哈爾濱理工大學(xué)電纜專業(yè)畢業(yè)論文.doc

1、yjy22-26/35kv 3240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的生產(chǎn)摘要 電線電纜通常是由幾根或幾組導(dǎo)線絞合而成的類似繩索的線材產(chǎn)品，每組導(dǎo)線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個(gè)外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線電纜是指用于電力、通信及相關(guān)傳輸用途的媒介。35kv電壓等級(jí)的中壓電力電纜雖沒(méi)有高壓、超高壓電纜的傳輸容量大，但其仍以自己的優(yōu)勢(shì)存在于電纜行業(yè)。本文首先介紹了電纜行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹電力電纜的分類及電纜的主要組成部分，同時(shí)以yjy22-26/35kv 3240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜為例簡(jiǎn)要說(shuō)明中壓交聯(lián)電纜的設(shè)計(jì)制造過(guò)程。根據(jù)工廠的實(shí)際條件和各個(gè)工序的生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)yjy2

2、2-26/35kv 3240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜各部分的結(jié)構(gòu)尺寸，材料選擇及生產(chǎn)工藝等進(jìn)行了論述，同時(shí)并對(duì)該產(chǎn)品的基本性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并且簡(jiǎn)單的介紹了幾種電力電纜的檢測(cè)方法。通過(guò)本文的描述，讀者可以從電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到選材，再到生產(chǎn)都有一個(gè)清晰的思路，對(duì)中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的設(shè)計(jì)會(huì)有很大的幫助。關(guān)鍵詞中壓；交聯(lián)電纜；工藝流程；基本性能the manufacture of yjy22-26/35kv 3240mm2 cross linked polyethylene insulated power cableabstractcable that is similar to a r

3、ope is usually composed of several or groups of wires which are twisted together. each group of wires is insulated each other, and they are often around a wire as the center. the whole cable is covered with a highly insulation layer. the cable is a kind of vehicle that is used to transmit the power,

4、 information and other things.though not having the transmission capacity of high voltage and extra high cable, the 35 kv voltage level medium voltage power cable has its special advantages which make its exist in the cable industry.firstly, this paper introduced the present development of the cable

5、 industry in our country, the classification and the main part of power cable. at the same time, in order to explain medium voltage cross linking cable design and manufacturing process, we set yjy22-26/35 kv 3x240 cross linked polyethylene insulated power cable as an example to introduce related pro

6、cess. according to the actual conditions of the factory and the equipment of processes of all production, this paper introduces each part of structure, size, material selection and product process of yjy22-26/35kv 3x240 cross linked polyethylene insulated power cables. in addition, we also calculate

7、 the basic product performance parameters and simply introduce several kinds of power cable test methods. by the description of this article, the readers can have a clear idea ranging from cable structural design to select material and the manufacturing process. this paper may help the manufacture p

8、rocess of medium-voltage cross linked polyethylene insulated power cable.keywords medium-voltage; cross linking cable; processing; basic performance目錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 課題背景11.2 電力電纜及電力電纜的電壓等級(jí)分類11.2.1 電力電纜的基本結(jié)構(gòu)21.2.2 電力電纜的分類21.3 電力電纜的生產(chǎn)工藝流程3第2章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及各部分的材料選擇42.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)42.2 各部分材料的選擇及性能要求42.2.1 導(dǎo)體材

9、料的選擇及性能要求42.2.2 絕緣材料的選擇及性能要求52.2.3 導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽材料的選擇及性能要求62.2.4 填充材料的選擇及性能要求72.2.5 金屬屏蔽材料的選擇及性能要求82.2.6 內(nèi)護(hù)套材料的選擇及性能要求82.2.7 鎧裝材料的選擇及性能要求92.2.8 外護(hù)套材料的選擇及性能要求92.3 電纜各部分的尺寸10第3章 電纜的參數(shù)計(jì)算123.1 導(dǎo)體的直流電阻123.2 導(dǎo)體的交流電阻123.3 絕緣電阻133.4 電纜的電容133.5 電纜的電感143.6 電纜的電抗143.7 電纜的阻抗143.8 電纜載流量的計(jì)算143.8.1 基本條件143.8.2 載流量計(jì)算15

10、3.9 短路電流的計(jì)算20第4章 電纜生產(chǎn)工藝214.1 電纜的生產(chǎn)過(guò)程214.2 導(dǎo)電線芯的工藝技術(shù)要求214.2.1 單絲拉制工藝技術(shù)要求214.2.2 退火工藝技術(shù)要求224.2.3 絞線工藝技術(shù)要求234.3 交聯(lián)工藝技術(shù)要求244.4 金屬屏蔽工藝技術(shù)要求254.5 成纜工藝技術(shù)要求264.6 保護(hù)層部分的工藝技術(shù)要求274.6.1 內(nèi)護(hù)套擠出工藝技術(shù)要求274.6.2 鋼帶鎧裝工藝技術(shù)要求274.6.3 外護(hù)套工藝技術(shù)要求28第5章 電纜檢測(cè)試驗(yàn)305.1 電纜導(dǎo)體直流電阻測(cè)量305.1.1 測(cè)量方法305.1.2 基本測(cè)量原理315.1.3 智能數(shù)字式電阻測(cè)量?jī)x315.1.4 測(cè)

