[精选]交联工艺学课件.pptx

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1、交联工艺学中天科技海缆员工培训教材n n 目录n n 第一章概论n n 第二章交联用原材料n n 第三章过氧化物交联设备及工艺n n 第四章辐照工艺及其设备n n 第五章硅烷交联技术n n 第六章交联电缆性能测试中天科技海缆员工培训教材n n 电缆的分类n n 1、裸电线与裸导体产品n n 2、电力电缆n n 3、电气装备用电线电缆n n 4、通信电缆与光缆n n 5、电磁线绕组线中天科技海缆员工培训教材电力电缆的分类按常规绝缘材料分按电缆结构特性分按阻燃、耐火特性分按耐热特性分按防动生物破坏性分按防环境危害性分按特殊使用场合分电力电缆s 2中天科技海缆员工培训教材n n 按常规绝缘材料分 按

2、常规绝缘材料分1 1、橡皮绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆 橡皮绝缘电力电缆是历史上最早的电力电缆，具有柔软的特性 橡皮绝缘电力电缆是历史上最早的电力电缆，具有柔软的特性，适合安装，适合安装于弯曲半径较小的场合或需要经常变换敷设位置的场所，如船用、矿用等。于弯曲半径较小的场合或需要经常变换敷设位置的场所，如船用、矿用等。2 2、油浸纸绝缘电力电缆、油浸纸绝缘电力电缆 在 在1992 1992年前在我国中低压电力电缆中的主导产品，油纸绝缘结构是互补性的 年前在我国中低压电力电缆中的主导产品，油纸绝缘结构是互补性的合理组合，电性能、热性能的裕度大，使用寿命长 合理组合，电性能、热性能的裕度大，使用寿

3、命长70 70 80 80年，但工序多、年，但工序多、生产周期长、接头工艺复杂、允许工作温度低。生产周期长、接头工艺复杂、允许工作温度低。3 3、聚氯乙烯、聚氯乙烯PVC PVC绝 绝缘电力 缘电力电缆 电缆 PVC PVC绝缘电力电缆有着好的机械和化学性能，在阻燃性能方面，尤其表现优 绝缘电力电缆有着好的机械和化学性能，在阻燃性能方面，尤其表现优越，但易污染环境。我国有不少低压电力电缆仍采用 越，但易污染环境。我国有不少低压电力电缆仍采用PVC PVC绝缘。绝缘。4 4、聚乙烯、聚乙烯PE PE绝缘电力电缆 绝缘电力电缆 聚乙烯的介电常数仅为聚氯乙烯的 聚乙烯的介电常数仅为聚氯乙烯的1/3

4、1/3，介质损耗角正切值为聚氯乙烯的，介质损耗角正切值为聚氯乙烯的1/5 1/5 1/10 1/10，因此聚乙烯的介质损耗小，用于中高压电力电缆时这一优点更为突，因此聚乙烯的介质损耗小，用于中高压电力电缆时这一优点更为突出，但其熔融温度低 出，但其熔融温度低140 140 160 160，一旦电缆发生事故短路或严重过载，会，一旦电缆发生事故短路或严重过载，会造成整条线路中因聚乙烯熔融、淌流而损坏。造成整条线路中因聚乙烯熔融、淌流而损坏。5 5、交联聚乙烯、交联聚乙烯XLPE XLPE绝缘电力电缆 绝缘电力电缆 XLPE XLPE绝缘电力电缆与 绝缘电力电缆与PVC PVC绝缘电力电缆、油浸纸绝

5、缘电力电缆相比，它的物 绝缘电力电缆、油浸纸绝缘电力电缆相比，它的物理、机械性能和耐热性能无与伦比。近年来，交联电力电缆已成为 理、机械性能和耐热性能无与伦比。近年来，交联电力电缆已成为PVC PVC绝缘电 绝缘电力电缆的代替型。力电缆的代替型。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆结构n n 交联电缆一般由导体、绝缘、屏蔽、护层四局部组成。中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆的导体交联电力电缆的导体 一、定义 一、定义 导体是能传导电流的物体，又称为导电线芯。电缆 导体是能传导电流的物体，又称为导电线芯。电缆就是利用导体来传导电流的，因而导体是电缆最重要的组 就是利用导体来传导电流的，

6、因而导体是电缆最重要的组成局部，电线电缆的规格就是导体的截面表示。成局部，电线电缆的规格就是导体的截面表示。二、导体的材料 二、导体的材料 作为电力电缆用导体的材料必须具备以下特点：作为电力电缆用导体的材料必须具备以下特点：1 1、导电性优。、导电性优。2 2、导热性好。、导热性好。3 3、有良好的延展性。、有良好的延展性。4 4、有足够的机械强度和断裂伸长率。、有足够的机械强度和断裂伸长率。5 5、有一定的耐腐蚀性。、有一定的耐腐蚀性。6 6、资源丰富。、资源丰富。中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆的导体交联电力电缆的导体 三、结构 三、结构 1 1、实心、实心 2 2、绞合。、绞合。圆形

