一、 交聯(lián)電纜用的原材料和半成品

1. 導(dǎo)體

交聯(lián)電纜的導(dǎo)體絕大多數(shù)為圓形銅、鋁絞線。也有實芯導(dǎo)體，1kV以下可采用扇形導(dǎo)體。

圓單線質(zhì)量要求：表面光滑、無油污、無變黑、無碰傷、無劃傷等。

交聯(lián)電纜導(dǎo)體必須采用緊壓線芯。這是為避免在交聯(lián)管道中的高溫、高壓下將屏蔽料和絕緣料壓入絞線間隙而造成廢品；同時還可以阻止水分沿導(dǎo)體方向滲入，從而防止水樹枝的產(chǎn)生與發(fā)展?？梢姡o壓工藝是保證電纜運行可靠性的一項關(guān)鍵措施。

2. 絕緣料

交聯(lián)電纜用的絕緣料是：交聯(lián)聚乙烯。

交聯(lián)聚乙烯的大致組成為：聚乙烯：抗氧劑：交聯(lián)劑=100：0.3~0.5：1.5~2.5。

為保證絕緣料的清潔（生產(chǎn)的產(chǎn)品合格），包裝物必須保證完整無損，凡有包裝損壞的絕緣料不得使用。

35kV及以上的交聯(lián)電纜，要求使用超凈料。

3. 內(nèi)半導(dǎo)電料

內(nèi)屏蔽料用于交聯(lián)電纜的導(dǎo)體屏蔽，長期工作溫度為90℃，20℃時體積電阻系數(shù)不大于1×103（Ω·cm）。

內(nèi)屏蔽料有交聯(lián)型和非交聯(lián)型兩種，交聯(lián)型可避免過載或短路時內(nèi)屏蔽料變形或向?qū)w間隙流動，非交聯(lián)型材料加工和擠出都十分方便。

4. 外半導(dǎo)電料

外屏蔽料用于絕緣屏蔽，耐溫等級與絕緣料相一致。

外屏蔽料分為易剝離型（剝離強度為8~20牛頓/10毫米）、可剝離型（剝離強度為20~40牛頓/10毫米）和不可剝離型三種。26/35kV及以下的交聯(lián)電纜，為施工方便而要求采用易剝離型或可剝離型外屏蔽料，26/35kV以上的交聯(lián)電纜，應(yīng)采用不可剝離型外屏蔽料。

5. 護套料

交聯(lián)電纜的外護套一般應(yīng)采用耐溫90℃的聚氯乙烯電纜護套料，與電纜的工作溫度相一致。

6. 屏蔽銅帶

額定電壓大于0.6/1kV的電纜應(yīng)有金屬屏蔽層。金屬屏蔽層一般采用銅帶（多見）或銅絲（少見）。金屬屏蔽層除了可保證絕緣屏蔽為地電位（中性點）外，還可使接地故障電流通過。

7. 鎧裝鋼帶/鋼絲

交聯(lián)電纜的鎧裝層一般采用鋼帶或鋼絲。鋼帶鎧裝層可承受徑向壓力，鋼絲鎧裝層可承受軸向拉力。

交聯(lián)電纜的鎧裝鋼帶有涂漆鋼帶和鍍鋅鋼帶兩種。

8. 內(nèi)襯層

內(nèi)襯層主要起成纜時的扎緊作用。其材料要求為不易吸濕且與絕緣層具有相匹配的耐溫等級?？刹捎镁勐纫蚁?、聚酯帶、無紡布帶等。

9. 隔離套

隔離層是為了防止金屬屏蔽層（銅）和外面的鎧裝層（鋼）形成原電池而加速腐蝕。因此，鎧裝交聯(lián)電纜的隔離層必須是不透濕的擠包隔離護套。一般采用與護套相同的聚氯乙烯護套料。

