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陜西遠洋線纜有限公司

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JKLYG架空絕緣電纜
一、架空絕緣電纜概況


我國60年代,低壓380V架空線路采用橡皮線(BX系列),這種電線的絕緣層壽命不到2年,后來采用塑膠線(BV系列),壽命可延長到8年左右,仍不能令人滿意。實際上這兩種電線作為裸電線處理。80年代前,我國10kV線路還采用裸線架設,隨著城市建設和電網發展,安全問題日趨嚴峻,頻頻發生觸電身亡事故。此次電網改造要求380V配電距離不超過半公里,10kV不超過15公里,綜合線損率降到10%以下,電壓合格率達到90%以上。


二、材料和結構


1.導體農村、山區和林區的電網改造,有部分需要采用架空絕緣電纜,尤其是林區更為重要,裸線輸電是引起森林火災的原因之一,美國有確切的報道。農、山、林區的電桿跨度較大,電線拉力要求高,一般硬鋁還不能符合要求,為避免增設大量電桿,可發展鋼芯鋁絞線芯架空絕緣電纜,國家標準中雖未列入此產品,但可制定企業標準,導體一般可用現有鋼芯鋁絞線結構,特殊要求可適當加強。


2.絕緣


低壓1kV架空絕緣電纜標準規定有三種絕緣材料,即交聯聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯,中壓10-35kV架空絕緣電纜標準規定二種絕緣材料,即交聯聚乙烯和高密度聚乙烯。


3、聚氯乙烯絕緣有較多的缺點:①工作溫度70℃,短路溫度130℃;②耐氣候性能差,壽命較短,一般為10年,即便是優質黑色聚氯乙烯絕緣,壽命也只有15年左右,這與電網要求運行40年以上,差距很大;③聚氯乙烯架空絕緣電纜運行一定時間后,絕緣和導體的結合力會減小,在熱脹冷縮過程中,絕緣會在電纜縱向產生不均勻收縮,尤其在金具附近更為嚴懲,最后絕緣產生裂口,這種損壞的時間比自然老化時間短得多,實際上已發生過這種事故;④聚氯乙烯的體積電阻率偏低,介電常數偏大,產品電性能不佳。


4、黑色交聯聚乙烯克服了上述缺點:①工作90℃,短路溫度銅芯為250℃,鋁芯為200℃;②在正常情況下,耐氣候老化壽命可超過40年。但是必須注意,如果電纜料配方中碳黑粒徑、含碳黑量、碳黑分散度不符合規定時,會影響耐氣候老化壽命;③交聯聚乙烯為熱固性材料,與導體結合穩定,電纜長期運行中基本收縮不均勻的情況很少發生。但是電纜工藝不正常時,會使成品熱延伸不合格或剩余伸長率負值較大,也可能使熱收縮試驗不合格,因此對每批產品應加強熱收縮和熱延伸檢驗;④交聯聚乙烯密度約0.92,產品重量增加有限。


5、黑色高密度聚乙烯優點是比重小,價格低,機械和電氣性能好,工作溫度為75~80℃,擠塑工藝方便,不失為實用的架空絕緣電纜材料。缺點是熱塑性材料,短路溫度較低,不允許過載,材料比較硬,施工不便。總的來說,電網改造低壓線路不宜采用聚氯乙烯絕緣架空電纜,高壓線路更應嚴禁采用聚氯乙烯絕緣。城市電網改造應首先采用交聯聚乙烯絕緣架空電纜,農村、山區和林區可選用交聯聚乙烯和高密度聚乙烯絕緣架空電纜。


三、各種交聯方法對質量的影響


架空絕緣電纜可用干法交聯、蒸汽交聯、硅烷交聯、輻照交聯等方法。關于投資、材料、加工等因素影響成本的關系,已有大量報道。但用戶關心的是各種方法對電纜質量的如何,以下扼要地敘述:


1.干法交聯過程中,電纜溫度較高,這是絕緣交聯的工藝條件,過高的溫度使導體退火,架空絕緣電纜的導體有拉力試驗考核指標,退火后使鋁導體拉力不合格,由于產品拉力為型式試驗和抽樣試驗項目,有時會忽略而漏檢。工廠也可以降低交聯溫度,則交聯線速度勢必放慢,影響電纜生產率。


2.蒸汽交聯從表面上看,似乎水分較多,用戶擔心降低電性能,甚至會產生水樹,實際上架空絕緣電纜處于半絕緣狀態工作,電場梯度很低,這些水從或微孔,不會影響電纜正常工作和壽命。


3.硅烷交聯表面光潔度稍差,但不會影響電纜耐漏電痕跡性能。如果硅烷交聯電纜工藝不當,發生先期交聯,造成表面粗糙,對耐電痕跡試驗有影響。嚴格地說,耐電痕跡試驗不應單判斷漏電流超標,還應看漏電痕跡的嚴重程度。


4.輻照交聯電纜產品表面最為光潔,在電纜制造過程中雖多次彎曲,只要彎曲半徑足夠大,不會對電纜質量產生影響,這對中、小規格架空絕緣電纜用輻照交聯是有利的。剛制造好的輻照交聯聚乙烯電纜,其耐電壓水平稍低,這是剩余電荷的作用,屬于正常情況,經過一段時期儲存后能恢復到常規水平,當然配方的改進能有效地消除這個現象,曾有一時用戶對此產品有所懷疑,經多年來使用證明,輻照交聯聚乙烯架空絕緣電纜運行是可靠的,疑點也逐步消除。


5.無論哪種交聯工藝,在擠塑技術方面應當要求相同,對10kV架空絕緣電纜的屏蔽和絕緣必需一次擠成,就是說必須用1+1或2層共擠,若屏蔽和絕緣分二次擠出,則不能保證質量。


四、耐候性試驗


幾年來常有人提問耐候性試驗與壽命的關系,其實,標準中規定的耐候性并不能推算出實際壽命,有人問是否42天表示壽命為42年,當然沒有根據,這項試驗只是一定程度上相對比較耐候性能的好壞。壽命試驗需有設計方案,用大量試驗數據推導,才能得到基本壽命數量級有一點是基本公認的,優質黑色高密度聚乙烯通過多年運行經驗和壽命試驗推導,可相信壽命能達40年以上。黑色交聯聚乙烯材料從理論上分析,其耐氣候性能應比黑色高密度聚乙烯優良,國外研究報道黑色交聯聚乙烯壽命,在一般自然條件下達到50年以上,耐候性試驗雖然不能代表壽命,但黑色交聯聚乙烯壽命也是相當長的。

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