1、電纜專業畢業論文：YJY22-2635kV 3240mm2交聯聚乙烯絕緣電力電纜的生產 YJY22-2635kV 3240mm2交聯聚乙烯絕緣電力電纜的生產摘 要 電線電纜通常是由幾根或幾組導線絞合而成的類似繩索的線材產品每組導線之間相互絕緣并常圍繞著一根中心扭成整個外面包有高度絕緣的覆蓋層電線電纜是指用于通信及相關傳輸用途的本文首先介紹了電纜行業在我國發展現狀YJY22-2635kV 3240mm2交聯聚乙烯絕緣電力電纜為例簡要說明中壓交聯電纜的設計制造過程根據工廠的實際條件和各個工序的生產設備對YJY22-2635kV 3240mm2交聯聚乙烯絕緣電力電纜各部分的結構尺寸材料選擇及生產工藝

2、等進行了論述同時并對基本性能參數進行計算簡單的介紹了關鍵詞中壓交聯電纜工藝流程基本性能不要刪除行尾的分節符此行不會被打印目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論111 課題背景112 電力電纜及電力電纜的電壓等級分類1com 電力電纜的基本結構2com 電力電纜的分類213 電力電纜的生產工藝流程3第2章 產品結構及各部分的材料選擇421 產品結構422 各部分材料的選擇及性能要求4com 導體材料的選擇及性能要求4com 絕緣材料的選擇及性能要求5com 導體屏蔽和絕緣屏蔽材料的選擇及性能要求6com 填充材料的選擇及性能要求7com 金屬屏蔽材料的選擇及性能要求8com 內護套材料的選

3、擇及性能要求8com 鎧裝材料的選擇及性能要求9com 外護套材料的選擇及性能要求923 電纜各部分的尺寸10第3章 電纜的參數計算1231 導體的直流電阻1232 導體的交流電阻1233 絕緣電阻1334 電纜的電容1335 電纜的電感1436 電纜的電抗1437 電纜的阻抗1438 電纜載流量的計算14com 基本條件14com 載流量計算1539 短路電流的計算20第4章 電纜生產工藝2141 電纜的生產過程2142 導電線芯的工藝技術要求21com 單絲拉制工藝技術要求21com 退火工藝技術要求22com 絞線工藝技術要求2343 交聯工藝技術要求2444 金屬屏蔽工藝技術要求254

4、5 成纜工藝技術要求2646 保護層部分的工藝技術要求27com 內護套擠出工藝技術要求27com 鋼帶鎧裝工藝技術要求27com 外護套工藝技術要求28第5章 電纜檢測試驗3051 電纜導體直流電阻測量30com 測量方法30com 基本測量原理31com 智能數字式電阻測量儀31com 測量結果的判定32com 測試注意事項32com 測量電纜導體電阻的意義3252 電纜絕緣電阻的測量33com 試驗的目的33com 試驗要求33com 電纜絕緣好壞的判別33com 絕緣電阻的測量原理及方法3453 電纜的交流耐壓試驗35com 有關要求及規定35com 電纜交流耐壓試驗方法及結果判斷36

5、54 電纜局部放電的檢測37結論40致謝41參考文獻42附錄43千萬不要刪除行尾的分節符此行不會被打印在目錄上點右鍵更新域然后更新整個目錄打印前不要忘記把上面Abstract這一行后加一空行緒論課題背景電線電纜行業是一個基礎器材和基礎產品的制造業電線電纜被喻為國民經濟的血管與神經它是輸送電能傳輸信息和制造電機電器儀表的基礎器材是未來電氣化信息化社會中不可缺少的基礎產品電線電纜行業又是一個配套大行業產品必須滿足各主行業的要求主行業發展了線纜行業也隨之發展國民經濟的絕大多數行業與電線電纜有關目前我國電線電纜的產值已達國民經濟總產值1以上可以看出它仍有較強的活力八五期間是中國線纜行業的輝煌時期九五保

6、持了八五高速發展的勢頭十五勢頭不減目前電線電纜行業正以78的速度發展2000年電線電纜產值是1995年192倍僅次于美國已成為世界第二電線電纜生產國190在世界范圍內中國電線電纜總產值已超過美國成為世界上第一大電線電纜生產國伴隨著中國電線電纜行業高速發展新增企業數量不斷上升行業整體技術水平得到大幅提高 中國經濟持續快速的增長為線纜產品提供了巨大的市場空間中國市場強烈的誘惑力使得世界都把目光聚焦于中國市場在改革開放短短的幾十年中國線纜制造業所形成的龐大生產能力讓世界刮目相看隨著中國電力工業數據通信業城市軌道交通業汽車業以及造船等行業規模的不斷擴大對電線電纜的需求也將迅速增長未來電線電纜業還有巨大

7、的發展潛力2 耐火電纜200811月我國為應對世界金融危機政府決定投入4萬億元拉動內需其中有大約40以上用于城鄉電網建設與改造全國電線電纜行業又有了良好的市場機遇各地電線電纜企業抓住機遇迎接新一輪城鄉電網建設與改造 電力電纜及電力電纜的電壓等級分類電線電纜是用以傳輸電磁能信息和實現電磁能轉換的線材產品電力電纜power cable用于傳輸和分配電能的常用于城市地下電網發電站的引出線路工礦企業的內部供電及過江過海的水下輸電線在電力線路中電纜所占的比重正逐漸增加電力電纜是在電力系統的主線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產品其中包括1-500kV以及以上各種電壓等級各種絕緣的電力電纜電力電纜的基本