10. 填充

填充是為了使電纜成纜后圓整。其材料要求為不易吸濕且與絕緣層具有相匹配的耐溫等級。A級阻燃電纜采用石棉繩，其它電纜采用普通填充繩。

二、 交聯(lián)機組（簡介）

1. 收放線

為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，最好采用雙收、雙放，當然儲線器（一般可儲100米以上）是必不可少的。收放線多采用龍門式的，也有采用地軸式的。

2. 上牽引

上牽引要求摩擦力大、牽引穩(wěn)定、轉(zhuǎn)速均勻、不“打滑”，以確保懸垂度控制的穩(wěn)定。

國內(nèi)大多采用單牽引輪，直徑在1500mm以上，調(diào)速范圍在1.2～20米/分，有的為了增加摩擦力而在牽引輪外附加皮帶壓緊導(dǎo)線。

3. 擠出機

擠出機由機筒、螺桿、機頭、傳動部分組成。

機筒采用硬質(zhì)合金制造，材料硬度要求達到洛氏75～76，機筒加熱以油加熱為好——溫控比電加熱穩(wěn)定，但加熱系統(tǒng)復(fù)雜，熱量損失較多。

螺桿采用不銹鋼或氮化鋼制造，硬度略低于機筒硬度，一般為洛氏65左右。

機身和螺桿應(yīng)具有強制冷卻能力，機身可風冷，螺桿可水冷。

由于擠出粘度較大（尤其外屏蔽料），所以擠出負荷較大，最好采用壓力表監(jiān)視擠出壓力。

⑴ 內(nèi)屏蔽擠出機

由于內(nèi)屏蔽的結(jié)構(gòu)用量小，一般采用Φ65機。

內(nèi)屏蔽料中的填料成分比較多，擠出過程中的摩擦熱較大，因此螺桿不宜過長，一般長徑比選20∶1，壓縮比選3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在10～60轉(zhuǎn)/分左右。

另外，最好配套安裝自動加料和預(yù)先干燥裝置。

⑵ 絕緣擠出機

由于絕緣層的結(jié)構(gòu)用量較大，普遍采用Φ150機。

螺桿長徑比一般為25∶1，壓縮比為2.5∶1～3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在9～45轉(zhuǎn)/分左右，出膠量應(yīng)達到200公斤/小時以上。

另外，最好配套安裝自動加料和預(yù)先干燥裝置。

⑶ 外屏蔽擠出機

外屏蔽的結(jié)構(gòu)用量比內(nèi)屏蔽略大，一般采用Φ90機。

一般長徑比選20∶1，壓縮比選3∶1，轉(zhuǎn)速范圍在14～41轉(zhuǎn)/分左右。

⑷ 機頭

1+1+1機頭：太落后已被淘汰。1+2機頭：現(xiàn)在比較多見。0+3機頭：較少，先進。

采用1+2機頭或0+3機頭，使層間接觸緊密，消除了氣隙，避免了層間污染，從而提高了電纜的電性能。

4. 交聯(lián)管

由于交聯(lián)管承受高溫、高壓（力），應(yīng)選用無縫鋼管，最好是不銹鋼管，管徑為200～300mm。

交聯(lián)管可分為懸鏈式和垂直式兩種。長度分別約為120米和100米，垂直式的偏正芯容易控制，但費用較高。

交聯(lián)管的加熱多為變壓器加熱（干法），以交聯(lián)管壁作為變壓器的二次回路，其熱效率很好。

5. 下牽引

為了確保牽引穩(wěn)定運行，下牽引最好采用兩個牽引。第一個為牽引輪，第二個為履帶式牽引。

6. 水氣與電氣控制部分

水、氣控制可分為自動和手動，一般安裝在機頭附近，由機長負責指揮調(diào)控。

電氣控制部分分為集中控制（總控臺）和分散控制（各控制屏）。

7. 儀表操作維護規(guī)程（隨設(shè)備不同而差異較大）——略

三、 交聯(lián)工藝

1. 交聯(lián)基本原理

為了使聚乙烯提高耐溫等級，我們可以采用化學(xué)或物理的方法使其變成體型分子結(jié)構(gòu)，這就叫交聯(lián)。

化學(xué)法交聯(lián)就是在聚乙烯中加入一定量的交聯(lián)劑（常用過氧化二異丙苯——DCP），在加熱到一定溫度時迅速分解生成游離基，游離基不穩(wěn)定，它奪取聚乙烯分子中的氫，使聚乙烯分子變成大分子游離基，它們的相互結(jié)合就形成了體型分子結(jié)構(gòu)。

