竞争力。
2.工艺性能好,较好地杜绝了电缆端头进水现象。
3.生产效率高,操作方便,解决了制约生产的瓶颈问题。
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