8、結構由線芯導體絕緣層屏蔽層和保護層四部分組成 1線芯 線芯是電力電纜的導電部分用來輸送電能是電力電纜的主要部分 2絕緣層 絕緣層是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離保證電能輸送是電力電纜結構中不可缺少的組成部分 3屏蔽層 15V及以上的電力電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層 4保護層 保護層的作用是保護電力電纜免受外界雜質和水分的侵入以及防止外力直接損壞電力電纜電力電纜按可分為油浸紙絕緣電力電纜塑料絕緣電力電纜橡皮絕緣電力電纜按等級可分為中低壓電力電纜高壓電纜 超高壓電纜以及特高壓電纜此外還可按電流分為交流電纜和直流電纜油浸紙絕緣電力電纜 以油浸紙作絕緣的電力電纜其應用歷史最長它安

9、全可靠使用壽命長價格低廉主要缺點是敷設受落差限制自從開發出不滴流浸紙絕緣后解決了落差限制問題使油浸紙絕緣電纜得以繼續廣泛應用 塑料絕緣電力電纜 絕緣層為擠壓塑料的電力電纜常用的塑料有聚氯乙烯交聯聚乙烯塑料電纜結構簡單制造加工方便重量輕敷設安裝方便不受敷設落差限制因此廣泛應用中其最大缺點是存在樹枝化擊穿現象這限制了它在更高電壓的使用 橡皮絕緣電力電纜 絕緣層為橡膠加上各種配合劑經過充分混煉后擠包在導電線心上經過加溫硫化而成它柔軟富有彈性適合于移動頻繁敷設彎曲半徑小的場合因此經常作為船用電纜以及采掘機械X光機上用電纜其結構特點是線心用多根較細單絲絞合絞合節距較小常用作絕緣的膠料有天然膠-丁苯膠混合

10、物乙丙膠丁基膠等交流傳輸電力電纜直流傳輸電力電纜低壓線纜U 6kV中壓線纜6kV U 35kV高壓線纜35kV U 330KV 裸線100kV U 600kV35kV U 220KV 電纜330kV U 1000kV 裸線220kV U 500kV 電纜U 1000kVU 600kV31234圖1-1 電力電纜的產品工藝流程圖產品結構及各部分的材料選擇產品結構額定電壓為18kV以上的電纜應有導體屏蔽和絕緣屏蔽同時額定電壓為1kV以上電纜應有金屬屏蔽層額定電壓為21kV及以上同時標稱截面為500及以上的電纜的金屬屏蔽層應采用銅絲屏蔽結構本產品無特殊要求采用三芯分相銅帶屏蔽雙鋼帶鎧裝結構其結構示意

11、圖如下 圖2-1 電纜結構示意圖注1導體 2導體屏蔽 3交聯聚乙烯絕緣 4絕緣屏蔽 5金屬屏蔽 6填充 7隔離套內護套 8鎧裝 9外護套各部分材料的選擇及性能要求導體材料的選擇及性能要求根據實際需要導體材料選擇符合國標GBT3952-2008電工用銅線坯規定的T2R型銅線坯銅線坯應滿足如下要求尺寸及允許偏差公稱直徑 635120的銅線坯其允許偏差僅為04銅線坯應成卷供應每卷應為連續一根表面質量銅線坯應圓整尺寸均勻并且不需經酸洗和扒皮直接使用銅線坯表面不應有皺邊飛邊裂紋夾雜物及其他影響使用的缺陷力學性能 T2R型銅線坯的伸長率應不小于37扭轉性能直徑為60100mm的熱態電工用銅線坯應進行扭斷試

12、驗T2R型銅線坯的扭轉性能應滿足正轉轉數25反轉至斷裂的轉數不少于25轉電性能T2R型銅線坯的質量電阻率應不大于015328mm2體積電阻率應不大于001724mm2mT2R型銅線坯經拉制至 301mm的圓銅線應滿足國標GBT3953-2009電工圓銅線中的規定圓銅線應滿足如下要求尺寸偏差圓銅線其偏差為0004機械性能圓銅線其伸長率不小于25電性能圓銅線電阻率應不大于0017241mm2m外觀圓銅線表面應光潔不應有與良好工業產品不相稱的任何缺陷絕緣材料的選擇及性能要求絕緣材料選用符合國標JBT10437-2004電線電纜用可交聯聚乙烯絕緣料規定的YJ-35型過氧化物交聯聚乙烯絕緣料絕緣料應滿足

13、如下要求外觀絕緣料應呈顆粒狀其尺寸約為直徑4mm高3mm色澤和顆粒大小應均勻顆粒間不應有明顯粉末狀物質機械物理性能和電氣性能絕緣料的機械物理和電氣性能應符合下表規定雜質含量YJ-35型可交聯聚乙烯絕緣料在1kg的樣品帶上的01750250mm雜質顆粒數應不超過5顆大于0250mm的雜質顆粒數應為零序號項目單位指標1密度Gcm3092200032抗伸強度MPa1353斷裂伸長率3504空氣熱老化試驗試驗條件熱老化溫度 持續時間拉伸強度變化率 斷裂伸長率變化率h135216820205熱延伸20002 MPa15 min負荷下伸長率冷卻后永久變形8056相對介電常數50Hz 20 2357介質損耗