11、量結(jié)果的判定325.1.5 測(cè)試注意事項(xiàng)325.1.6 測(cè)量電纜導(dǎo)體電阻的意義325.2 電纜絕緣電阻的測(cè)量335.2.1 試驗(yàn)的目的335.2.2 試驗(yàn)要求335.2.3 電纜絕緣好壞的判別335.2.4 絕緣電阻的測(cè)量原理及方法345.3 電纜的交流耐壓試驗(yàn)355.3.1 有關(guān)要求及規(guī)定355.3.2 電纜交流耐壓試驗(yàn)方法及結(jié)果判斷365.4 電纜局部放電的檢測(cè)37結(jié)論40致謝41參考文獻(xiàn)42附錄43“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行第1章 緒論1.1 課題背景電線電纜行業(yè)是一個(gè)基礎(chǔ)器材和基礎(chǔ)產(chǎn)品的制造業(yè)。電線電纜被喻為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“

12、血管”與“神經(jīng)”，它是輸送電能、傳輸信息和制造電機(jī)、電器、儀表的基礎(chǔ)器材，是未來(lái)電氣化、信息化社會(huì)中不可缺少的基礎(chǔ)產(chǎn)品。電線電纜行業(yè)又是一個(gè)配套大行業(yè)，產(chǎn)品必須滿足各主行業(yè)的要求，主行業(yè)發(fā)展了，線纜行業(yè)也隨之發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的絕大多數(shù)行業(yè)與電線電纜有關(guān)。目前，我國(guó)電線電纜的產(chǎn)值已達(dá)國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值1%以上，可以看出它仍有較強(qiáng)的活力?！鞍宋濉逼陂g是中國(guó)線纜行業(yè)的輝煌時(shí)期，“九五”保持了“八五”高速發(fā)展的勢(shì)頭，“十五”勢(shì)頭不減。目前電線電纜行業(yè)正以7%8%的速度發(fā)展。2000年電線電纜產(chǎn)值是1995年1.92倍，僅次于美國(guó)，已成為世界第二電線電纜生產(chǎn)國(guó)1。 電線電纜行業(yè)是中國(guó)僅次于汽車行業(yè)的第二大行業(yè)

13、，產(chǎn)品品種滿足率和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率均超過(guò)90%。在世界范圍內(nèi)，中國(guó)電線電纜總產(chǎn)值已超過(guò)美國(guó)，成為世界上第一大電線電纜生產(chǎn)國(guó)。伴隨著中國(guó)電線電纜行業(yè)高速發(fā)展，新增企業(yè)數(shù)量不斷上升，行業(yè)整體技術(shù)水平得到大幅提高。 中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的增長(zhǎng)，為線纜產(chǎn)品提供了巨大的市場(chǎng)空間，中國(guó)市場(chǎng)強(qiáng)烈的誘惑力，使得世界都把目光聚焦于中國(guó)市場(chǎng)，在改革開(kāi)放短短的幾十年，中國(guó)線纜制造業(yè)所形成的龐大生產(chǎn)能力讓世界刮目相看。隨著中國(guó)電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)、汽車業(yè)以及造船等行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電線電纜的需求也將迅速增長(zhǎng)，未來(lái)電線電纜業(yè)還有巨大的發(fā)展?jié)摿?。 耐火電纜2008年11月，我國(guó)為應(yīng)對(duì)世界金融危機(jī)，政府決定

14、投入4萬(wàn)億元拉動(dòng)內(nèi)需，其中有大約40%以上用于城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造。全國(guó)電線電纜行業(yè)又有了良好的市場(chǎng)機(jī)遇，各地電線電纜企業(yè)抓住機(jī)遇，迎接新一輪城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造。 1.2 電力電纜及電力電纜的電壓等級(jí)分類電線電纜是用以傳輸電磁能信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。電力電纜（power cable），用于傳輸和分配電能的電纜。常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站的引出線路、工礦企業(yè)的內(nèi)部供電及過(guò)江、過(guò)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(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品，其中包括1-500kv以及以上各種電壓等級(jí)，各種絕緣的電力電纜3。1.2.1 電力電纜的基

15、本結(jié)構(gòu)電力電纜的基本結(jié)構(gòu)由線芯（導(dǎo)體）、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層四部分組成。 （1）線芯 線芯是電力電纜的導(dǎo)電部分，用來(lái)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(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。 （3）屏蔽層 15kv及以上的電力電纜一般都有導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層。 （4）保護(hù)層 保護(hù)層的作用是保護(hù)電力電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜4。1.2.2 電力電纜的分類電力電纜按絕緣材料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，按電壓等級(jí)可分為中、低壓電力電纜、高壓電纜 、超高

16、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。（1）按絕緣材料分類1）油浸紙絕緣電力電纜 以油浸紙作絕緣的電力電纜，其應(yīng)用歷史最長(zhǎng)。它安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉，主要缺點(diǎn)是敷設(shè)受落差限制。自從開(kāi)發(fā)出不滴流浸紙絕緣后，解決了落差限制問(wèn)題，使油浸紙絕緣電纜得以繼續(xù)廣泛應(yīng)用。 2）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、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯。塑料電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工方便，重量輕，敷設(shè)安裝方便，不受敷設(shè)落差限制。因此廣泛應(yīng)用于中、低壓電纜，其最大缺點(diǎn)是存在樹(shù)枝化擊穿現(xiàn)象，這限制了它在更高電壓的使用。 3）橡皮絕緣電力電纜 絕緣層為橡膠加上各種配合劑，經(jīng)過(guò)

17、充分混煉后擠包在導(dǎo)電線心上，經(jīng)過(guò)加溫硫化而成。它柔軟，富有彈性，適合于移動(dòng)頻繁、敷設(shè)彎曲半徑小的場(chǎng)合。因此經(jīng)常作為礦用電纜、船用電纜以及采掘機(jī)械、x光機(jī)上用電纜。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是線心用多根較細(xì)單絲絞合，絞合節(jié)距較小。常用作絕緣的膠料有天然膠-丁苯膠混合物、乙丙膠、丁基膠等。（2）按電壓等級(jí)分類電力電纜電壓等級(jí)分類如表1-1所示：表1-1 電力電纜電壓等級(jí)分類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）超高壓線纜330kv u 1000kv （裸線）220kv u

