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如何提高中壓交聯電纜產品的質量

電線電纜是量大面廣、用途遍及所有領域的一大類產品,產值規模近似國民經濟總產值的1%,是任何領域與電有關的設備、用電場所必須的產品。隨著綠色環保的發展,我國的電線電纜行業中,聚氯乙烯絕緣電纜慢慢地淘汰,向交聯電纜發展。隨著國民經濟的發展壯大,以及用戶要求的越來越高,市場經濟競爭的激烈,企業生產環境發生了根本的變化,產品質量也有了明顯的提高。工廠只擁有先進的設備還不夠,還要靠技術進步和有效的管理,生產要有嚴格的制度化、流程化、規范化來操作,要有長期的、有效的、可靠的管理,才是提高產品質量的唯一途徑。
一、導體
1、拉絲、退火工藝要求
進廠的銅、鋁桿首先進行性能測試,即電阻率、伸長率、抗拉強度符合標準,外觀光亮,無氧化斑點。拉絲時單絲直徑、偏差、橢圓度應符合工藝規定。單絲表面應光潔、平整,不得有明顯氧化、毛刺、油污等缺陷。為便于電力電纜彎曲,銅鋁導體應當柔軟。鋁導體用單線應符合GB 3955-83中A4或A6狀態的硬鋁線標準,鋁桿的抗拉強度對A4或A6狀態分別為95—115和110—130N/mm2范圍內,伸長率分別為大于等于10%和8%。中高壓導體的鋁單絲不需要進行退火,但亦能達到A6狀態的要求,因交聯電纜在生產過程中,導體擠包絕緣后,即進入380—400℃的硫化管內交聯,這就是一種自動退火的方式;對銅導體用單線應符合GB 3953-83中TR型軟銅單線標準。對銅單線缸式退火工藝要求:最高退火溫度、退火時間、真空壓力、充氣壓力、保溫時間、冷卻時間等需符合標準。退火工序應注意以下幾點:
A、嚴禁規格相差較大的單絲混裝;
B、冷卻以風冷為主,嚴禁將未經風冷的爐直接放入水中,夏季冷卻時間為24小時,冬節為17小時。
C、對各爐的氣壓時刻關注。
D、經常對退火爐檢修和保養,清理爐內雜物,且保持爐體干燥。
2、絞合導體中、高壓交聯電纜導體必須緊壓絞合,其質量要求必須符合以下幾點:
(1) 導體圓整性要好,在交聯生產時,不會被擠出機模芯卡住。
(2) 表面需光滑且凸棱要較小,這樣內半導電層厚度可薄一些,且半導電料也不會嵌到導體縫隙中去。
(3) 導體外徑結構尺寸需均勻,不能有偏差。絞向、節距均應符合工藝規定。
(4) 導體絞合節距應均勻、穩定、無松絲、缺絲、跳絲等現象。
(5) 導體應光潔,無氧化、毛刺、刮傷、油污等缺陷。
(6) 絞合時,單絲接頭必須風焊,焊接點需挫平,接頭間距離應符合工藝規定。
(7) 收放線張力應均勻適中,收排線應緊密、整齊,不能交叉、壓疊。
(8) 銅鋁導體除應光亮柔軟,緊壓不松股等要求外,在導體線盤上應有防塵防雨遮蓋。
二、內外屏蔽層
交聯電纜運行后如發生瞬時擊穿,主要是由于內外屏蔽不良所引起,產生的原因為:
(1) 內屏擠出時,塑化溫度(100~115℃),低于塑化溫度,就會有塑化不好的顆粒,造成塑化不良;高于或超過塑化溫度的一個分解溫度(5~10℃),就會產生預交聯,出現僵塊并混有燒焦粒子,內半導電層表面有凸出的尖角,甚至發生漏包和表面露銅現象。
(2)外屏擠出時,塑化溫度(93~98℃),低于塑化溫度,就會造成線面毛糙,塑化不良;高于或超過塑化溫度的一個分解溫度(5~10℃),也會產生預交聯,出現僵塊。有時厚度太薄,被銅帶刮傷或被銅絲卡破。
我在檢驗過程中就曾經發生過以上這些問題。為了提高產品質量,防止類似情況的發生,在公司制訂的《0+3干法交聯生產線三規一制》,從中規定了所有的溫度控制范圍,內、外屏厚度以及偏芯度的要求等。