14、因數50Hz 20000058體積電阻率1kV 20m110149沖擊脆化溫度試驗溫度沖擊脆化性能失效數-761530表2-1 交聯聚乙烯料機械物理和電氣性能導體屏蔽和絕緣屏蔽材料的選擇及性能要求導體屏蔽和絕緣屏蔽分別采用符合國標JBT10738-2007額定電壓35kV及以下擠包絕緣用半導體屏蔽料規定的PYJD型交聯聚乙烯絕緣電纜導體用過氧化物交聯型半導電屏蔽料和PYJBJ型交聯聚乙烯絕緣電纜絕緣用過氧化物交聯型可剝離半導電屏蔽料屏蔽料應滿足如下要求外觀半導電屏蔽料成黑色顆粒狀尺寸為直徑約4mm高約3mm色澤和質地均勻顆粒間不應有明顯粉末狀物質機械物理性能和電氣性能半導電屏蔽料的機械物理性能

15、和電氣性能應符合下表所示序號項目單位指 標導體屏蔽絕緣屏蔽1密度gcm31201202抗伸強度MPa1201003斷裂伸長率1802004空氣熱老化試驗 試驗條件熱老化溫度 持續時間抗伸強度變化率斷裂伸長率變化率h13521683030135216830305沖擊脆化 試驗條件試驗溫度 沖擊脆化性能失效數-401530-4015306熱延伸 試驗條件溫度 機械負荷 符合時間負荷下伸長率冷卻后永久變形MPaMin20020215100152002021510015720時體積電阻率cm10010089070時體積電阻率cm500025009剝離強度Ncm104510空氣熱老化后體積電阻率 試驗條

16、件老化溫度 持續時間9070時體積電阻率hcm10021681000 100216850011空氣熱老化后剝離強度 試驗條件老化溫度 持續時間剝離強度 hNcm10021681045表2-2 半導電屏蔽料的機械物理性能和電氣性能 填充材料的選擇及性能要求本電纜采用聚丙烯網狀撕裂纖維作為填充材料電纜的填充除了提高電纜結構的穩定性保證線芯圓整度外必須考慮其對電纜的電性能是否有不良影響應采用非吸濕性材料作為填充聚丙烯PP是熱塑性材料具有良好的綜合性能比重小強度韌性優越吸濕性小熱性能電性能化學穩定性能都很好而且材料來源豐富價格低廉故采用聚丙烯纖維帶作為填充材料金屬屏蔽材料的選擇及性能要求金屬屏蔽采用符

17、合國標GBT11091-2005電纜用銅帶規定的T2M型軟銅帶銅帶規格為0150軟銅帶應滿足如下要求外形尺寸及允許偏差厚度為01的軟銅帶其允許偏差為00080010帶材的外形應平直但允許有輕微的波浪其側邊彎曲度應不大于15mmm帶材的兩邊應切齊無毛刺裂邊和卷邊帶卷任意相鄰兩層的不齊度不大于1mm任意兩層的不齊度不大于5mm電性能在20的溫度下測試帶材導電率應不小于98IACS電阻系數不大于0017593mm2m外觀質量帶材的表面應光滑清潔端面不應有氧化變色同時不允許有任何影響使用的缺陷每卷帶材應有內襯應卷緊卷齊內護套材料的選擇及性能要求內護套材料選用符合國標GB15065-1994電線電纜用黑

18、色聚乙烯塑料規定的DH型黑色低密度聚乙烯護套料護套料滿足如下要求外觀顆粒均勻表面光滑無明顯雜質不允許有3顆及以上連粒物理機械性能及電性能護套料的機械性能及電性能應符合下表所示表2-3 聚乙烯護套料的機械性能及電性能序號項目單位LDPE指標1熔體流動速率g10min502密度gcm3092009403抗伸強度MPa1304斷裂伸長率5005低溫沖擊脆化溫度-766碳黑含量2600257碳黑分散性分散度分吸收系數64008介電強度MV m259體積電阻率m1101410相對介電常數280鎧裝材料的選擇及性能要求電纜的鎧裝層采用符合國標YBT024-2008鎧裝電纜用鋼帶規定的鍍鋅冷軋雙鋼帶鎧裝鋼帶

19、應滿足如下要求尺寸及允許偏差鋼帶厚度為08mm厚度為60mm其厚度允許偏差為004-006其寬度允許偏差為070其鋼帶長度不小于300000mm外徑600mm時允許接頭數為2外徑 600mm時允許接頭數為3外形公稱寬度 45mm的鋼帶其鐮刀彎個數為4鋼帶的力學性能其抗拉強度不小于295Nmm2斷后伸長率不小于20斷后伸長率試樣標距50mm表面質量鋼帶表面允許有不大于厚度允許公差之半的個別凹面凸起豆痕縱向劃傷及劃痕但不允許有腐蝕鋼帶邊緣不允許有裂邊切割不齊允許有不大于厚度允許公差之半的洗毛刺鍍鋅鋼帶表面鍍層應均勻連續不允許有鋅層剝落腐蝕和漏鍍允許有個別的漏鍍點鋼帶的接頭采用電焊對焊或搭焊搭界長度

20、應不大于20mm接頭處抗拉強度應不小于300Nmm2以原鋼帶截面計接頭不允許有穿孔熔渣尖頭和錯位不能裸露外護套材料的選擇及性能要求外護套材料選擇符合國標GBT29523-2008電com電纜通用外護層GBT127061-2008額定電壓1kV 12kV到35kV 405kV擠包絕緣電力電纜及附件和GBT 8815-2008電線電纜用軟聚氯乙烯塑料規定的H-70型聚氯乙烯外護套料聚氯乙烯外護套料應滿足如下要求外形和顏色聚氯乙烯電纜料約為4mm4mm3mm的方形粒狀物或具有相當大小的圓柱形粒狀物護層級聚氯乙烯電纜料的顏色為黑色聚氯乙烯電纜料應塑化良好色澤均勻不應有明顯的雜質聚氯乙烯電纜料的機械物理