18、6.3512.0的銅線坯，其允許偏差僅為0.4；銅線坯應(yīng)成卷供應(yīng)，每卷應(yīng)為連續(xù)一根。（2） 表面質(zhì)量銅線坯應(yīng)圓整，尺寸均勻，并且不需經(jīng)酸洗和扒皮，直接使用；銅線坯表面不應(yīng)有皺邊、飛邊、裂紋、夾雜物及其他影響使用的缺陷。（3） 力學(xué)性能 t2r型銅線坯的伸長(zhǎng)率應(yīng)不小于37%。（4） 扭轉(zhuǎn)性能直徑為6.010.0mm的（熱態(tài)）電工用銅線坯應(yīng)進(jìn)行扭斷試驗(yàn)，t2r型銅線坯的扭轉(zhuǎn)性能應(yīng)滿足正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)25，反轉(zhuǎn)至斷裂的轉(zhuǎn)數(shù)不少于25轉(zhuǎn)。（5） 電性能t2r型銅線坯的質(zhì)量電阻率應(yīng)不大于0.15328mm2，體積電阻率應(yīng)不大于0.01724mm2/m。t2r型銅線坯經(jīng)拉制至=3.01mm的圓銅線應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)gb/

19、t3953-2009電工圓銅線中的規(guī)定，圓銅線應(yīng)滿足如下要求：（1） 尺寸偏差圓銅線其偏差為0.004。（2） 機(jī)械性能圓銅線其伸長(zhǎng)率不小于25%。（3） 電性能圓銅線電阻率應(yīng)不大于0.017241mm2/m。（4） 外觀圓銅線表面應(yīng)光潔，不應(yīng)有與良好工業(yè)產(chǎn)品不相稱的任何缺陷。2.2.2 絕緣材料的選擇及性能要求絕緣材料選用符合國(guó)標(biāo)jb/t10437-2004電線電纜用可交聯(lián)聚乙烯絕緣料規(guī)定的yj-35型過(guò)氧化物交聯(lián)聚乙烯絕緣料，絕緣料應(yīng)滿足如下要求：（1） 外觀絕緣料應(yīng)呈顆粒狀，其尺寸約為直徑4mm、高3mm，色澤和顆粒大小應(yīng)均勻。顆粒間不應(yīng)有明顯粉末狀物質(zhì)。（2） 機(jī)械物理性能和電氣性能絕

20、緣料的機(jī)械物理和電氣性能應(yīng)符合下表規(guī)定。（3） 雜質(zhì)含量yj-35型可交聯(lián)聚乙烯絕緣料在1kg的樣品帶上的（0.1750.250）mm雜質(zhì)顆粒數(shù)應(yīng)不超過(guò)5顆，大于0.250mm的雜質(zhì)顆粒數(shù)應(yīng)為零。序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1密度g/cm30.9220.0032抗伸強(qiáng)度mpa13.53斷裂伸長(zhǎng)率%3504空氣熱老化試驗(yàn)：試驗(yàn)條件：熱老化溫度 持續(xù)時(shí)間拉伸強(qiáng)度變化率 斷裂伸長(zhǎng)率變化率h%135216820205熱延伸200，0.2 mpa，15 min負(fù)荷下伸長(zhǎng)率冷卻后永久變形%8056相對(duì)介電常數(shù)50hz 20 2.357介質(zhì)損耗因數(shù)50hz 200.00058體積電阻率1kv 20m110149沖擊脆化

21、溫度試驗(yàn)溫度沖擊脆化性能失效數(shù)-7615/30表2-1 交聯(lián)聚乙烯料機(jī)械物理和電氣性能2.2.3 導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽材料的選擇及性能要求導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽分別采用符合國(guó)標(biāo)jb/t10738-2007額定電壓35kv及以下擠包絕緣用半導(dǎo)體屏蔽料規(guī)定的pyjd型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜導(dǎo)體用過(guò)氧化物交聯(lián)型半導(dǎo)電屏蔽料和pyjbj型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜絕緣用過(guò)氧化物交聯(lián)型可剝離半導(dǎo)電屏蔽料。屏蔽料應(yīng)滿足如下要求：（1） 外觀半導(dǎo)電屏蔽料成黑色顆粒狀，尺寸為直徑約4mm、高約3mm，色澤和質(zhì)地均勻，顆粒間不應(yīng)有明顯粉末狀物質(zhì)。（2） 機(jī)械物理性能和電氣性能半導(dǎo)電屏蔽料的機(jī)械物理性能和電氣性能應(yīng)符合下表所示。序

22、號(hào)項(xiàng)目單位指 標(biāo)導(dǎo)體屏蔽絕緣屏蔽1密度g/cm31.201.202抗伸強(qiáng)度mpa12.010.03斷裂伸長(zhǎng)率%1802004空氣熱老化試驗(yàn)： 試驗(yàn)條件：熱老化溫度 持續(xù)時(shí)間抗伸強(qiáng)度變化率斷裂伸長(zhǎng)率變化率h%13521683030135216830305沖擊脆化： 試驗(yàn)條件：試驗(yàn)溫度 沖擊脆化性能失效數(shù)-4015/30-4015/306熱延伸: 試驗(yàn)條件：溫度 機(jī)械負(fù)荷 符合時(shí)間負(fù)荷下伸長(zhǎng)率冷卻后永久變形mpamin%20020.2151001520020.21510015720時(shí)體積電阻率cm100100890（70）時(shí)體積電阻率cm500025009剝離強(qiáng)度n/cm104510空氣熱老化后體

