定兴县汉玉废旧物资回收有限公司
铝合金有很好的弯曲性能,其独特的合金配方、加工工艺,使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%,反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径,而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径,更容易进行端子连接。
铠装特性:国内常用的铠装电缆,大多采用钢带铠装,安全级别低,在受到外界破坏力时,其抵御能力差,容易导致击穿,且重量重,安装成本相当高,加之耐腐蚀性能差,使用寿命不长。而我们根据美国标准开发的金属连锁铠装电缆,采用的是铝合金带连锁铠装,其层与层之间的连锁结构,保证电缆能经受外界强大的破坏力,即使电缆遭受较大的压力和冲击力时,电缆亦不易被击穿,提高了安全性能。同时铠装结构使电缆与外界隔离,即使在火灾时,铠装层提高了电缆的阻燃耐火级别,降低了火灾的危险系数。铝合金带铠装结构相对于钢带铠装,其重量轻,敷设便利,可免桥架安装,能减少20%~40%的安装费用。根据使用场所的不同可以选择不同的外护套层,使铠装电缆的用途更加广泛。
紧压特性:单从体积电导率方面考虑,铝合金不及铜,但我们开发的导体不仅从材料性能方面作出了改进,而且在工艺方面也取得大的突破,我们采用超常规的紧压技术,使紧压系数达到0.93,而异型线的紧压系数能达到0.95,在国内属于首创。通过大极限的紧压,可以弥补铝合金在体积导电率上的不足,使绞合导体线芯如实心导体一般,明显的降低线芯外径,提高导电性能,在同等载流量情况下导体外径只比铜缆大10%。
市场对电线电缆产品提出了高质量和低价格的要求。这就需要对现有常规产品进行研究,充分发掘潜能,以创造更大的技术经济效益。目前交联聚乙烯绝缘电力电缆(以下简称交联电缆)的导体多用圆形紧压绞合导体,该结构的导体在绝缘挤出和多芯成缆时的工艺控制和操作都较简单,但圆形的绝缘线芯在成缆时都要用填充材料填充空隙,以保证成缆后成品电缆外观的圆整度。这在增加电缆辅助材料的同时,也增加了电缆的外径,无形中又增加了后道工序的材料用量,增加了电缆的制造成本。在新的电缆国家标准中由于取消了原规定的交联聚乙烯绝缘电力电缆导体为圆形紧压的限制,考虑到上述额外的材料用量,如果把导体改作扇形,使扇形的绝缘线芯成缆后正好形成圆形,这不但可以大大减少缆芯的成缆填充材料,同时降低了成缆外径,使后道工序的材料用量也可减少,从而降低电缆的制造成本。
技术关键:根据上述情况,设计了相应的电缆结构。关键问题是由于扇形导体外表面的曲率半径小于同截面的圆形导体,造成相邻绝缘层的局部电场强度较高,要较好地解决这问题,必须对扇形导体截面进行优化设计。交联电缆的半导电屏蔽层和绝缘层挤制为三层共挤,采用常规圆形紧压导体三层共挤时其偏心度就不易控制,更何况对扇形导体的三层共挤,其工艺难度可想而知。我们经过多次摸索反复试制,终设计出一套三层共挤模具,从而基本解决了扇形导体的绝缘挤出的工艺难点。
工艺工装的设计和试验因为扇形导体在塑力缆的绝缘挤制时通常为单层挤出,一般可直接采用圆形挤管式模具。而ccv机组的绝缘挤出为三层共挤,胶料流动状态比较复杂。为获得良好的绝缘形状,必须采用合适的模具。我厂先后采用了以下四种试验方案。
模芯模套全部采用扇形,挤压式实际挤制后发现,虽然线芯和模口均为扇形,但挤出的绝缘层厚度极不均匀,扇形两翼处的绝缘厚度小,在扇形面处的绝缘层厚度较大,结果是绝缘线芯外观呈扇形不大明显,而接近于圆形。分析原因认为,挤压式模具使熔融的胶料在流道中存在压力,而由于模口处的扇形使得出口处压力不均,导致在截面上出胶量存在较大差异,从而造成扇形形状不明显而成为圆形。
雨淞覆冰危害的防治措施:在我省沿海地区,末冬初春,常发生雾淞覆冰与雨淞覆冰,使弱电线路、高压送电线路、树林及其它建筑物增加机械荷重而损毁。其中雨淞覆冰对架空送电线路的危害尤为严重,如何预防则是电网安全运行中的一个重要课题。
(1) 雨淞覆冰的形成。某些地区的送电线路常处于冷热空气的交汇点,这个交汇点就是雨淞覆冰的优秀场所。当地面温度接近0℃,而大气层的冷却水滴不断下降而附着于架空导线和绝缘子等物体上,就会凝结成冰霜。一般来说,雾淞的形成只使导线表面形成较为脆薄的一层霜、比重较轻的针状透明物,在风与气流的冲击下易于松散破碎而堕落。而雨淞是水滴凝结形成,附着力强,且以水分扩散形式冻结于导线表层,这就是雨淞覆冰。随着全球气候变暖,我省许多地区都不同程度的遭受了雨淞覆冰的危害。
(2) 雨淞覆冰的危害。雨淞覆冰对线路的危害可归纳为以下几点:
①杆塔垂直荷载加大,杆塔机械强度遭受破坏,如杆塔、横担严重变形或倒杆。
②雨淞覆冰后,导线对地限距变小,与被跨越物可能引起间隙放电,造成导线烧伤、跳线,同时还会引起导线与拉线、杆塔、横担间的间隙放电。
③导线驰度改变,加之覆冰脱落时跳跃,使线路产生鞭击。
④绝缘子串覆冰后绝缘水平下降而引起短路。
在光缆中使用的金属塑料复合带主要材料是电镀铬钢带、电缆用铝带、乙烯丙烯酸共聚物等。金属塑料复合带的各项性能与它所采用的原材料性能密切相关。从试验结果来看,金属基带的品质决定了复合带的机械性能、抗腐蚀性能的品质,同时金属基带、共聚物的品质直接关系到复合带的粘结性能的品质。对光缆质量有着严格要求的用户,需要对原材料性能进行控制,以确保光缆的品质。
钢塑复合带的基带应采用镀铬钢带(tinfreesteel)简称tfs,镀铬钢带的特点是:由于钢带表面镀有一层铬,铬的化学性质很稳定,在常温下,放在空气中或浸在水里,不会生锈,耐腐蚀性能非常好。由于金属铬在大气中易氧化形成一层极薄的钝化层,所以耐环境性能好,在一般酸性环境中很稳定,在潮湿大气中也很稳定。镀铬钢带附着力强,有资料显示,它对有机涂层的附着力比镀锡钢带强3~6倍,因此镀铬钢塑复合带的粘结性能好。镀铬钢带还具有很好的耐高温性能,铬的熔点高达1900℃。
有些厂家为了降低成本,采用镀锡钢带为基带生产钢塑复合带。镀锡钢带(ets)在干燥洁净的大气中具有良好耐腐蚀性,但是,镀锡层表面的针孔、气泡等是不可避免的,因此在潮湿大气和表面凝露或浸水条件下,容易发生腐蚀,尤其是在酸性或有微量盐份存在的环境中,腐蚀速度相当快。锡镀层耐热性差,熔点仅232℃,因此镀锡钢塑复合带在应用中由于挤护套时的高温,使得剥离强度存在不确定性。
还有的厂家采用无镀层钢带也称为黑铁皮(blackplate)或cmq(canmakersqualityblack plate)制罐级黑铁皮为基带生产钢塑复合带。这种钢带突出的缺点是耐腐蚀性特别差,在潮湿大气和表面凝露或浸水条件下,很容易发生腐蚀,在酸性或减性环境中,腐蚀速度非常快,造成钢带穿孔、漏气、进潮,导致通信障碍;这种复合带的钢基带与薄膜之间的附着性差,剥离强度很低,纵包搭接处易出现缝隙而进潮,做成光缆以后,钢基带与护套容易出现分离,构不成综合粘结护层,挡潮性能非常差。由于耐腐蚀性差、与薄膜的粘结性差,所以,用镀锡钢带、黑铁皮做成的钢塑复合带往往不能通过光缆用金属塑料复合带标准所规定的耐腐蚀性试验。
铜芯铜护套氧化镁绝缘电缆,国外叫mi电缆,国内简称矿物绝缘电缆或防火电缆。首先由瑞士进行研究开发,法国1934年率先掌握了该产品的生产技术,英国、美国分别于1936年,1945年开始研制,苏联于1951年研制出三芯以下的铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆,我国于1962年开始研制该产品用于核反应堆。由于该产品以前的研制是运用于军事工业中(如:核反应堆工作发送器、喷气发动机喷嘴的温度测量),加之该产品的生产制造工艺与传统工艺有明显的区别,所以产量很小,电力配线用铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆,我国在八十年代才开始研究,近几年开始了工业试生产,但国内市场需要量较小,生产厂也难以形成批量规模,八十年代以前一直依赖进口。随着科学技术进步和现代化建设步伐的加快及近几年来火灾造成的严重损失,使本产品市场需求日益增大。同时国家有关部门制定的电力、建筑设计手册或规范中已逐步明确规定部分场合必须使用铜芯铜护套氧化镁绝缘防火电缆。现在不仅防火系统、应急照明系统、报警系统、自动消防喷淋系统、人员撤离疏散系统(安全门、电梯)、高温场合、军事设施和装置及防爆场所的用电线路在使用,许多普通场合也开始使用。九八年,国内市场需要量5000km。九九年国内需要量升至6000km,根据我公司销售系统预测,该产品的国内市场需求量以每年20%的速度递增。
防火电缆是采用高导电率的铜作导体,无机物氧化镁作绝缘,无缝铜管作护套,经特殊工艺制作而成的现代建筑布线电缆和特殊行业(冶金、化工、石油等)用电缆。由于其用材和结构的特殊性,决定了该产品具有有机电缆(塑料电缆)所无法比拟的电气性能、机械性能、耐环境性能和环保性能。裸电缆长期使用温度为250℃,在950℃~1000℃时可持续供电3小时(国家标准规定90分钟),短时间或非常时期可接近铜的熔点1083℃工作(氧化镁绝缘熔点为2800℃)。