21、性能與電性能聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能如下表所示序號項目單位指標1拉伸強度MPa1502斷裂拉伸應變1803熱變形504沖擊脆化性能試驗溫度-25沖擊脆化性能通過5200時熱穩定時間min50620時體積電阻率101087介電強度MVm 18表2-4 聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能序號項目單位指標1試驗溫度10022試驗時間h1683老化后拉伸強度MPa1504拉伸強度最大變化率205老化后斷裂拉伸應變1806斷裂拉伸應變最大變化率207熱老化質量損失試驗條件 1002質量損失gm223表2-5 老化后聚氯乙烯電纜料的機械物理性能電纜各部分的尺寸2635kV額定電壓等級的電力電

22、纜其各部分尺寸應嚴格按照國標GBT127063-2008額定電壓1kV 12kV到35kV 405kV擠包絕緣電力電纜及附件第3部分額定電壓35kV 405kV電纜設計制造其各部分結構尺寸如下1導體 mm2的電力電纜根據工藝的要求進行拉制將T2R80mm銅桿拉制成單com的圓銅單線直徑偏差僅為-001mm-004mmF003mm再將銅根據絞合工藝進行絞合絞合成為標稱截面為mm2的緊壓型導體線芯D 175mm導體屏蔽根據工藝參數導體屏蔽的最小厚度為005mm最大厚度為075mm本設計導體屏蔽標稱擠出厚度為06mm3絕緣2635kVmm2導體截面的電力電纜其絕緣厚com平均值應不小于規定的標稱值最

23、薄處厚度不小于標稱值的9001mm所以本產品的絕緣最薄點厚度不小于mm105mm式中單位長度電纜導體在溫度下的直流電阻 20時的直流電阻 20的導體電阻溫度系數已知00754m 000393 1k 900 096110-4m導體的交流電阻交流電阻式中集膚效應因數 鄰近效應因數 其中式中線路頻率 單位長度電纜導體在溫度下的直流電阻 線芯外徑線芯中心軸間距離除分割導體取0435外其余都取1分割導體取037其他型式線芯取081已知 096110-4m 50Hz 10 0801mmmm130788310-3104610-30910-4m式中絕緣電阻系數幾何因數多芯電纜的芯數其中式中絕緣后的外徑導體屏蔽

24、后的外徑已知 m mm mm 3m電纜的電容多芯圓形電纜m式中絕緣的相對介電系數 多芯電纜的芯數 幾何因數 其中式中絕緣后的外徑導體屏蔽后的外徑已知 397mm mm 3 25m電纜的電感三相回路電纜的電感式中 內感 電纜中心間的距離導體外徑包括導體屏蔽已知50Hz 421mm 196mm結果 346電纜的電抗電纜的電抗式中電源頻率 每米長度電纜每相的電感已知50Hz 6m結果m電纜的阻抗電纜的電抗式中每米長度電纜每相導體的交流電阻已知mm結果m電纜載流量的計算基本條件電纜敷設方式環境條件和運行狀況敷設條件空中干燥和潮濕土壤熱阻系數之比率10干燥土壤的熱阻系數10自然土壤的熱阻系數10土壤臨界

25、溫度400環境溫度400載流量計算絕緣損耗式中單位長度電纜電容 對地電壓相電壓 在電源系統和工作溫度下絕緣損耗因數已知 50Hzm 26kV0001金屬套所用材質的導電率 金屬套的截面積 電阻溫度系數 導體的工作溫度 金屬套的溫度相對于導體溫度的比率已知mm2000393 1k 900 090電纜金屬套外徑金屬套厚度已知mmmm 結果 4已知 50Hzm結果 5滯后相渦流損耗已知mmmm結果渦流損耗結果6 中間電纜渦流損耗已知mmmm結果渦流損耗結果7越前相渦流損耗已知mmmm結果渦流損耗結果8金屬套或屏蔽環流損耗 結果9金屬套或屏蔽功率損耗 環流損耗 渦流損耗結果三相中最大的鎧裝損耗因數式中

26、已知cmcmcm結果電纜絕緣熱阻式中絕緣材料熱阻系數導體直徑導體和金屬套之間的絕緣厚度已知mmmm結果金屬套和鎧裝之間熱阻式中內襯層的內徑 內襯層厚度已知mmmm結果 6外護套熱阻式中外護套內徑 外護套厚度已知mmmm結果 7電纜外部熱阻 1熱阻系數式中電纜外徑已知m結果 2已知m結果 3已知結果 4超過環境溫度以上的電纜表面溫升已知2結果 5結果 8電纜額定載流量 已知交流電阻金屬屏蔽損耗鎧裝損耗介質損耗m熱阻熱阻熱阻熱阻結果A短路電流的計算假設在短路持續期間熱量保持在在流體內部根據IEC60969短路電流的計算方法可知短路電流絕熱計算時所以在任何起始溫度條件下絕熱的溫升計算通式如下式中絕熱