23、積電阻率: 試驗(yàn)條件：老化溫度 持續(xù)時(shí)間90（70）時(shí)體積電阻率hcm10021681000 100216850011空氣熱老化后剝離強(qiáng)度 試驗(yàn)條件：老化溫度 持續(xù)時(shí)間剝離強(qiáng)度 hn/cm10021681045表2-2 半導(dǎo)電屏蔽料的機(jī)械物理性能和電氣性能 2.2.4 填充材料的選擇及性能要求本電纜采用聚丙烯網(wǎng)狀撕裂纖維作為填充材料，電纜的填充除了提高電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證線芯圓整度外，必須考慮其對(duì)電纜的電性能是否有不良影響，應(yīng)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(qiáng)度韌性優(yōu)越，吸濕性?。粺嵝阅?、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性能，都很好。而且材料來(lái)源豐富，價(jià)格低

24、廉，故采用聚丙烯纖維帶作為填充材料。2.2.5 金屬屏蔽材料的選擇及性能要求金屬屏蔽采用符合國(guó)標(biāo)gb/t11091-2005電纜用銅帶規(guī)定的t2m型軟銅帶，銅帶規(guī)格為0.150。軟銅帶應(yīng)滿足如下要求：（1） 外形尺寸及允許偏差厚度為0.1的軟銅帶其允許偏差為0.0080.010；帶材的外形應(yīng)平直，但允許有輕微的波浪，其側(cè)邊彎曲度應(yīng)不大于1.5mm/m；帶材的兩邊應(yīng)切齊，無(wú)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。（2） 電性能在20的溫度下測(cè)試，帶材導(dǎo)電率應(yīng)不小于98%iacs，電阻系數(shù)不大于0.017593mm2/m。（3） 外觀質(zhì)量帶材的表面應(yīng)光

25、滑、清潔，端面不應(yīng)有氧化變色，同時(shí)不允許有任何影響使用的缺陷，每卷帶材應(yīng)有內(nèi)襯，應(yīng)卷緊、卷齊。2.2.6 內(nèi)護(hù)套材料的選擇及性能要求內(nèi)護(hù)套材料選用符合國(guó)標(biāo)gb15065-1994電線電纜用黑色聚乙烯塑料規(guī)定的dh型黑色低密度聚乙烯護(hù)套料。護(hù)套料滿足如下要求：（1） 外觀顆粒均勻，表面光滑，無(wú)明顯雜質(zhì)，不允許有3顆及以上連粒。（2） 物理機(jī)械性能及電性能護(hù)套料的機(jī)械性能及電性能應(yīng)符合下表所示。表2-3 聚乙烯護(hù)套料的機(jī)械性能及電性能序號(hào)項(xiàng)目單位ldpe指標(biāo)1熔體流動(dòng)速率g/10min5.02密度g/cm30.9200.9403抗伸強(qiáng)度mpa13.04斷裂伸長(zhǎng)率%5005低溫沖擊脆化溫度-766碳

26、黑含量%2.600.257碳黑分散性：分散度/分吸收系數(shù)64008介電強(qiáng)度mv/ m259體積電阻率m1101410相對(duì)介電常數(shù)2.802.2.7 鎧裝材料的選擇及性能要求電纜的鎧裝層采用符合國(guó)標(biāo)yb/t024-2008鎧裝電纜用鋼帶規(guī)定的鍍鋅冷軋雙鋼帶鎧裝，鋼帶應(yīng)滿足如下要求：（1） 尺寸及允許偏差鋼帶厚度為0.8mm，厚度為60mm；其厚度允許偏差為+0.04、-0.06，其寬度允許偏差為0.70；其鋼帶長(zhǎng)度不小于300000mm，外徑600mm時(shí)允許接頭數(shù)為2，外徑600mm時(shí)允許接頭數(shù)為3。（2） 外形公稱寬度45mm的鋼帶，其鐮刀彎個(gè)數(shù)為4。（3） 鋼帶的力學(xué)性能其抗拉強(qiáng)度不小于29

27、5n/mm2，斷后伸長(zhǎng)率不小于20%，斷后伸長(zhǎng)率試樣標(biāo)距50mm。（4） 表面質(zhì)量鋼帶表面允許有不大于厚度允許公差之半的個(gè)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(yīng)均勻連續(xù)，不允許有鋅層剝落，腐蝕和漏鍍，允許有個(gè)別的漏鍍點(diǎn)；鋼帶的接頭采用電焊對(duì)焊或搭焊，搭界長(zhǎng)度應(yīng)不大于20mm。接頭處抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于300n/mm2（以原鋼帶截面計(jì)）。接頭不允許有穿孔、熔渣、尖頭和錯(cuò)位，不能裸露。2.2.8 外護(hù)套材料的選擇及性能要求外護(hù)套材料選擇符合國(guó)標(biāo)gb/t2952.3-2008電纜外護(hù)層.第3部分.非金屬