电缆故障的直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的因素很多,根据实际运行经验,归纳起来不外乎以下几种情况:
1)外力损伤。由近几年的运行分析来看,尤其是在经济高速发展中的上海浦东,现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如:电缆敷设安装时不规范施工,容易造成机械损伤;在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。有时如果损伤不严重,要几个月甚至几年才会导致损伤部位击穿形成故障,有时破坏严重的可能发生短路故障,直接影响用电单位的安全生产。
2)绝缘受潮。这种情况也很常见,一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如:电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头,会使接头进水或混入水蒸气,时间久r在电场作用下形成水树枝,逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。
3)化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区,往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀,保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀,致使保护层失效,绝缘降低,也会导致电缆故障。化:单位的电缆腐蚀情况就相当严重
4)长期过负荷运行。超负荷运行,由于电流的热效应,负载电流通过电缆时必然导致导体发热,同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量,从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时,过高的温度会加速绝缘的老化,以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季,电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿,因此在夏季,电缆的故障也就特别多。
电缆发生短路故障后,击穿点可能只是电缆线路的局部位置出现击穿烧损孔洞,不会造成长距离大面积烧毁炭化现象。因为当电缆局部遭受意外机械损伤导致护套绝缘破损后,系统可能不会立即跳闸断电,破损点由于土壤中的水分和潮气作用,火线会对大地产生间歇式闪络放电现象,终发展为永久性接地和相间短路而跳闸停电,由于火线对地放电电流被限制在电缆的破损点位置,放电电流通过钢带对大地没有形成分支回路,所以电缆发生故障后在电缆全程一般只有一个点状故障。但是此时铠装层表面会带电,处于安全用电的考虑,电缆两端外露的铠装层必须做绝缘密封处理。
电缆线路钢带采用单端接地或双端接地方式,电缆发生短路故障后,故障可能是电缆的一个区段,电缆局部区域可能会出现长距离表面烧毁炭化粘连现象。因为钢带采取此种接法后,当电缆局部发生单相接地故障后会在电缆的钢带中流过比较大的接地短路电流;同时电缆的三相负荷电流也会出现不平衡现象,在钢带中可能还会伴随产生涡流现象,两种电流共同流过钢带后,钢带就会象一个大功率电炉一样,对电缆的护套和绝缘加热,再加上客户开关选择不当,土壤局部散热不好,热阻过大,电缆局部预留盘圈堆积,散热不好等不利原因,就可能造成电缆绝缘、护套出现长距离大面积烧毁炭化粘连现象。烧毁区域比较随机,可能在故障点附近,还可能在另外的区段,往往在散热困难,热阻大的区段烧毁严重。直到单相接地发展为两相短路后系统可能才会跳闸,无法重合闸送电。
对于低压电缆铠装电缆,加强对电缆三相电流大小的实时在线检测监视很有必要。同时铠状层接地后,应加装铠装层电流互感器对钢带电流时时监测。对电缆出现的单相接地短路故障,提前发现和处理,以避免电缆发生长距离烧毁现象,造成不必要的电力经济损失,保证电网运行的经济型,可靠性,稳定性和安全性。
按照正常的分析,直埋低压电缆发生短路故障后,故障点一般应该只有一个。但在实际现场电缆故障点开挖处理过程中发现,低压电缆故障可能会出现两个或多个故障点,同时可能还会伴随出现长距离绝缘护套发热烧毁炭化粘连现象。笔者认为低压铠装电缆出现故障现象的不同可能会与电缆铠装的接地或不接地有关,观点和看法不一定正确。希望对此类现象有真挚灼见的专业人士能提出更为科学权威的分析和看法。以揭开该现象产生的深层原因。