27、基礎上計算的短路電纜 短路持續時間 取決于載流體材料的常數 載流體幾何面積最終溫度起始溫度0時載流體電阻溫度系數的倒數已知 226mm2 240mm2 600s 110 40 17241m結果 1055A電纜生產工藝電纜的生產過程電線電纜其基本結構一般是由導電線芯絕緣層保護層三部分總成為了完成三部分的組合其生產過程如下圖所示圖4-1 中壓交聯聚乙烯絕緣電力電纜的生產工藝流程導電線芯的工藝技術要求單絲拉制工藝技術要求本公司銅大拉的設備型號有LHD2-40013和LH45013兩種本設計采用的拉線設備型號為LHD2-40013滑動式銅大拉機其主要是將80mm的電工圓銅桿拉制成113375mm的銅單

28、線其主要有放線部分主機部分連續退火及冷卻部分儲線部分收線部分及電氣控制系統等組成其主要特點如下 結構緊湊便于穿線和操作第13模和第12模均能出線從而可達到八種出現速度使機器有較大的靈活性在出線鼓輪軸上裝有超越離合器防止反轉這樣就避免了停車后再次開車或點動時因鼓輪反轉造成的斷線現象雙盤自動收線可解決了因還盤停機造成的單絲質量問題硬線并極大的提高了生產效率采用大電流直接通過銅單線上用直流電流加熱使退火均勻連續穩定龍門式放線架可同時放置兩盤銅桿及可移動式過線小車可實現連續放線減少停機時間提高生產效率配模原則1拉出的圓單線應有符合要求的形狀尺寸和表面質量硬線應有一定的冷變形程度以達到所要求的機械性能2

29、應使各道次具有適當的安全系數以保證控制過程連續穩定進行3充分利用控制材料的塑性選擇較高的變形量以減少拉制道次數減少模具輔助時間和電能的消耗4對于多模拉線機應根據拉線機速比拉線條件等選配模具系統6表4-1 LHD2-40013滑動式銅大拉機技術參數設備型號技術參數進線直徑出線直徑定速輪直徑拉制道次LHD24001380mm301mm400mm7表4-2 301mm圓銅單線配模配模規格出口模二道三道四道五道六道七道301mm305mm355 mm400 mm450 mm515 mm590 mm680 mm工藝技術要求1調換出線模和調換規格需仔細地測量線徑和觀察線材表面質量2所拉制的線材要符合所要求

30、的尺寸形狀良好表面質量和合格機械性能 3配模合適不發生拉細拉斷等現象保證足夠安全系數4充分利用金屬塑性提高生產效率5保證排線平整緊密6成品單線表面應光亮無麻紋麻點7冷卻要充分退火工藝技術要求銅線生產采用連拉連退工藝即在銅拉絲機出口模后面在經過牽引輪后加裝退火裝置是拉絲和退火連續的一次性完成這樣即提高了拉絲生產效率也減少了銅線在拉絲后重新退火時單絲刮毛擦傷等質量問題的產生銅線連拉連退退火方式采用大電流直接通過銅線上進行連續退火為了得到退火均勻的銅線用直流電源加熱在整個加熱區域分為兩段第一段為預熱區一般長度為9米左右將銅線加熱到250左右銅線氧化溫度以下第二段為退火區一般長度為4米左右將銅線加熱到

31、500-550使銅線變軟從而達到銅線退火的目的絞線工藝技術要求根據GBT3956-2008電纜的導體和GBT3957-84電力電纜銅鋁導電線芯規定 240mm2標稱截面的圓形緊壓結構其導體中單絲根數不少于34根絞合導體最大外徑206mm本型號電纜線芯結構采用37根單線單絲直徑301mm絞合按161218排線方式進行絞合其內層節距比不大于40外層節距比不大于20最外層絞向為左緊壓絞合是在JLK630121824框式絞線機54框上完成JLK630框式絞線機主要適用于緊壓導體圓形扇形絞合導體等電力電纜導電線芯及裸導線如鋁絞線鋼芯鋁絞線銅絞線等JLK630框式絞線機主要有630固定放線架框架模架線芯緊

32、壓裝置牽引裝置收排線架機械傳動系統電氣控制系統等組成JLK630框式絞線機的主要特點1強大的牽引力可生產緊壓系數90以上的中高壓交聯電纜緊壓導體2先進的全自動斷線報警急停裝置可大大減少因斷線后的補線現象使產品的質量得到了保證3預成形裝置使絞合后導體單絲無應力排列緊密整體切斷后無松股現象4牽引機構自然分線解決了常規強制分線引起的導體擦毛擠傷現象表4-3 161框絞機工藝如下標稱截面mm2導體根數單絲直徑排列方式第一框絞絞向拉制模尺寸節距24037301161218第二框絞第三框絞第四框絞絞向拉制模尺寸節距絞向拉制模尺寸節距絞向拉制模尺寸節距左83mm2292右136mm2292左175mm271

33、0工藝技術要求1絞線線芯不允許有缺單線斷線松股等現象表面應光潔無毛刺劃傷跳線油污和灰塵2同一層內相臨兩個接頭之間的距離應不小于300mm焊頭要光滑圓整3排線應平整有序無壓線現象4絞線必須緊密排列線芯不得翻轉5導電線芯不允許整股焊接單線允許焊接但焊接處應圓整其外徑偏差不超過005mm同一層內相臨兩個接頭之間的距離不小于1000 mm交聯工藝技術要求交聯工序是在絞制的導電線芯上擠導體屏蔽層絕緣層及絕緣屏蔽層交聯電纜導電線芯是由多根導線絞合而成線芯表面無屏蔽時線芯表面的電場將受到組成線芯導線半徑的影響而呈不均勻分布內屏蔽層起均化電場作用防止絕緣層與導體之間產生間隙而引起局部放電外屏蔽層主要防止絕緣層