28、套電纜通用外護(hù)層、gb/t12706.1-2008額定電壓1kv（=1.2kv）到35kv（=40.5kv）擠包絕緣電力電纜及附件和gb/t 8815-2008電線電纜用軟聚氯乙烯塑料規(guī)定的h-70型聚氯乙烯外護(hù)套料，聚氯乙烯外護(hù)套料應(yīng)滿足如下要求：（1） 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(dāng)大小的圓柱形粒狀物；護(hù)層級(jí)聚氯乙烯電纜料的顏色為黑色；聚氯乙烯電纜料應(yīng)塑化良好、色澤均勻，不應(yīng)有明顯的雜質(zhì)。（2） 聚氯乙烯電纜料的機(jī)械物理性能與電性能聚氯乙烯電纜料的機(jī)械物理性能與電性能如下表所示。序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1拉伸強(qiáng)度mpa15.02斷裂拉伸應(yīng)變%1803熱變形50

29、4沖擊脆化性能試驗(yàn)溫度-25沖擊脆化性能通過(guò)5200時(shí)熱穩(wěn)定時(shí)間min50620時(shí)體積電阻率1.01087介電強(qiáng)度mv/m 18表2-4 聚氯乙烯電纜料的機(jī)械物理性能與電性能序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1試驗(yàn)溫度10022試驗(yàn)時(shí)間h1683老化后拉伸強(qiáng)度mpa15.04拉伸強(qiáng)度最大變化率%205老化后斷裂拉伸應(yīng)變%1806斷裂拉伸應(yīng)變最大變化率%207熱老化質(zhì)量損失試驗(yàn)條件 1002質(zhì)量損失g/m223表2-5 老化后聚氯乙烯電纜料的機(jī)械物理性能2.3 電纜各部分的尺寸26/35kv額定電壓等級(jí)的電力電纜其各部分尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)gb/t12706.3-2008額定電壓1kv（=1.2kv）到35kv（=

30、40.5kv）擠包絕緣電力電纜及附件.第3部分：額定電壓35kv（=40.5kv）電纜設(shè)計(jì)制造，其各部分結(jié)構(gòu)尺寸如下：（1）導(dǎo)體本產(chǎn)品選擇的是三芯結(jié)構(gòu)，單芯為240 mm2的電力電纜，根據(jù)工藝的要求進(jìn)行拉制。將t2r型8.0mm銅桿拉制成單根直徑為3.01mm的圓銅單線，3.01mm的圓銅單線直徑偏差僅為（-0.01mm、-0.04mm），f0.03mm。再將圓銅單線根據(jù)絞合工藝進(jìn)行絞合，絞合成為標(biāo)稱截面為240mm2的緊壓型導(dǎo)體線芯。d（導(dǎo)體）=17.5mm。（2） 導(dǎo)體屏蔽根據(jù)工藝參數(shù)導(dǎo)體屏蔽的最小厚度為0.05mm，最大厚度為0.75mm。本設(shè)計(jì)導(dǎo)體屏蔽標(biāo)稱擠出厚度為0.6mm。（3）絕

31、緣26/35kv電壓等級(jí)、240mm2導(dǎo)體截面的電力電纜其控制絕緣平均厚度為10.510.8mm，絕緣平均值應(yīng)不小于規(guī)定的標(biāo)稱值，最薄處厚度不小于標(biāo)稱值的90%0.1mm，所以本產(chǎn)品的絕緣最薄點(diǎn)厚度不小于9.35mm，標(biāo)稱擠出厚度為10.5mm。d（絕緣）=17.5+2(0.6+10.5)=39.7mm。（4） 絕緣屏蔽根據(jù)工藝參數(shù)絕緣屏蔽的最小厚度為0.05mm，最大厚度為0.70mm。本設(shè)計(jì)絕緣屏蔽標(biāo)稱擠出厚度為0.6mm。（5） 金屬屏蔽三芯電纜銅帶標(biāo)稱厚度應(yīng)大于等于0.10mm，銅帶寬度為50mm；銅帶的最小厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱值的90%。d（屏蔽）=40.9+30.1=41.2mm。（6

32、） 成纜成纜采用60mm寬的cpp帶。d（成纜）=41.22.154+40.2=89.5mm。（7）內(nèi)襯層擠包內(nèi)襯層的標(biāo)稱厚度為20.1mm，最薄點(diǎn)厚度為1.72mm。由于小規(guī)格的內(nèi)護(hù)套厚度較難控制，可適當(dāng)增加護(hù)套厚度以保證產(chǎn)品質(zhì)量。d（內(nèi)襯層）89.5+22=93.5mm。（8） 鎧裝鋼帶厚度為0.8mm，寬度為60mm，鋼帶鎧裝采用二層鍍鋅鋼帶左向螺旋式間隙繞包，繞包間隙不大于鋼帶寬度的50%，不得有松包、漏包等現(xiàn)象。d（鎧裝）=93.5+40.8=96.7mm。（9） 外護(hù)層外護(hù)套平均厚度為40.1mm，最薄點(diǎn)厚度3.42mm。d（外護(hù)套）=96.7+24=104.7mm。第3章 電纜的

33、參數(shù)計(jì)算3.1 導(dǎo)體的直流電阻導(dǎo)體最高工作溫度下單位長(zhǎng)度直流電阻：式中：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度電纜導(dǎo)體在溫度下的直流電阻； 20時(shí)的直流電阻； 20的導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)。已知：0.0754/m，=0.00393 1/k，=90.0；結(jié)果：=0.96110-4/m。3.2 導(dǎo)體的交流電阻交流電阻：式中：集膚效應(yīng)因數(shù)，； 鄰近效應(yīng)因數(shù)，； 其中：，；式中：線路頻率； 單位長(zhǎng)度電纜導(dǎo)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(dǎo)體取0.435外，其余都取1；分割導(dǎo)體取0.37，其他型式線芯取0.81。已知：=0.96110-4/m，=50hz，=1.0，=0.80，17.5mm，41.2mm；結(jié)果：1