2. 交聯(lián)度與工藝參數(shù)

交聯(lián)度是電纜熱性能的一個重要指標。一般采用熱延伸法測量（200℃下承載20牛頓/厘米，15分鐘時的伸長率）。

⑴ 溫度

交聯(lián)過程是在硫化管的加熱段內(nèi)完成的，硫化管的溫度越高，交聯(lián)度也越高（其它因素不變時）。一般來講，考慮到各種因素，干法交聯(lián)的硫化管溫度在290~310℃左右為宜。

⑵ 線速度

很顯然，線速度越高，生產(chǎn)效率也越高，但交聯(lián)度會變低（其它因素不變時）。一般來講，線速度受以下幾個因素控制：

① 額定電壓：電壓越高，絕緣越厚，交聯(lián)速度越慢，因此線速度越受限制。

② 電纜規(guī)格：截面越大，要求擠出機的出膠量越大，因此線速度不能太快。

③ 冷卻水溫和水位：冷卻水溫低、水位高，對冷卻有利，但對交聯(lián)度不利。

④ 硫化管：溫度越高、管路越長，線速度越可加快。

⑶ 擠出溫度

擠出溫度主要取決于原材料的配方。要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

3. 屏蔽與絕緣層的擠包

⑴ 內(nèi)屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

內(nèi)屏蔽料分為交聯(lián)型和非交聯(lián)型兩種。前者溫度控制要求更高。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。但擠出溫度的選擇原則是：

① 總原則：要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

② 加料段：溫度不宜過高。以免料粒過早軟化或粘連，造成出膠量減少或不均。

③ 導(dǎo)膠管：溫度不宜過低。否則機身壓力過大，易損壞設(shè)備。

內(nèi)屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

由于內(nèi)屏蔽料伸長率較小，擠包要求緊密，表面要求圓整，故采用擠壓式模具。

內(nèi)屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟合理為準，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

內(nèi)屏蔽層模芯孔徑D1 = 導(dǎo)體直徑d +（0.3～0.6）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2 = 導(dǎo)體直徑d + 2 × 內(nèi)屏蔽層厚度t1

⑵ 絕緣層的擠出

l 擠出溫度

絕緣料為交聯(lián)聚乙烯。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣擠出參考溫度（±5℃）

絕緣層要求無氣泡、雜質(zhì)等；厚度六點平均值不小于標稱值，最薄點不小于標稱值的90%－0.1。

l 模具選擇（擠壓式）

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 +（0.5～0.8）

孔徑過大，絕緣易形成“耳朵”；孔徑過小，易刮傷內(nèi)屏蔽層。

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對于三層共擠設(shè)備：

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

⑶ 外屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

外屏蔽層采用半導(dǎo)電絕緣屏蔽料。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

外屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟合理為準，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣后直徑D4 +（0.5～0.8）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對于三層共擠設(shè)備：

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣層模套孔徑D4

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

4. 交聯(lián)工藝（干法）

干法交聯(lián)設(shè)備與濕法交聯(lián)設(shè)備基本相同，只有交聯(lián)管路的加熱方式不同，干法交聯(lián)是采用電熱輻射加熱。

干法交聯(lián)管道溫度與線速度、管道加熱段長度、冷卻段長度、電纜規(guī)格等密切相關(guān)。

    交聯(lián)管加熱段溫度控制范圍參考表（±10℃）

干法交聯(lián)因為加熱溫度較高，高聚物會發(fā)生氧化降解，因此需要惰性氣體加以保護。氮氣由于來源豐富、價格便宜而被廣泛采用。

交聯(lián)型屏蔽料，特別是絕緣料中含有交聯(lián)劑（過氧化二異丙苯），在高溫下的分解產(chǎn)物及交聯(lián)副產(chǎn)物等小分子會變成氣體，如果沒有壓力的控制，就會形成較大的氣泡，所以，交聯(lián)反應(yīng)一定要在壓力下進行，一般在0.7~1.2MPa。