34、與銅帶屏蔽之間產生間隙而引起局部放電半導電是以EVA或EEA作為基料加50左右導電碳黑加適量抗氧劑交聯劑和潤滑劑等經混合造粒而成擠壓式模具選配主要是依線芯選配模芯依成品擠包后的外徑選配模套據塑料工藝特性決定模芯和模套角度及角度差定徑區即承線徑長度等模具的結構尺寸使之配合得當配模的理論公式模芯式中 模芯出線口內徑 生產前半制品最大直徑 模芯放大值模套式中 模套出線口內徑 模芯嘴壁厚 工藝規定的產品塑料層厚度 模套放大值放大值的說明絕緣線芯模芯的放大值為 053mm絕緣線芯模套的放大值為 13mm工藝參數主要是擠出機的溫度參數及模具尺寸其具體參數如下表所示表4-4 交聯機組配模及擠出工藝參數YJY

35、22-2635kV -3240銅芯交聯電纜交聯機組配模參數電壓等級規格導體外徑導體屏蔽絕緣厚度絕緣屏蔽2635kV240mm2175mm06mm105mm06mm外徑模具最小最大芯模1芯模2芯模3模套386mm396mm192mm202mm85mm436mm各階段生產速度mmin結束時間配方名開始生產慢速硫化冷卻國產料21948821936min50minGc35kV-240工藝技術要求1標稱擠出厚度導體屏蔽06 mm絕緣厚度105 mm 絕緣屏蔽06mm2絕緣厚度的最小值不低于規定標稱厚度的90-013要保持清潔的生產環境減少至消除一切雜質混入必須防止生產中的碰傷層間應緊密結合不得有殘留氣體

36、4電纜由交聯管進入冷卻管必須保持冷卻管內的壓力避免擠出層在熱狀態下冷卻不足而產生壓扁和解除壓力作用而在組織內部產生氣泡以至于絕緣強度下降5導體屏蔽應為擠包的半導電層擠包的半導電層應和絕緣緊密結合其與絕緣層的界面應光滑無明顯絞線凸紋不應有尖角顆粒燒焦或擦傷的痕跡6每根絕緣線芯上應直接擠包與絕緣線芯緊密結合的非金屬半導電層其絕緣層的界面應光滑不應有尖角顆粒燒焦或擦傷的痕跡7金屬屏蔽工藝技術要求35kV電壓等級的電力電纜常采用分相屏蔽分相屏蔽是每個絕緣線芯上繞包或擠出屏蔽層這種屏蔽方式改變了電場的輻射方向電場分布垂直于屏蔽表面電場分布比較均勻也就是由所謂的非徑向電場向徑向電場的轉變這種方式屏蔽效果好

37、又能承受部分短路電纜根據國標129063-2008額定電壓1kVkV到35kVkV擠包絕緣電纜電纜及附件第三部分額定電壓35kVkV電纜規定銅帶屏蔽應由一層重疊繞包的軟銅帶組成也可以采用雙層銅帶間隙繞包銅帶間的搭蓋率為銅帶寬度的15標稱值最小搭蓋率應不小于5三芯電纜銅帶標稱厚度010mm銅帶的最小厚度應不小于標稱值的90本工序是在630銅帶屏蔽繞包機上進行其主要工藝參數如表4-5所示表4-5 630銅帶屏蔽工藝參數屏蔽前外徑銅帶規格牽引級別銅帶頭轉速銅帶節距方向標稱外徑409 mm1015013367 radmin40mm左412mm工藝技術要求1金屬屏蔽層應包覆在每根絕緣線芯的外面2銅帶繞包

38、平整不得有卷邊翹邊等現象3三芯電纜應在每一根線芯上用紅黃或綠半透明色帶之一做色標4單芯電纜屏蔽外應重疊繞包一層包帶擠聚氯乙烯內護套的繞包帶采CPP帶擠聚乙烯內護套的繞包帶采用無紡布5銅帶平均重疊控制在15206來料交聯線芯頭尾及每次分盤中間應進行100內屏蔽目力檢查檢查內屏蔽應無明顯偏薄或無內屏現象成纜工藝技術要求成纜工序采用盤絞成纜以3500盤絞機為例其主要的工藝參數如表4-6所示表4-6 交聯絕緣電纜盤絞成纜工藝參數表成纜前外徑成纜外徑壓模mm填充牽引級速最大牽引線速轉速12412mm895mm9593PP繩4601594mmin527radmin成纜節距成纜方向繞包頭轉速CPP帶規格繞包

39、節距繞包方向參考外徑mm最小最大3025mm右329radmin260mm484mm左89912 工藝技術要求1每個絕緣線芯的金屬層應相互接觸2繞包包帶應平整無褶皺3填充應緊密成纜外徑符合規定8保護層部分的工藝技術要求內護套擠出工藝技術要求內外護套的模芯模具配模公式如交聯工藝配模公式其放大值有所不同其說明如下生產外護套電纜用模芯的放大值鎧裝電纜為26mm非鎧裝為24mm生產外護套電纜用模套的放大值為25mm 內護套的擠出以2150擠塑機為例主要的工藝參數如表4-7所示表4-7 交聯絕緣電纜內護套工藝參數 擠出前電纜外徑內護控制要求內護參考外徑最小最大平均厚度PVC最薄點厚度火花實驗電壓最小最大