34、.307，8.8310-3，1.046，23.8510-3，0.99210-4/m。3.3 絕緣電阻圓形多芯電纜絕緣電阻：式中：絕緣電阻系數(shù)；幾何因數(shù)；多芯電纜的芯數(shù)；其中：；式中：絕緣后的外徑；導(dǎo)體屏蔽后的外徑。已知：=m，=39.7mm，=18.7mm，=3；結(jié)果：m。3.4 電纜的電容多芯圓形電纜：m式中：絕緣的相對(duì)介電系數(shù)； 多芯電纜的芯數(shù)； 幾何因數(shù)； 其中：；式中：絕緣后的外徑；導(dǎo)體屏蔽后的外徑。已知：=39.7mm，=18.7mm，=3，=2.5；結(jié)果：m。3.5 電纜的電感三相回路電纜的電感：式中：； 內(nèi)感； 電纜中心間的距離；導(dǎo)體外徑，（包括導(dǎo)體屏蔽）。已知：50hz，=42

35、.1mm，=19.6mm，；結(jié)果：=3.46。3.6 電纜的電抗電纜的電抗：，式中：電源頻率； 每米長(zhǎng)度電纜每相的電感。已知：50hz，=3.46m；結(jié)果：m。3.7 電纜的阻抗電纜的電抗：式中：每米長(zhǎng)度電纜每相導(dǎo)體的交流電阻。已知：m，m；結(jié)果：m。3.8 電纜載流量的計(jì)算3.8.1 基本條件電纜敷設(shè)方式、環(huán)境條件、和運(yùn)行狀況；敷設(shè)條件：空中；干燥和潮濕土壤熱阻系數(shù)之比率：1.0；干燥土壤的熱阻系數(shù)：1.0；自然土壤的熱阻系數(shù)：1.0；土壤臨界溫度：40.0；環(huán)境溫度：40.0。3.8.2 載流量計(jì)算（1） 絕緣損耗：式中：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度電纜電容； 對(duì)地電壓（相電壓）； 在電源系統(tǒng)和工作溫度下絕緣

36、損耗因數(shù)。已知：，=50hz，m，=26kv，0.001；結(jié)果：0.118w/m。（2） 屏蔽中的金屬損耗 1）最高工作溫度下電纜單位長(zhǎng)度屏蔽的電阻：式中：金屬套所用材質(zhì)的導(dǎo)電率； 金屬套的截面積； 電阻溫度系數(shù)； 導(dǎo)體的工作溫度； 金屬套的溫度相對(duì)于導(dǎo)體溫度的比率。已知：m，m2，0.00393 1/k，=90.0，=0.90；結(jié)果：m。 2）：已知：，=50hz，m；結(jié)果：。 3）：式中：電纜金屬套外徑；金屬套厚度。已知：mm，mm，； 結(jié)果：。 4）：已知：，=50hz，m；結(jié)果：。 5）滯后相渦流損耗：、已知：，mm，mm；結(jié)果：，。渦流損耗結(jié)果：。6)中間電纜渦流損耗、已知：，mm，

37、mm；結(jié)果：，。渦流損耗結(jié)果：。7）越前相渦流損耗、已知：，mm，mm；結(jié)果：，。渦流損耗結(jié)果：。8）金屬套或屏蔽環(huán)流損耗 結(jié)果：。9）金屬套或屏蔽功率損耗 （環(huán)流損耗 渦流損耗）結(jié)果：三相中最大的。（3） 鎧裝損耗因數(shù) 式中：，已知：cm，cm，cm；結(jié)果：，。（4） 電纜絕緣熱阻：式中：絕緣材料熱阻系數(shù)；導(dǎo)體直徑；導(dǎo)體和金屬套之間的絕緣厚度。已知：，mm，mm；結(jié)果：。（5） 金屬套和鎧裝之間熱阻：式中：內(nèi)襯層的內(nèi)徑； 內(nèi)襯層厚度。已知：，mm，mm；結(jié)果：。 （6）外護(hù)套熱阻：式中：外護(hù)套內(nèi)徑； 外護(hù)套厚度。已知：，mm，mm；結(jié)果：。 （7）電纜外部熱阻： 1）熱阻系數(shù)：式中：電纜外徑

38、。已知：，m；結(jié)果：。 2）：已知：m，；結(jié)果：。 3）：已知：，；結(jié)果：。 4）超過(guò)環(huán)境溫度以上的電纜表面溫升：已知：，2；結(jié)果：。 5）：結(jié)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(zhì)損耗m，熱阻，熱阻，熱阻，熱阻；結(jié)果：a。3.9 短路電流的計(jì)算假設(shè)在短路持續(xù)期間，熱量保持在在流體內(nèi)部，根據(jù)iec60969短路電流的計(jì)算方法可知，短路電流，絕熱計(jì)算時(shí)，所以。在任何起始溫度條件下，絕熱的溫升計(jì)算通式如下：式中：絕熱基礎(chǔ)上計(jì)算的短路電纜； 短路持續(xù)時(shí)間； 取決于載流體材料的常數(shù)； 載流體幾何面積；最終溫度；起始溫度；0時(shí)載流體電阻溫度系數(shù)的倒數(shù)。已知：=226