5. 開停車程序

⑴ 開車前準備

① 選擇封閉墊及配模：按生產(chǎn)的電纜規(guī)格準備好上、下封閉墊和模具，并裝機。

② 擠出機加熱及保溫：為使擠出機溫度滿足工藝要求，應(yīng)提前3～4小時升溫。

③ 穿牽引線：將牽引線從上牽引引至下密封，并繞在下牽引輪上，連接在收線盤上。

④ 導(dǎo)線接頭：將導(dǎo)線與引線用接頭鋼管（最好是銅管）液壓連接，放線盤升到位，張力適當，儲線器儲滿導(dǎo)線。

⑤ 牽引與收線：按工藝要求選擇上、下牽引，輔助牽引，收線的檔位。

⑥ 屏蔽料干燥：屏蔽料應(yīng)在使用前進行干燥，溫度40～60℃，時間為4小時以上。

⑦ 收線：按計劃長度選擇收線盤，調(diào)好排線節(jié)距、限位、排線導(dǎo)輪的角度。

⑵ 開車

① 走線：調(diào)好上、下牽引，并使其同步。

② 張力調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)下牽引使導(dǎo)線張力適當，投入懸控器，當懸控器指示為零或擺動不大時，意味著張力調(diào)好。調(diào)好收放線張力。

③ 擠出機啟動：走線后先啟動內(nèi)屏蔽機，調(diào)好后分別啟動絕緣和外屏蔽機，當各層厚度、偏心度外觀質(zhì)量調(diào)好后，（待牽引線出下封后）將下封閉封好。

④ 水氣工藝：開啟水泵使冷卻水進入冷卻管道。

⑤ 封上封閉器：擠出機調(diào)整完畢后可封上封閉器。

⑥ 交聯(lián)管加熱：按給定工藝溫度加熱管道。

⑦ 供氮：按操作程序和工藝規(guī)定供氮。

⑧ 成品標記：當溫度、壓力符合工藝要求時，在下封閉處作出標記，X（60）米后為成品。

⑨ 啟車完畢：將成品線收在線盤上，調(diào)好速度和排線節(jié)距，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

⑶ 停車

① 停止交聯(lián)管加熱電源。

② 分別將擠出機停止供料。

③ 把水位調(diào)到控制范圍的最高位置。

④ 停止供氮，降低擠出機轉(zhuǎn)速，減小電纜外徑，釋放氮氣，氮氣放完時全線停車。

⑤ 管道內(nèi)壓力為零時，打開連鎖裝置和上封閉器。

⑥ 作出成品標志，將帶絕緣的廢線走出管路。

⑦ 停水泵，放掉冷卻水。

⑧ 擠出機按規(guī)定清理。

⑨ 關(guān)閉所有開關(guān)、閥門。

四、 質(zhì)量缺陷的原因與排除方法

交聯(lián)廢品的種類及其原因和解決辦法

五、 產(chǎn)品實驗與檢驗

1. 例行試驗

例行試驗即出廠試驗。即每根電纜均需進行的試驗。它包括以下幾項：

⑴ 導(dǎo)體直流電阻試驗

執(zhí)行標準：GB/T 3956

⑵ 局部放電試驗

執(zhí)行標準：GB/T 3048.12 。每相在1.73U0下局部放電量應(yīng)不超過10pC。

⑶ 交流電壓試驗

執(zhí)行標準：GB/T 12706.2 。每相耐受工頻電壓5分鐘不應(yīng)擊穿。

交流電壓試驗值

用三相變壓器同時對三芯電纜進行電壓試驗時，電壓應(yīng)為表值的1.73倍。

2. 抽樣試驗

⑴ 結(jié)構(gòu)尺寸檢查

① 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尺寸：應(yīng)符合GB/T 3956的有關(guān)規(guī)定。