7、导电线芯 圆形导电线芯 异形线芯 异形线芯 a a、中央导线规则、中央导线规则 b b、移滑规则、移滑规则中天科技海缆员工培训教材正规绞合非正规绞合半圆形扇形瓦形交联电力电缆的绝缘交联电力电缆的绝缘 一、定义 一、定义 是在导体外层起着电绝缘作用的构件。即保证传输 是在导体外层起着电绝缘作用的构件。即保证传输的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面，从而确保 的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面，从而确保外界物体和人身平安。外界物体和人身平安。二、绝缘的材料 二、绝缘的材料 作为电力电缆用绝缘的材料必须具备以下特点：作为电力电缆用绝缘的材料必须具备以下特点：1 1、良好的电气绝缘性能，主要

8、表现为承受电压的大、良好的电气绝缘性能，主要表现为承受电压的大小。小。2 2、良好的热传导性能。、良好的热传导性能。3 3、一定的机械性能。、一定的机械性能。4 4、可加工工艺性能。、可加工工艺性能。5 5、耐热性能。、耐热性能。中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆的屏蔽交联电力电缆的屏蔽 一、定义 一、定义 是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行 是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件。隔离的构件。二、屏蔽的材料 二、屏蔽的材料 1 1、半导电屏蔽料、半导电屏蔽料 2 2、铜带。、铜带。3 3、铜丝。、铜丝。4 4、半导电带。、半导电带。5 5、铝套。、铝套。6 6、铅

9、套、铅套 中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆的护层交联电力电缆的护层 一、定义 一、定义 是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。二、护套的结构和材料 二、护套的结构和材料 根据电缆的用途以及使用环境和绝缘的不同，护套 根据电缆的用途以及使用环境和绝缘的不同，护套有许多不同型式和结构。有许多不同型式和结构。交联电缆护层主要有裸护套和铠装型两种。交联电缆护层主要有裸护套和铠装型两种。裸护套 裸护套 铠装型 铠装型 防水型 防水型中天科技海缆员工培训教材聚乙烯护套聚氯乙烯护套钢带铠装钢丝铠装铅护套铝护套n n交联电力电缆品种交联电力电缆品种n n按电压

10、等级分为低压、中压、高压、超高压按电压等级分为低压、中压、高压、超高压电压等级用电压等级用UU00/U/U来表示，其中来表示，其中UU00表示电缆设计用的表示电缆设计用的导体对地或金属屏蔽间的额定工频电压，又称相电导体对地或金属屏蔽间的额定工频电压，又称相电压；压；UU表示电缆设计用的导体对导体间的额定工频表示电缆设计用的导体对导体间的额定工频电压，又称线电压。电压，又称线电压。低压：低压：0.6/1kV0.6/1kV及以下及以下中压：中压：3.6/6kV26/35kV3.6/6kV26/35kV高压：高压：64/110kV127/220kV64/110kV127/220kV超高压：超高压：5

11、00kV500kV中天科技海缆员工培训教材电缆电压等级的选择s 64电压等级表示为U0/UUmU0为导体对地电压，U为导体与导体之间电压，Um为使用设备的系统最高电压的最大值。其中，U0按系统接地故障持续时间分为两类：第一类电缆-用于单相接地故障时间每一次一般不大于1分钟的系统，亦可用于最长不超过8小时，每年累计不超过125小时的系统；第二类电缆-用于接地故障时间更长的系统，或对电缆绝缘性能要求较高的场所。例如10kV系统，如中性点经消弧线圈接地的应采用8.7/10kV电缆或8.7/12，如中性点经小电阻接地的可采用6/10kV电缆或6/12。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆品种n

12、 n按电压级分为温水交联电缆、过氧化物交联电缆、按电压级分为温水交联电缆、过氧化物交联电缆、辐照交联电缆等。辐照交联电缆等。按结构分：架空绝缘电缆、五芯交联电力电缆按结构分：架空绝缘电缆、五芯交联电力电缆按使用特性分：阻燃系列交联电缆按使用特性分：阻燃系列交联电缆耐火系列交联电缆耐火系列交联电缆阻水系列交联电缆阻水系列交联电缆中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆产品型号及名称电缆的型号组成如下：电缆的型号组成如下：中天科技海缆员工培训教材类别类别导体导体绝缘绝缘内或外护套内或外护套特征特征外护套外护套派生派生11223344556677电缆名称的通常顺序是：电缆名称的通常顺序是：从内到外说明导

13、体、绝缘、内护套、铠装层、外护从内到外说明导体、绝缘、内护套、铠装层、外护套的材料，然后是附加特征或类别名称。也有将附套的材料，然后是附加特征或类别名称。也有将附加特征或其它要强调的特性、用途放在最前面的表加特征或其它要强调的特性、用途放在最前面的表达方式。达方式。交联电力电缆的产品规格交联电力电缆的规格由交联电力电缆的规格由“芯数芯数截面组成。截面组成。交联电力电缆的芯数一般有交联电力电缆的芯数一般有11、22、33、3+13+1、44、3+23+2、4+14+1、55芯。芯。交联电力电缆的截面系列有交联电力电缆的截面系列有1.51.5、2.52.5、44、66、1010、1616、2525