39、mm2，=240mm2，=600s，=110，=40，=1.7241m；結(jié)果：=1055a。第4章 電纜生產(chǎn)工藝4.1 電纜的生產(chǎn)過(guò)程電線電纜其基本結(jié)構(gòu)一般是由：導(dǎo)電線芯、絕緣層、保護(hù)層三部分總成。為了完成三部分的組合，其生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示：圖4-1 中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的生產(chǎn)工藝流程4.2 導(dǎo)電線芯的工藝技術(shù)要求4.2.1 單絲拉制工藝技術(shù)要求本公司銅大拉的設(shè)備型號(hào)有l(wèi)hd2-400/13和lh450/13兩種。本設(shè)計(jì)采用的拉線設(shè)備型號(hào)為lhd2-400/13滑動(dòng)式銅大拉機(jī)，其主要是將8.0mm的電工圓銅桿拉制成1.133.75mm的銅單線，其主要有放線部分、主機(jī)部分、連續(xù)退火及冷卻部

40、分、儲(chǔ)線部分、收線部分及電氣控制系統(tǒng)等組成。其主要特點(diǎn)如下： 1. 結(jié)構(gòu)緊湊，便于穿線和操作。2. 第13模和第12模均能出線，從而可達(dá)到八種出現(xiàn)速度，使機(jī)器有較大的靈活性。3. 在出線鼓輪軸上裝有超越離合器防止反轉(zhuǎn)，這樣就避免了停車后再次開(kāi)車或點(diǎn)動(dòng)時(shí)因鼓輪反轉(zhuǎn)造成的斷線現(xiàn)象。4. 雙盤自動(dòng)收線可解決了因還盤停機(jī)造成的單絲質(zhì)量問(wèn)題（硬線），并極大的提高了生產(chǎn)效率。5. 采用大電流直接通過(guò)銅單線上用直流電流加熱使退火均勻連續(xù)穩(wěn)定。6. 龍門式放線架可同時(shí)放置兩盤銅桿及可移動(dòng)式過(guò)線小車可實(shí)現(xiàn)連續(xù)放線，減少停機(jī)時(shí)間提高生產(chǎn)效率。配模原則：1.拉出的圓單線應(yīng)有符合要求的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，硬線應(yīng)有一

41、定的冷變形程度，以達(dá)到所要求的機(jī)械性能。2.應(yīng)使各道次具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，以保證控制過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)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(shù)、減少模具、輔助時(shí)間和電能的消耗。4.對(duì)于多模拉線機(jī)，應(yīng)根據(jù)拉線機(jī)速比、拉線條件等選配模具系統(tǒng)6。表4-1 lhd2-400/13滑動(dòng)式銅大拉機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)技術(shù)參數(shù)進(jìn)線直徑出線直徑定速輪直徑拉制道次lhd2400/138.0mm3.01mm400mm7表4-2 3.01mm圓銅單線配模配模規(guī)格出口模二道三道四道五道六道七道3.01mm3.05mm3.55 mm4.00 mm4.50 mm5.15 mm5.90 mm6.80 mm

42、工藝技術(shù)要求：1.調(diào)換出線模和調(diào)換規(guī)格，需仔細(xì)地測(cè)量線徑和觀察線材表面質(zhì)量；2.所拉制的線材要符合所要求的尺寸、形狀、良好表面質(zhì)量和合格機(jī)械性能； 3.配模合適，不發(fā)生拉細(xì)、拉斷等現(xiàn)象。保證足夠安全系數(shù)；4.充分利用金屬塑性，提高生產(chǎn)效率；5.保證排線平整、緊密；6.成品單線表面應(yīng)光亮，無(wú)麻紋、麻點(diǎn)；7.冷卻要充分。4.2.2 退火工藝技術(shù)要求銅線生產(chǎn)采用連拉連退工藝，即在銅拉絲機(jī)出口模后面在經(jīng)過(guò)牽引輪后加裝退火裝置，是拉絲和退火連續(xù)的一次性完成，這樣即提高了拉絲生產(chǎn)效率，也減少了銅線在拉絲后重新退火時(shí)單絲刮毛、擦傷等質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。銅線連拉連退退火方式采用大電流直接通過(guò)銅線上進(jìn)行連續(xù)退火，為

43、了得到退火均勻的銅線，用直流電源加熱。在整個(gè)加熱區(qū)域，分為兩段。第一段為預(yù)熱區(qū)（一般長(zhǎng)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(qū)（一般長(zhǎng)度為4米左右），將銅線加熱到500-550，使銅線變軟，從而達(dá)到銅線退火的目的。4.2.3 絞線工藝技術(shù)要求根據(jù)gb/t3956-2008電纜的導(dǎo)體和gb/t3957-84電力電纜銅、鋁導(dǎo)電線芯規(guī)定， 240mm2標(biāo)稱截面的圓形緊壓結(jié)構(gòu)其導(dǎo)體中單絲根數(shù)不少于34根，絞合導(dǎo)體最大外徑20.6mm。本型號(hào)電纜線芯結(jié)構(gòu)采用37根單線，單絲直徑3.01mm。絞合按1+6+12+18排線方式進(jìn)行絞合，其內(nèi)層節(jié)距比不大于40，外層節(jié)距比不大

44、于20，最外層絞向?yàn)樽?。緊壓絞合是在jlk630/12+18+24框式絞線機(jī)（54框）上完成，jlk630框式絞線機(jī)主要適用于緊壓導(dǎo)體（圓形、扇形）、絞合導(dǎo)體等電力電纜導(dǎo)電線芯及裸導(dǎo)線如鋁絞線、鋼芯鋁絞線、銅絞線等。jlk630框式絞線機(jī)主要有630固定放線架、框架、模架、線芯緊壓裝置、牽引裝置、收排線架、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。jlk630框式絞線機(jī)的主要特點(diǎn)：1.強(qiáng)大的牽引力可生產(chǎn)緊壓系數(shù)90%以上的中高壓交聯(lián)電纜緊壓導(dǎo)體。2.先進(jìn)的全自動(dòng)斷線報(bào)警急停裝置，可大大減少因斷線后的補(bǔ)線現(xiàn)象，使產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證。3.預(yù)成形裝置使絞合后導(dǎo)體單絲無(wú)應(yīng)力，排列緊密，整體切斷后無(wú)松股現(xiàn)象。