② 絕緣厚度：平均值不小于標稱值，最小值不低于標稱值的90%－0.1。

③ 護套厚度：平均值不小于標稱值，最小值不低于標稱值的85%－0.1 / 80%－0.2。

⑵ 四小時交流電壓試驗

本試驗適用于3.6/6 kV以上的電纜 。試樣長度不少于5米，在每相上施加試驗電壓4小時。試驗電壓如下：

四小時交流電壓試驗值

交聯(lián)電纜的絕緣材料是XLPE，其基料是PE等成份，而交聯(lián)工藝是通過將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE）材料通過特定的加工方式，使其形成體型網(wǎng)狀分線結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。

使得長期允許工作溫度由70℃提高到90℃（或更高），短路允許溫度由140℃提高到250℃（或更高），在保持其原有優(yōu)良電氣性能的前提下，大大地提高了實際使用性能。

交聯(lián)電纜的交聯(lián)方法有多種，目前常用的交聯(lián)方法有過氧化物化學(xué)交聯(lián)（即DCP交聯(lián)）、硅烷交聯(lián)和輻照交聯(lián)，其中硅烷交聯(lián)根據(jù)材料的不同又分為溫水交聯(lián)和免水煮硅烷交聯(lián)。不管通過哪種交聯(lián)方式，交聯(lián)的結(jié)果都是交聯(lián)電纜熱延伸符合國家標準中性能要求。

1、化學(xué)交聯(lián)

DCP交聯(lián)生產(chǎn)線采用懸鏈或立塔設(shè)備，設(shè)備、廠房造價高，而且需要消耗掉大量的水、電、氣等，因而投資較大；由于生產(chǎn)線較長僅適合于大長度電纜的生產(chǎn)；對環(huán)境的要求高，需要專門的生產(chǎn)車間。

2、硅烷交聯(lián)

硅烷交聯(lián)生產(chǎn)線僅需普通擠塑機和加熱裝置（熱水池或蒸汽室），投資少，對環(huán)境要求低，生產(chǎn)靈活適合于大長度或短段電纜的生產(chǎn)，可以根據(jù)客戶的需求制造不同長度的電纜。

3、輻照交聯(lián)

輻照交聯(lián)，輻照交聯(lián)就是利用電子加速器產(chǎn)生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護套，將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE）材料高分子鏈打斷，被打斷的每一個斷點成為自由基。自由基不穩(wěn)定，相互之間要重新組合，重新組合后原來的鏈狀分子結(jié)構(gòu)變成三維網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形成交聯(lián)。

另外輻照交聯(lián)生產(chǎn)過程中所施加的輻照劑量距其破壞劑量留有很大安全余度。聚乙烯輻射破壞劑量為1000KGY，而加工劑量約為200KGY，加之特殊配方改進，在相當寬的范圍內(nèi)仍是受輻射交聯(lián)狀態(tài)，所以在較長的前期使用過程中受到輻射其性能會有所提高。輻照交聯(lián)電纜的型號：YJ(F)-（輻照）交聯(lián)聚乙烯絕緣，F(xiàn)：輻照。

交聯(lián)電纜以其耐溫等級高、抗過載能力強、物理機械性能好、使用壽命長等優(yōu)點，已被廣泛采用。

過氧化物的化學(xué)交聯(lián)、電子束的輻照交聯(lián)、硅烷的溫水交聯(lián)三種交聯(lián)方式生產(chǎn)的線纜，在交聯(lián)線纜市場上共存。

從上表可以看出，由于化學(xué)交聯(lián)生產(chǎn)工藝的特殊性，在耐高壓、大截面線纜上有其它交聯(lián)方式不可替代的優(yōu)勢；中低壓普通交聯(lián)線纜，輻照交聯(lián)、溫水交聯(lián)相互競爭已成現(xiàn)實；但在耐高溫、阻燃和除聚乙烯材料外的其它聚合物交聯(lián)上輻照交聯(lián)有獨特的優(yōu)勢。