14、、3535、5050、7070、9595、120120、150150、185185、240240、300300、400400、500500、630630、800800、10001000、12001200等。等。中天科技海缆员工培训教材交联电力电缆表示方式型号+电压级+规格如：YJV328.7/10kV3120mm2中天科技海缆员工培训教材交联电缆芯数的选择s 65在电力电缆导体中,其中三根主线芯是传输三相电流的,第四芯即中性线PN线是为了输送电力系统在不平衡状态下产生的不平行电流及短路电流,这就是3+1的四芯电缆,中性线大小由不平衡电流及短路电流来确定,一般不小于相线的1/2.随着计算机的广泛

15、应用以及对电缆的功能要求越来越多,电路中非线性阻抗大量增加,造成三次谐波电流在中性线通过时电流很大,到达了相电流同样大小的水平,这样中性线要求扩大相线截面水平,即四芯等截面.为了便于电气设备仪器接地保护需要,又增加了第五芯即PE线,这就是五芯电缆,为满足不同用户需要,就有了3+2,4+1及五芯等截面三种结构.中天科技海缆员工培训教材电缆导体截面的选择s 66电缆导体是电缆传输电流的重要元件,一般来说导体截面越大其传输的电流就越大.导体截面的选择除设计手册中所要求的温升、经济电流密度、电压损失、机械强度、载流量等以外，还需注意：1.敷设距离导致的单相短路故障、接地故障保护灵敏度问题低压系统2.在

16、一个工程中尽量减少、合并截面等级，利于加工定货。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n 一、导体电阻1 1、电阻率：铜、电阻率：铜0.017241*mm 0.017241*mm2 2/m/m，铝，铝0.02864*mm 0.02864*mm2 2/m/m；软；软铜线：铜线：0.01748*mm 0.01748*mm2 2/m/m，软铝线：，软铝线：0.0283*mm 0.0283*mm2 2/m/m。2 2、线芯直流电阻、线芯直流电阻R Rt t=R=R20 201+1+t-20 t-20 k k1 1k k2 2k k3 3k k4 4/km/km K K1 1-单线在加工引

17、起的变化系数，单线在加工引起的变化系数，K K2 2-绞合引起的长度变化系数，绞合引起的长度变化系数，K K3 3-紧压引起的变化系数，紧压引起的变化系数，K K4 4-成缆绞合引起的长度变化系数，成缆绞合引起的长度变化系数，3 3、线芯交流电阻、线芯交流电阻R Rt t，=R=Rt t1+Y 1+Ys s-Y-Yp p/km/km Y Ys s-集肤效应系数，集肤效应系数，Y Yp p-邻近效应系数。邻近效应系数。导体直流电阻试验是交联电缆例行试验之一。导体直流电阻试验是交联电缆例行试验之一。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n 二、电缆电容电缆电容是电缆线路的一个重要参数

18、，它决定电缆线路中 电缆电容是电缆线路的一个重要参数，它决定电缆线路中电容电流和介质损耗的大小。在超高压线路中，电容电流可以 电容电流和介质损耗的大小。在超高压线路中，电容电流可以到达与电缆额定电流相比较的数值，成为限制电缆容量及传输 到达与电缆额定电流相比较的数值，成为限制电缆容量及传输距离的因素。距离的因素。交联聚乙烯材料的介电常数 交联聚乙烯材料的介电常数 值比较小，所以交联电缆的电 值比较小，所以交联电缆的电容值较小，这就是交联电缆的一个优点。容值较小，这就是交联电缆的一个优点。6kV 6kV及以上电缆是采用单相屏蔽结构，电容计算可按以下 及以上电缆是采用单相屏蔽结构，电容计算可按以下

19、公式计算：公式计算：2 20 0 0 0真空介电常数 真空介电常数,0 0=8.86=8.86 10 10-12-12,交联聚乙烯介电常数 交联聚乙烯介电常数,=2.3,=2.3中天科技海缆员工培训教材C=C=lnDd F/m F/m n n 交联电力电缆性能n n三、电缆的介质损耗角正切三、电缆的介质损耗角正切介质在电场作用下，单位时间里消耗的有功功率叫做介质 介质在电场作用下，单位时间里消耗的有功功率叫做介质损耗。损耗。W Wd d=U=U2 2 c ctg tg W/km W/km U U电缆导体的对地电压 电缆导体的对地电压;=2f;=2ftg tg绝缘的介质损耗角正切 绝缘的介质损耗