40、8874mm9427 mm201 mm172 mm14kV9314mm9777 mm工藝技術要求1上道工序轉移來的半成品應無纜芯變形不圓整現象5護套偏心率控制在20以內6隔離套應緊密劑包在線芯上擠包必須連續圓整外形圓整厚度均勻表面光潔平整無氣泡裂紋雜質機械損傷等缺陷擠塑時纜芯不允許軸向進水鎧裝前外徑鋼帶規格牽引級別鋼帶頭轉速鋼帶節距方向標稱外徑935mm208060mm34258radmin105mm左967mm工藝技術要求1鋼帶鎧裝型電纜采用二層鍍鋅鋼帶左向螺旋式間隙繞包繞包間隙應不大于鋼帶寬度的5080-022且內層鋼帶的間隙為外層鋼帶靠近中間部位所覆蓋彎曲后不露芯4鋼帶繞包間距不大于鋼帶

41、寬度的50不得有松包漏包等現象5鋼帶的張力應調整的基本均勻一致大小適中考慮鋼帶繞包頭的不穩定因素鋼帶裝鎧時節距偏差為3mm150擠出機模具為擠管式主要的工藝參數如下所示表4-9 交聯絕緣電纜外護套工藝參數擠出前電纜外徑外護控制要求外護參考外徑最小最大平均厚度PVC最薄點厚度火花實驗電壓最小最大9656 mm10097mm401 mm342 mm15 kV10436 mm10917mm工藝技術要求1外護套標稱厚度應符合結構尺寸表的規定直接擠包在單芯非鎧裝電纜上的護套平均厚度應不小于規定的標稱值最薄處厚度不小于標稱厚度的85-01mm除此以外的外護套最薄處厚度不小于標稱厚度的80-02mm2標稱厚

42、度倍數354倍7外護套偏心度要求不大于258成品電纜的外護套表面應有制造廠名產品型號額定電壓電纜規格長度等的連續標志用戶有特殊要求時執行特殊要求標志應正確清晰耐擦一個完整的標志的末端于下一個標志的始端之間的距離應不超過500mm9根據IEC有關電纜試驗標準我國關于電線電纜電性能試驗標準以及電力行業有關電力電纜預防性試驗相關標準電力電纜的試驗項目比較多對不同材質不同結構不同耐壓等級的電纜其試驗項目也不一樣由于內容有限本章僅以電力電纜導體直流電阻測量電力電纜絕緣電阻的測量電力電纜的交流耐壓試驗及電力電纜絕緣局部放電的檢測為例電纜導體直流電阻測量電纜導體是電力電纜最主要的組成部分之一包括導體芯線金屬

43、屏蔽層金屬護套等GBT30484-1994電纜電性能試驗方法導體直流電阻試驗專門對電纜導體直流電阻做了相關規定DLT596-1996電力設備預防性試驗規程113規定要對橡塑電纜的同屏蔽層電阻和導體電阻比p進行測量測量方法按國標GBT30484-1994電纜電性能試驗方法之導體直流電阻試驗的要求從被試電纜上切取不小于1m的試樣或以成盤圈的電纜作為試樣大截面鋁導體試樣推薦長度截面95185mm2取35m截面240mm2及以上取510m同時對導體的測量電流大小作了規定推薦直流密度劉道題應不大于05Amm2銅導體不大于1Amm2可用比例1141的兩個測量電流分別測量試樣電阻兩者之差不超過05因此導體直

44、流電阻試驗項目的標準要求不適用于測量已安裝的電纜直流電阻DLT596-199com在相同溫度下測量銅屏蔽層電阻與導體的電阻比基本測量原理如圖所示把直流電源E加到被測電阻兩端通過測量回路電流及被測電阻兩端電壓U利用歐姆定律可測的電阻值圖5-1 歐姆定律的基本測量原理圖實際上由于被測電阻為電纜導體阻值較小通常在幾歐姆以下為了消除電壓電流表引線及其與電阻的接觸電阻對測量結果的影響一般采用電橋法和四端恒流法兩種測量方法智能數字式電阻測量儀電橋法測量導體直流電阻比較麻煩效率低而采用DMM數字多用表或智能數字式電阻表測量直流電阻速度快測量范圍廣操作方便而被廣泛應用測量范圍為精度有025005002級等圖5

45、-2所示為其中一種儀器的測量原理電路也叫電壓降法由于被測電阻很小必須考慮引線及接觸電阻的影響因此該儀器也采用四線測量發圖中P1P2為電壓端C1C2為電流端為了提高一起的分辨率和增大儀器的測量范圍通常采用可調式恒流源在小電阻時盡可能地增大電流AD轉換器采用16位或24位的高精度AD考慮到恒流源的不穩定性電路幾乎在同一時刻由AD對輸入電流電壓信號進行采集分析整套儀器在CPU的控制下工作最后以數字的形式顯示被測電阻值圖5-2 智能型數字式電阻測量儀原理框圖測量結果的判定測量完成后要對測量結果進行準確的判斷DLT596-1996電力設備預防性試驗規程關于電力電纜線com對于橡塑絕緣電力電纜在相同溫度下

46、測量銅屏蔽層電阻與導體的直流電阻比值p當p值與投運前相比增加時表明銅屏蔽層的直流電阻增大銅屏蔽層有可能被腐蝕當該比值與投運前相比減少時表明附件中的導體連接點的接觸電阻有增大的可能測試注意事項采用四端法測量時一定要按圖5-3所示的連接方法內側法進行測量兩個電壓端在內側兩個電流端在外側電纜另一端三相和地一起要用銅質粗短線可靠連接圖5-3 四端法測量連接圖測量電纜導體電阻的意義國際的有關規定主要是針對制造廠生產出的成品電纜進行測量檢查是否符合設計或規定要求DLT596-1996中關于電力電纜的規定主要是對電纜預防性試驗及交接試驗的要求這一規定在實際中非常有必要當電纜銅屏蔽中某點的電阻增大時在電纜運行