對于500mm2以上的大截面電纜的導體表面應先包一層半導電尼龍帶,帶子拉力強,再擠包一層半導電層,這樣可以防止擠包的半導電料嵌到導體中去,同時又可扎緊緊壓導體,防止導體松開。
外半導電層一定要采用交聯料,對10kV等級電纜可采用可剝離交聯料,如果對外半導電層設計的厚度不夠,容易被銅帶刮破和銅絲壓傷,使電纜在出廠試驗時局部放電指標通不過,現在我們在檢驗8.7/10kV的線芯外屏厚度一定要達到 0.8mm,26/35kV 的線芯外屏厚度一定要達到1.0mm。對35kV等級電纜應采用剝離力較高的電纜料,范圍約在20—40N之內,也可以采用不可剝離電纜料生產。
三、絕緣料的環境要求
1、材料凈化窒要求
A、凈化窒的門及內部房間的門必須保持關閉,并確保風淋窒處于可運動狀態。
B、所有材料在經過風淋窒之前,必須先拆掉外面的塑料皮包裝。
C、材料箱在進凈化窒前,必須將料箱外面的灰塵等雜物清理干凈方能進入。
D、在正常生產中,必須將料袋口與吸管扎緊,其它料袋口不得打開。
E、操作人員進入凈化窒工作時必須經過風淋窒風淋,非操作人員未經批準不得入內。
2、貯料
電纜料在出廠2 個月內,不管環境溫度變化如何,一般均不會析出,故要求工廠貯料間的溫度控制在30℃以下,一般電纜絕緣料需在三個月內用掉,如超過6 個月,應對其進行重新檢驗,合格后才能繼續使用。
3、絕緣料和半導電料的干燥問題
絕緣料為憎水型材料,如果絕緣料未受潮,在開箱使用時,一般不要求作干燥處理;半導電料含有大量碳黑為親水性材料,一定要進行干燥處理。如果對半導電料不進行干燥,將水份帶入絕緣結構中,也會出現充水微孔等現象,最終產品通不過出廠實驗而報廢。由于可剝離在分子結構上的特殊性,不要求進行預干燥,且存放溫度不能超過規定的29℃,否則料粒就要結塊。
4、主機平臺環境的控制
由于絕緣主機平臺上裝有各種控制儀表和可控硅開關等,要求對四周環境溫度控制,才不致使儀表誤動作,如能將環境溫度控制在20±9℃就可以了,要求并不嚴格,另一方面目前國外進口的可剝離料要求放存溫度不超過29℃,否則就容易結塊,這種可剝離料又不要求干燥處理,也可直接從主機平臺上料,當然,主機平臺溫度過高時,操作工人也難以正常工作,溫度過低對可控硅等電子儀表在低溫下也極容易損壞。
主機平臺應有通風過濾器,以保持室內環境清潔,并可將交聯副產物排掉,在車間內應通過屋頂排放,但也有一部分泄露在平臺內,在主機控制平臺內應有通風過濾裝置,這些氣體雖無毒,但對人體器官有較強的刺激性和較濃的氣味。
四、絕緣對生產工藝的要求
1、主機溫控要求
絕緣料的塑化溫度范圍約在115-120℃, 低于塑化溫度,就會造塑化不良;高于塑化溫度的一個分解溫度(5~10℃),也會產生預交聯,出現僵塊。因此, 在生產過程中必須嚴格控制好溫度。
2、絕緣的要求
在絕緣生產過程中常見質量問題的處理:
A、絕緣偏芯,產生原因:一是偏芯未及時調整;二是模具未按規定選配;三是中點不穩定。解決辦法:一是緊固調偏螺絲,調整偏芯;二是調整合適的模具;三是調整中點控制。
B、絕緣表面不光滑、發毛,產生原因:一是機頭溫度過高或過低;二是模套太大;三是原材料不合格。解決辦法:一是調整機頭溫度;二是調整模套;三是選用合格的原材料。
C、絕緣線芯竹節形,產生原因:一是收線、放線張力不均勻。應及時調整張力;二是硫化管循環水供應不足。應及時清理水箱和過濾網上的附著物;三是硫化管循環水水溫過高。應及時調節熱交換器冷卻水進水閥;四是絞線外徑不均勻、偏大。應及時剪去不合格部分導體。