20、角正切.介质损耗引起绝缘发热，使电缆的容许载流量减少，介质损耗引起绝缘发热，使电缆的容许载流量减少，tg tg的 的变化也是电缆绝缘老化的标志之一。交联聚乙烯绝缘具有很小 变化也是电缆绝缘老化的标志之一。交联聚乙烯绝缘具有很小的 的tg tg值，这是它的又一个优点。值，这是它的又一个优点。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n 四、介质的绝缘电阻 四、介质的绝缘电阻 工程用的绝缘材料并不是绝对的绝缘介质，只是其导电能 工程用的绝缘材料并不是绝对的绝缘介质，只是其导电能力即电导率极低，而绝缘电阻很高。力即电导率极低，而绝缘电阻很高。R Ri i=i iG/2 G/2 i i 绝缘

21、材料的电阻系数 绝缘材料的电阻系数 G G 电缆的结构尺寸 电缆的结构尺寸 电缆常用绝缘材料的绝缘电阻系数与温度和测量时所用 电缆常用绝缘材料的绝缘电阻系数与温度和测量时所用的电场强度有关，一般来说，它随着温度和场强的上升而下降。的电场强度有关，一般来说，它随着温度和场强的上升而下降。对杂质较多、绝缘电阻系数较低的材料随温度上升而下降更多。对杂质较多、绝缘电阻系数较低的材料随温度上升而下降更多。中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n 五、介电系数 五、介电系数 C=A/C=A/C C极板间的电容 极板间的电容 A A电极面积 电极面积 电极间的绝缘厚度 电极间的绝缘厚度 绝缘的

22、介电系数 绝缘的介电系数 从上式可以看出介电系数越大，说明这种材料在电场中每单位体积 从上式可以看出介电系数越大，说明这种材料在电场中每单位体积所能贮存的电能越多。所能贮存的电能越多。真空时的介电系数最小，用 真空时的介电系数最小，用 0 0表示，是一个基本常数，即 表示，是一个基本常数，即 0 0=8.86*10=8.86*10-12-12F/m F/m 绝缘材料的介电系数通常以下式表示 绝缘材料的介电系数通常以下式表示=r r*0 0 式中是绝缘材料的相对介电系数，真空的相对介电系数为 式中是绝缘材料的相对介电系数，真空的相对介电系数为1 1，中天科技海缆员工培训教材电缆绝缘型式 电缆绝缘

23、型式 相对介电系数 相对介电系数r r电缆绝缘型式 电缆绝缘型式 相对介电系数 相对介电系数r r粘性浸渍，不滴流 粘性浸渍，不滴流 4.0 4.0乙丙橡胶 乙丙橡胶 3.0 3.0充油 充油 3.3 3.3聚氯乙烯 聚氯乙烯 8.0 8.0充气 充气 3.4 3.4聚乙烯 聚乙烯 2.3 2.3管式充油 管式充油 3.7 3.7交联聚乙烯 交联聚乙烯 2.3 2.3n n 交联电力电缆性能n n 六、局部放电 六、局部放电 在电缆导体和金属屏蔽间施加工频电压后，如果绝缘体中 在电缆导体和金属屏蔽间施加工频电压后，如果绝缘体中存在微孔、杂质、焦烧、金属颗粒等情况，在电场作用下，均 存在微孔、杂

24、质、焦烧、金属颗粒等情况，在电场作用下，均会产生局部放电。放电量常用微微库仑 会产生局部放电。放电量常用微微库仑pC pC表示。表示。尽管局部放电只有很小的能量，但会导致绝缘材料介质性 尽管局部放电只有很小的能量，但会导致绝缘材料介质性能的逐渐老化。这一试验对控制产品质量水平起到了重要的作 能的逐渐老化。这一试验对控制产品质量水平起到了重要的作用。用。目前世界各国都非常重视这项指标，并提高了对局部放电 目前世界各国都非常重视这项指标，并提高了对局部放电试验的考核标准。最新 试验的考核标准。最新IEC60502-97 IEC60502-97对成盘电缆局部放电试验指 对成盘电缆局部放电试验指标由原

25、来的 标由原来的1.5U 1.5U0 0下不大于 下不大于20pC 20pC，提高到，提高到1.73U 1.73U0 0下不大于 下不大于10pC 10pC，我国新标准 我国新标准GB/T12706-2002 GB/T12706-2002也相应提高了对局部放电试验的要 也相应提高了对局部放电试验的要求。求。局部放电试验也是交联电缆例行试验之一 局部放电试验也是交联电缆例行试验之一 中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n七、工频耐压试验七、工频耐压试验 对电缆进行工频耐压试验是为了考核电缆耐工频对电缆进行工频耐压试验是为了考核电缆耐工频电压性能。电压性能。工频耐压试验分例行试验、