47、過程中這一點的端電位便增大將會產生局部放電現象久而久之便形成電纜故障若電纜接頭處的導體接觸不良也會在接頭產生較大的電位差并產生較大熱量是電纜的局部溫度升高而形成各種故障電纜絕緣電阻的測量試驗的目的如圖5-4所示的電力電纜等效電路電纜的絕緣電阻值指的是并聯等效電路中電阻值它是反映電纜絕緣性能最基本最重要的指標通過測量絕緣電阻可發現電纜的下列缺陷絕緣介質的受潮情況是否因某種原因形成導電通道絕緣的變化情況圖5-4 電力電纜等效電路試驗要求1GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準及DLT596-1996電力設備預防性試驗規程中規定絕緣電阻測量應使用60s1min的絕緣電阻值66k

48、V及以上電纜采用2500V或5000V兆歐表2GBT304856-1994電線電纜電性能試驗方法之絕緣電阻試驗中規定采用1002005001000V測量電壓應用直流比較法或電壓電流法高阻計法測量電纜絕緣電阻值DLT596-1996中規定橡塑電纜的主絕緣電阻外護套絕緣電阻及內襯層絕緣電阻15年或必要時進行測量電纜絕緣好壞的判別電纜的絕緣電阻值當試驗溫度在20時2635kV3240mm2單獨屏蔽多芯橡塑絕緣電力電纜的絕緣電阻值約為500Mkm電纜絕緣電阻的測量數據要與過去的歷史數據比較同時還要對同一次電纜ABC三相分別所測的絕緣電阻數據進行比較并用不平衡系數表示即 若 2則表示電纜絕緣存在某種缺陷

49、但如果電纜三相絕緣電阻與歷史數據相比變化不大且滿足電纜的絕緣電阻規范值可不考慮不平衡系數絕緣電阻的測量原理及方法理論上絕緣介質是不導電的但實際上絕緣體中總有一些帶電離子在外電場或電壓的作用下沿著電場方向運動形成電導電流即所謂漏導或泄漏電流外施電壓泄漏電流與絕緣電阻三者的關系符合歐姆定律泄漏電流通常由絕緣體本身內部漏導和絕緣體沿面外部泄漏兩部分電流組成那么其絕緣電阻也就有體積電阻和表面電阻之說對電纜來說通常指體絕緣電阻用公式表示為通常通過公式計算求得某一結構尺寸及所用絕緣介質的理論電纜絕緣電阻設計值但實際中往往要通過現場測試來取得電纜的電阻值下面介紹一種常用的測量原理及使用方法如圖5-5所示電路

50、中各點電壓關系為若使則有關系式圖5-5 高精度數顯兆歐表原理圖CPU控制高精度高速AD轉換器幾乎在同一時刻對和進行采樣并進行數據存儲由于為已知數所以只要求得之比值即可知道被測電阻值10電纜的交流耐壓試驗由于電力電纜是在工頻交流下運行所以交流耐壓試驗才是鑒定電氣設備絕緣強度最直接的方法它是判斷電氣設備能否出廠能否投運以避免發生絕緣事故最有效最主要的手段如電纜生產廠在電纜出廠錢的例行試驗中工頻交流耐壓試驗是必須要做的一項試驗而在現場由于電纜一般比較長等效電容量比較大要求交流耐壓試驗設備的容量較大試驗起來很不方便因此在中高壓系統使用浸漬紙介質電纜的年代現場幾乎都使用直流耐壓試驗設備對電纜進行直流耐壓

51、試驗與交流耐壓試驗具有同等的效果當今橡塑電纜已完全取代了油浸漬紙介質電纜直流耐壓試驗已不再適用橡塑電力電纜現場耐壓試驗方法有關要求及規定在GBT30488-1994電線電纜電性能試驗方法交流電壓試驗中對工頻交流電壓試驗作了以下相應的規定工頻試驗電壓一般是頻率為4060Hz的交流電壓試驗電壓的波形應近似正弦波兩個余波基本相同且峰值與有效值之比為在GBT127061-2008額定電壓35kV及以下銅芯鋁芯塑料絕緣電力電纜中規定交流電壓試驗的頻率為4961Hz電壓波形基本上應是正弦波2橡塑電纜610kV的電纜試驗電壓值為25GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準com橡塑電纜優先采用20300Hz交流耐壓試驗額定電壓2635kV級電纜的試驗電壓為2試驗時間為60minIEC60840標準草案及IEC620672CD中規定電纜的主絕緣交流耐壓試驗電壓波形應為實際正弦波頻率為20300Hz電壓64110kV的試驗電壓為2試驗時間60min或者試驗電壓為電纜的值試驗時間為24h電纜交流耐壓試驗方法及結果判斷電力電纜交流耐壓試驗方法1交流耐壓試驗線路電線電纜交流耐壓試驗完整的連接電路如圖5-6所示被試電纜的其中一相接交流電壓電源其他兩相接地電纜另一端三相開路不能三相并聯對地同時進行交流耐壓試驗圖5-6 電力電纜交流耐壓試驗完整的接連線路 交流耐壓試驗裝置共包括五部分控制