45、4.牽引機(jī)構(gòu)自然分線解決了常規(guī)強(qiáng)制分線引起的導(dǎo)體擦毛、擠傷現(xiàn)象。表4-3 1#61框絞機(jī)工藝如下標(biāo)稱截面mm2導(dǎo)體根數(shù)單絲直徑排列方式第一框絞絞向拉制模尺寸節(jié)距240373.011+6+12+18第二框絞第三框絞第四框絞絞向拉制模尺寸節(jié)距絞向拉制模尺寸節(jié)距絞向拉制模尺寸節(jié)距左8.3mm229.2右13.6mm229.2左17.5mm271.0工藝技術(shù)要求：1.絞線線芯不允許有缺單線、斷線、松股等現(xiàn)象。表面應(yīng)光潔、無(wú)毛刺、劃傷、跳線、油污和灰塵；2.同一層內(nèi)，相臨兩個(gè)接頭之間的距離應(yīng)不小于300mm，焊頭要光滑圓整；3.排線應(yīng)平整有序，無(wú)壓線現(xiàn)象；4.絞線必須緊密排列，線芯不得翻轉(zhuǎn)；5.導(dǎo)電線芯

46、不允許整股焊接，單線允許焊接，但焊接處應(yīng)圓整，其外徑偏差不超過(guò)0.05mm，同一層內(nèi)相臨兩個(gè)接頭之間的距離不小于1000 mm。4.3 交聯(lián)工藝技術(shù)要求交聯(lián)工序是在絞制的導(dǎo)電線芯上擠導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層及絕緣屏蔽層。交聯(lián)電纜導(dǎo)電線芯是由多根導(dǎo)線絞合而成，線芯表面無(wú)屏蔽時(shí)，線芯表面的電場(chǎng)將受到組成線芯導(dǎo)線半徑的影響而呈不均勻分布。內(nèi)屏蔽層起均化電場(chǎng)作用，防止絕緣層與導(dǎo)體之間產(chǎn)生間隙而引起局部放電。外屏蔽層主要防止絕緣層與銅帶屏蔽之間產(chǎn)生間隙而引起局部放電。半導(dǎo)電是以eva或eea作為基料，加50%左右導(dǎo)電碳黑，加適量抗氧劑、交聯(lián)劑和潤(rùn)滑劑等，經(jīng)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

47、品（擠包后）的外徑選配模套，據(jù)塑料工藝特性，決定模芯和模套角度及角度差、定徑區(qū)（即承線徑）長(zhǎng)度等模具的結(jié)構(gòu)尺寸，使之配合得當(dāng)。配模的理論公式：模芯式中： 模芯出線口內(nèi)徑； 生產(chǎn)前半制品最大直徑； 模芯放大值。模套式中： 模套出線口內(nèi)徑； 模芯嘴壁厚； 工藝規(guī)定的產(chǎn)品塑料層厚度； 模套放大值。放大值的說(shuō)明：絕緣線芯模芯的放大值為 0.53mm；絕緣線芯模套的放大值為 13mm。工藝參數(shù)主要是擠出機(jī)的溫度參數(shù)及模具尺寸，其具體參數(shù)如下表所示。表4-4 交聯(lián)機(jī)組配模及擠出工藝參數(shù)yjy22-26/35kv -3240銅芯交聯(lián)電纜交聯(lián)機(jī)組配模參數(shù)電壓等級(jí)規(guī)格導(dǎo)體外徑導(dǎo)體屏蔽絕緣厚度絕緣屏蔽26/35k

48、v240mm217.5mm0.6mm10.5mm0.6mm外徑模具最小最大芯模1芯模2芯模3模套38.6mm39.6mm19.2mm20.2mm85mm43.6mm各階段生產(chǎn)速度，m/min結(jié)束時(shí)間配方名開(kāi)始生產(chǎn)慢速硫化冷卻國(guó)產(chǎn)料2.194.882.1936min50mingc35kv-240工藝技術(shù)要求：1.標(biāo)稱擠出厚度：導(dǎo)體屏蔽：0.6 mm絕緣厚度：10.5 mm 絕緣屏蔽：0.6mm2.絕緣厚度的最小值不低于規(guī)定標(biāo)稱厚度的90%-0.1；3.要保持清潔的生產(chǎn)環(huán)境，減少至消除一切雜質(zhì)混入。必須防止生產(chǎn)中的碰傷，層間應(yīng)緊密結(jié)合，不得有殘留氣體；4.電纜由交聯(lián)管進(jìn)入冷卻管，必須保持冷卻管內(nèi)的壓力，避免擠出層在熱狀態(tài)下冷卻不足而產(chǎn)生壓扁和解除壓力作用而在組織內(nèi)部產(chǎn)生氣泡以至于絕緣強(qiáng)度下降；5.導(dǎo)體屏蔽應(yīng)為擠包的半導(dǎo)電層，擠包的半導(dǎo)電層應(yīng)和絕緣緊密結(jié)合，其與絕緣層的界面應(yīng)光滑、無(wú)明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡；6.每根絕緣線芯上應(yīng)直接擠包與絕緣線芯緊密結(jié)合的非金屬半導(dǎo)電層，其絕緣層的界面應(yīng)光滑，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡7。4.4 金屬屏蔽工藝技術(shù)要求35kv電壓等級(jí)的電力電纜常采用分相屏蔽，