26、抽样试验及型式试验工频耐压试验分例行试验、抽样试验及型式试验三种。三种。一般耐压试验的考核标准是一般耐压试验的考核标准是3.5U3.5U00/5min/5min或或2.5U2.5U00/30min/30min。厚绝缘电缆的击穿场强较低，在同样厚绝缘电缆的击穿场强较低，在同样电场强度下，电缆绝缘性能随电缆绝缘厚度增加而下电场强度下，电缆绝缘性能随电缆绝缘厚度增加而下降。因此世界各国对较厚绝缘的工频耐压试验都是从降。因此世界各国对较厚绝缘的工频耐压试验都是从延长时间出发，而不是提高电压。延长时间出发，而不是提高电压。工频耐压试验也是交联电缆例行试验之一工频耐压试验也是交联电缆例行试验之一 中天科技

27、海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能n n 八、电树及水树放电 八、电树及水树放电 1958 1958年在聚乙烯绝缘中首次发现电树放电，后来又于 年在聚乙烯绝缘中首次发现电树放电，后来又于1972 1972年发现了水树放电。年发现了水树放电。1 1、电树放电、电树放电 电树放电存在着潜伏期、生长期、饱和期、击穿期四个阶 电树放电存在着潜伏期、生长期、饱和期、击穿期四个阶段。引发电树放电的因素大致有五个，各因素可以单独存在，段。引发电树放电的因素大致有五个，各因素可以单独存在，也可以几个因素联合存在引发电树放电。也可以几个因素联合存在引发电树放电。1 1局部高场强，如内 局部高场强，如内半导

28、电层的局部凸起；半导电层的局部凸起；2 2有微小和微观裂纹；有微小和微观裂纹；3 3绝缘内部有 绝缘内部有杂质或金属粒子；杂质或金属粒子；4 4绝缘内存在应力；绝缘内存在应力；5 5绝缘有水分。绝缘有水分。2 2、水树放电、水树放电 水树放电也存在着引发期，成长期，饱和期，最后伴随着 水树放电也存在着引发期，成长期，饱和期，最后伴随着发生电树放电 发生电树放电，也就是说，水树开展到最后将导致电树放电而，也就是说，水树开展到最后将导致电树放电而引起介质击穿。干式交联具有明显的减少绝缘中微孔的尺寸和 引起介质击穿。干式交联具有明显的减少绝缘中微孔的尺寸和数量，以及降低绝缘中的含水量，可以防止和减缓

29、水树放电。数量，以及降低绝缘中的含水量，可以防止和减缓水树放电。中天科技海缆员工培训教材 水树的分类s 7 水树按其形状分为树枝形和蝴蝶形两种树枝形水树蝴蝶形水树蝴蝶形水树比树枝形水树更具破坏力中天科技海缆员工培训教材 水树产生机理 水树的引发和生长 电场使外来水气凝缩于杂质或气隙中 凝缩水压力上升、膨胀，引起气隙壁弱点破裂 凝缩水延电场方向从气隙壁处喷流而出 造成绝缘高分子链的切断和极化形成链自由基 气隙压力下降，成长饱和时，形成“水树 水树的产生会引起绝缘击穿场强大大降低s 5中天科技海缆员工培训教材 水份使电缆击穿场强下降 水份对电缆的危害010 20 30 40 50200400600

30、800100012001400交流击穿场强V/0.025mm运行时间月交流击穿场强与运行时间关系防水型XLPE电力电缆XLPE电力电缆s 6电缆在水或湿环境中的寿命将减为一半中天科技海缆员工培训教材s8 水份透过电缆橡塑护套进入电缆产生的危害有：腐蚀金属护层和屏蔽层在电场的作用下，易产生“水树，导致：绝缘电阻下降介质常数增大损耗增加局部放电增加介电强度下降,引起电缆爆炸 水份对电缆的危害水能引起电缆破坏，应予以高度重视中天科技海缆员工培训教材n n 交联电力电缆性能 九、连续载流量 九、连续载流量 在给定电缆导体的工作温度的情况下 在给定电缆导体的工作温度的情况下,利用电缆各局部损耗 利用电缆

31、各局部损耗和各局部热阻大小 和各局部热阻大小,用计算的方法 用计算的方法,所得出的载流量称为平安载 所得出的载流量称为平安载流量。流量。在实际情况下 在实际情况下,由于状态的改变 由于状态的改变,如环境温度、埋设深度、如环境温度、埋设深度、电缆密集程度等不同 电缆密集程度等不同,都会影响载流量的大小 都会影响载流量的大小,一般用修正系数 一般用修正系数来校正。来校正。连续载流量 连续载流量I I可按以下公式计算。可按以下公式计算。I=I=温升 温升；W Wd d 每米电缆中每相介质损耗；每米电缆中每相介质损耗；R R工作温度下，每相电缆的交流有效电阻；工作温度下，每相电缆的交流有效电阻；n n