D、絕緣氣孔,產生原因:一是絕緣料受潮。應及時調整合格料;二是氮氣壓力低。應及時增加氮氣壓力。
E、150擠出機出膠量不穩定,產生原因:一是不同廠家不同批號的絕緣料混用。應及時區分,要使用同一廠家同一批號的絕緣料;二是螺桿運行后溫度偏高。應及時使用螺桿冷卻系統;三是料斗及吸料器空濾中吸附的絕緣料中析出物落入機筒。應及時清理料斗及吸料器空濾。
停車時,應加入開車料,并將交聯料頂出來,開車料為熱塑料性料,且價格便宜,使用開車料可避免在螺桿內殘留燒焦的粒子,保證電纜絕緣的質量,采用開車料還可使操作工有充分的時間校正絕緣的偏芯度。
在生產過程中,除偏芯度要求控制外,還應在配模時注意將電纜模具外徑尺寸放大些,將出料速度和溫度調節得好一些,使絕緣層和外半導體電層都處于拉伸狀態下生產,這樣可使絕緣和外半導電層表面很光滑,并可防止外半導電層嵌入絕緣表面。因此,我們必須注意控制出料的速度和溫度,使電纜各層間起拉伸作用,電纜表面光滑且局放水平也提高。
3、對氮氣系統和交聯管的要求
交聯電纜在交聯生產過程中,如加熱管內氮氣純度不夠,混入了一部分空氣,則絕緣會焦化變色,嚴重時會使絕緣表面硬化影響到電纜熱延伸值,產生了氧化老化,其實工業用氮氣的純度可達99.5%左右,對交聯電纜生產完全綽綽有余?墒怯捎诮宦摴艹涞姆绞绞怯玫獨廒s掉管內的殘余空氣,要求有足夠的充氮容量,才能使交聯管內氮氣純度提高,同時由于管子的連接,密封泄露等,也會降低氮氣的純度,一般要求氮氣的容量應大于10 m3/h,選用一臺KLN-20y小型壓縮機組就足夠了,氮氣發生量可達40m3/h氣態氮。
在交聯反應中產生的副產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,時間久了就形成較厚的污垢,如加熱管當中的裝有懸鏈控制器的長約1.3m管子附近,以及與冷卻水交界面處的管子都容易使副產物凝結,如果年久不清理,甚至可使管子堵塞或擦傷電纜的外半導電層,我廠均已重視清理工作,在加熱管中,因為管壁溫度高,管子不會結垢,清理時只要在上述兩個地方拆開后,用機械方法清除即可。
五、金屬屏蔽,成纜及護套工藝
1、銅帶原材料的采購,厚度:三芯電纜采用0.1mm,單芯電纜采用0.12mm,帶寬因符合工藝要求。超過規定時包帶易發皺,且不易包好。銅帶退火軟化最好控制銅帶伸長約20%左右,拉力約200—250N/mm2交適中,銅帶太硬會切破外半導電屏蔽層,太軟也容易發皺。銅帶繞包時應注意張力均勻,在繞包時電纜芯應支撐好,不要引起纜芯作上下或左右擺動。銅帶不能有氧化現象,應重疊繞包,搭蓋率不小于15%。繞包應連續、平整和緊密,不能漏包。銅帶接頭不允許錫焊,應采用熔焊,焊接牢固并不得有毛刺,翹邊。
2、成纜時,線芯色別要按紅、黃、綠順序排列成纜,方向按順時針方向(右向),線芯不能有劃傷、擦破、斷芯、彎曲等現象,成纜節距要與工藝相等,外徑應均勻、穩定,成纜填充應圓整,不圓度不大于15%,繞包材料的種類、厚度、寬度、層數、重疊率應與工藝相符,排線平整,不能交叉、壓疊、超滿。
3、護套厚度、最薄點、偏芯度都必須符合工藝要求。擠包外護套時,電纜端頭不應有進水的現象,外護層緊密包覆纜芯,無破洞、鼓包、未塑化和焦燒缺陷,其斷面應無肉眼可見的沙眼、雜質和氣泡,修補后表面應圓整,不圓度應小于15%。表面印字應清晰可辯、耐擦。排線應整齊平整,不準有扭結拱線等現象,不能有擦、磨、刮傷。
 
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