32、电缆芯数 电缆芯数 T T1 1,T,T2 2,T,T3 3,T,T4 4 每米电缆的绝缘热阻，衬垫热阻，护层热阻及外部热阻。每米电缆的绝缘热阻，衬垫热阻，护层热阻及外部热阻。1 1，2 2电缆护套及铠装损耗系数。电缆护套及铠装损耗系数。交联电缆的载流量，由于其长期工作温度高达 交联电缆的载流量，由于其长期工作温度高达90 90，所以比粘性油纸，所以比粘性油纸电缆或聚氯乙烯电缆高 电缆或聚氯乙烯电缆高1 1 2 2级。级。中天科技海缆员工培训教材-Wd0.5T1nT2+T3+T4RT1+nR1+1T2+nR1+1+2T3+T4交联电力电缆性能十、机械物理性能十、机械物理性能 中天科技海缆员工培

33、训教材试验工程 试验工程 单位 单位 绝缘 绝缘 护套 护套PVC PVC护套 护套 ST ST2 2 PE PE护套 护套 ST ST3 3 老化前及老化后机械性能试验 老化前及老化后机械性能试验a a抗张强度 抗张强度 最小 最小b b断裂伸长率 断裂伸长率 最大 最大烘箱中老化后 烘箱中老化后a a处理：温度 处理：温度20 20 持续温度 持续温度 持续时间 持续时间b b抗张强度 抗张强度老化后 老化后 最小 最小变化值 变化值 最大 最大c c断裂伸长率 断裂伸长率老化后 老化后 最小 最小变化值 变化值 最大 最大N/mm N/mm2 2%天 天N/mm N/mm2 2%12.5

34、 12.5200 200135 1357 725 2525 2512.5 12.5150 150100 1007 712.5 12.525 25150 15010 10300 300100 10010 10300 300绝缘的热延伸试验 绝缘的热延伸试验a a 处理：温度 处理：温度3 3 载荷时间 载荷时间 机械应力 机械应力负载下最大伸长率 负载下最大伸长率冷却后永久伸长率 冷却后永久伸长率 min minN/cm N/cm2 2%200 20015 1520 20175 17515 15绝缘的收缩试验 绝缘的收缩试验温度 温度20 20 持续时间 持续时间最大允许收缩 最大允许收缩 H

35、H%130 1301 14 4nn交联方法物理交联-辐照交联 一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆化学交联 过氧化物交联 硅烷交联温水交联交联-通过物理或化学方法将线性聚乙烯分子转变成立体网状结构。从而提高其机械物理性能和耐热性能。无论采用什么交联方式，其绝缘品质完全一致，故在国标GBl270691中，是不区分采用何种交联方法的。中天科技海缆员工培训教材交联方法交联方法1 1物理交联物理交联又称辐照交联，其绝缘品质最正确，交联度 物理交联物理交联又称辐照交联，其绝缘品质最正确，交联度高，耐候性好，是各种软线，装备线以及耐高温 高，耐候性好，是各种软线，装备线以及耐高温105 105 及以 及以上和

36、阻燃电线电缆的理想工艺方法。其主要缺点为辐照不均 上和阻燃电线电缆的理想工艺方法。其主要缺点为辐照不均匀，生产中要反复照射，电缆弯曲次数太多，且在绝缘中容易 匀，生产中要反复照射，电缆弯曲次数太多，且在绝缘中容易注入空间电荷，注入空间电荷，2 2化学交联化学交联分高温和低温两种交联方法，其中高温交联 化学交联化学交联分高温和低温两种交联方法，其中高温交联又包括蒸汽和干法交联两种。蒸汽交联因绝缘中水分含量 又包括蒸汽和干法交联两种。蒸汽交联因绝缘中水分含量2000 x10 2000 x10-6-6，绝缘品质不好，已完全淘汰；干法交联绝缘中水分，绝缘品质不好，已完全淘汰；干法交联绝缘中水分含量 含

37、量1OO200 1OO200 10 10-6-6，已在，已在10500kV 10500kV电缆中广泛地应用。电缆中广泛地应用。低温交联，学名硅烷交联，电缆在 低温交联，学名硅烷交联，电缆在70 70 90 90 温水中交联，温水中交联，也可在湿度较大的空气中交联，故又名温水交联。交联剂硅 也可在湿度较大的空气中交联，故又名温水交联。交联剂硅烷吸水后才能使 烷吸水后才能使PE PE绝缘的线性结构反响成网状的交联结构。绝缘的线性结构反响成网状的交联结构。吸收的水分已成为绝缘分子的一局部，故水分含量极少，也是 吸收的水分已成为绝缘分子的一局部，故水分含量极少，也是 100200 100200 x10

38、 x10-6-6，绝缘品质完全和干法交联一样，绝缘性能，绝缘品质完全和干法交联一样，绝缘性能还超过于法交联。温水交联因水分不易渗入较厚的 还超过于法交联。温水交联因水分不易渗入较厚的PE PE绝缘，一 绝缘，一般适用于 般适用于10kV 10kV及以下电缆，特别是 及以下电缆，特别是1kV 1kV温水交联电缆。温水交联电缆。温水交联电缆，产品质量好，设备投资低，生产速度快，是 温水交联电缆，产品质量好，设备投资低，生产速度快，是最为理想的电缆产品，目前交联工艺有：二步法；共聚料生产 最为理想的电缆产品，目前交联工艺有：二步法；共聚料生产法；法；Monosil Monosil一步法，及派生的另两

39、种工艺方法；固相一步法，一步法，及派生的另两种工艺方法；固相一步法，及共混法共 及共混法共7 7种生工艺。种生工艺。中天科技海缆员工培训教材交联方法交联方法过氧化物交联 过氧化物交联是通过参加交联剂而引发交联的方法，它主要优点是适合各种电压等级和各种 是通过参加交联剂而引发交联的方法，它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联电缆的生产，特别是 截面的交联电缆的生产，特别是35kV 35kV及以上的中高压电缆。及以上的中高压电缆。1 1、蒸汽交联、蒸汽交联SCP SCP 住友 住友 易产生水树；要提高温度，必须同时增大压力。温度每提高 易产生水树；要提高温度，必须同时增大压力。温度每提高10

40、 10，压力将要，压力将要增大 增大5kg 5kg，这实际是不可能的。，这实际是不可能的。2 2、红外线交联法、红外线交联法RCP RCP与干式交联住友 与干式交联住友 又称 又称CCV CCV悬挂式生产线，绝缘中，含水量仅为 悬挂式生产线，绝缘中，含水量仅为0.018%0.018%，而蒸汽交联为，而蒸汽交联为0.29%0.29%；最大场强可达；最大场强可达7kV/mm 7kV/mm，而蒸汽交联只有，而蒸汽交联只有5kV/mm 5kV/mm。3 3、长承模交联三菱、长承模交联三菱/大日 大日 采用水平式交联管，紧装在机头上，长达 采用水平式交联管，紧装在机头上，长达20 20米，内置润滑油，交

41、联在管中发 米，内置润滑油，交联在管中发生。速度与 生。速度与CCV CCV相当，产品质量更好，但生产不同规格电缆，需要更换整个 相当，产品质量更好，但生产不同规格电缆，需要更换整个长承模。长承模。4 4、加压熔盐交联工艺、加压熔盐交联工艺53%53%的硝酸钾、的硝酸钾、40%40%的亚销酸钠、的亚销酸钠、7%7%的销酸钠组成的无机盐混和物。的销酸钠组成的无机盐混和物。34 34个大气压力，个大气压力，200250 200250，加热长，加热长40 40米，冷却长 米，冷却长20 20米。生产速度快，产品 米。生产速度快，产品质量好，较多地用在橡套生产线中。质量好，较多地用在橡套生产线中。5

42、5、硅油交联工艺藤仓、硅油交联工艺藤仓 硅油作为加热和冷却媒介，电缆可悬浮在硅油中而不致擦管和偏心。可以生 硅油作为加热和冷却媒介，电缆可悬浮在硅油中而不致擦管和偏心。可以生产 产275kV 275kV大截面交联电缆，生产成本比立塔经济。大截面交联电缆，生产成本比立塔经济。中天科技海缆员工培训教材交联方法交联方法硅烷交联 硅烷交联 又称为温水交联，硅烷交联工艺即硅烷接枝交联工艺，它是接枝和挤出分 又称为温水交联，硅烷交联工艺即硅烷接枝交联工艺，它是接枝和挤出分成两个工序进行，交联工艺有：二步法；共聚料生产法；成两个工序进行，交联工艺有：二步法；共聚料生产法；Monosil Monosil一步法

43、，一步法，及派生的另两种工艺方法；固相一步法，及共混法共 及派生的另两种工艺方法；固相一步法，及共混法共7 7种生工艺。种生工艺。1 1、二步法、二步法 第一步由材料厂家将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝并挤出造粒，该料称 第一步由材料厂家将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝并挤出造粒，该料称为 为A A料，同时提供催化剂和着色剂的母料，称 料，同时提供催化剂和着色剂的母料，称B B料。料。第二步是电缆厂将 第二步是电缆厂将A A、B B料以 料以95:5 95:5的比例混和，并在普通挤出机上挤包在电 的比例混和，并在普通挤出机上挤包在电缆导体上，再放入 缆导体上，再放入70 70 90 90 温水

44、交联也可以在蒸汽房中交联。温水交联也可以在蒸汽房中交联。2 2、一步法、一步法 将聚乙烯基料、抗氧剂和液态硅烷同时计量、混合，即将接枝反响和添加催 将聚乙烯基料、抗氧剂和液态硅烷同时计量、混合，即将接枝反响和添加催化剂过程合并，并采用长径比为 化剂过程合并，并采用长径比为30:1 30:1的挤出机将绝缘挤包在电缆导体上，即 的挤出机将绝缘挤包在电缆导体上，即将接枝和挤出由一个步骤完成，故称为一步法。将接枝和挤出由一个步骤完成，故称为一步法。3 3、共聚法、共聚法 该工艺不是把有机硅烷接枝到聚合物链上，而是在聚合过程中导入可水解硅 该工艺不是把有机硅烷接枝到聚合物链上，而是在聚合过程中导入可水解

45、硅烷，从而产生一种易于加工的硅烷其聚物，其方法是在高压反响釜中，使乙 烷，从而产生一种易于加工的硅烷其聚物，其方法是在高压反响釜中，使乙烯与硅烷共聚单体发生共聚反响。烯与硅烷共聚单体发生共聚反响。中天科技海缆员工培训教材交联方法交联方法辐照交联 辐照交联 不要求参加交联剂，是采用高能粒子射线如 不要求参加交联剂，是采用高能粒子射线如 射线照射线性分子聚合物，射线照射线性分子聚合物，在其链上翻开假设干游离基团，简称为接点。接点活性很大，可以把两个或 在其链上翻开假设干游离基团，简称为接点。接点活性很大，可以把两个或几个线型分子交叉联接起来。几个线型分子交叉联接起来。优点 优点1 1、生产速度快，

46、占用空间小。、生产速度快，占用空间小。2 2、可加工材料种类多。、可加工材料种类多。3 3、产品有更好的耐热、耐磨和较高电气性能；可阻燃。、产品有更好的耐热、耐磨和较高电气性能；可阻燃。4 4、电耗低。、电耗低。缺点 缺点1 1、设备一次投资大。、设备一次投资大。2 2、对较大截面电缆的辐照不均匀，经反复照射后，电缆弯曲次数太多，不适、对较大截面电缆的辐照不均匀，经反复照射后，电缆弯曲次数太多，不适合 合10kV 10kV及以上电缆的生产。主要适用于电气装备电缆，对较小截面电缆和 及以上电缆的生产。主要适用于电气装备电缆，对较小截面电缆和1kV10kV 1kV10kV架空电缆也是可以的。架空电

47、缆也是可以的。3 3、设备开工率低。、设备开工率低。中天科技海缆员工培训教材常用交联方式比较比照内容 比照内容 过氧化物交联 过氧化物交联 硅烷交联 硅烷交联 辐照交联 辐照交联交联引发因素 交联引发因素 热源蒸汽、红外线 热源蒸汽、红外线 温水 温水 电子束 电子束加工温度 加工温度 高温熔态 高温熔态 温水固相 温水固相 室温固相 室温固相结晶度 结晶度 结晶度远低于交联 结晶度远低于交联前结晶度 前结晶度结晶度不变 结晶度不变 结晶度高、基 结晶度高、基本保持原有结 本保持原有结晶度 晶度交联区域 交联区域 均匀交联、较完善 均匀交联、较完善 非均匀交联，有深 非均匀交联，有深度分布 度

48、分布在非结晶区交 在非结晶区交联，完善 联，完善产品使用温度 产品使用温度连续：连续：短时：短时：90 90 250 250 90 90 250 250 90150 90150 350 350 产品性能 产品性能 一般 一般 一般 一般 更好的耐热、更好的耐热、耐磨和高电性 耐磨和高电性能 能应用范围 应用范围 LDPE LDPE LDPE LDPE各种交联型高 各种交联型高分子材料 分子材料 辐照交联电缆平安、环保、高性能中天科技海缆员工培训教材常用交联方式比较比照内容 比照内容 过氧化物交联 过氧化物交联 硅烷交联 硅烷交联 辐照交联 辐照交联主要生产品种的适应性 主要生产品种的适应性 3

49、5kV 35kV电力电缆 电力电缆适应 适应 不适应 不适应 不适应 不适应10kV 10kV电力电缆 电力电缆适应 适应 适应 适应 适应 适应1kV 1kV及以下电力电缆 及以下电力电缆不适应 不适应 适应 适应 适应 适应10kV 10kV架空绝缘电缆 架空绝缘电缆适应 适应 适应 适应 适应 适应1kV 1kV架空绝缘电缆 架空绝缘电缆不经济 不经济 适应 适应 适应 适应非阻燃型低压控制电缆 非阻燃型低压控制电缆 不适应 不适应 适应 适应 适应 适应阻燃型低压控制电缆 阻燃型低压控制电缆 不适应 不适应 有难度 有难度 适应 适应阻燃型设备安装线 阻燃型设备安装线 不适应 不适应

50、有难度 有难度 适应 适应电机引接线 电机引接线 不适应 不适应 不适应 不适应 适应 适应其它特种小规格电线 其它特种小规格电线 不适应 不适应 有难度 有难度 适应 适应 辐照交联电缆平安、环保、高性能中天科技海缆员工培训教材 不同交联方法其特征比照中天科技海缆员工培训教材交联用原材料 导体用金属材料 导体用金属材料 作为导体使用的铜、铝一般都用电解法制成。纯度很高，铝 作为导体使用的铜、铝一般都用电解法制成。纯度很高，铝导体的纯度应在 导体的纯度应在99.5%99.5%以上，铜导体的纯度应在 以上，铜导体的纯度应在99.9%99.9%以上。以上。纯铜和纯铝的物理性能纯铜和纯铝的物理性能中