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交聯(lián)法
交聯(lián)絕緣雖然種類繁多,但主要分為物理交聯(lián)和化學交聯(lián)。物理交聯(lián)又稱輻照交聯(lián),北京朝陽電纜廠分析一般適用于絕緣較薄的低壓電纜。過氧化物交聯(lián)常用于中高壓電纜中,即線性分子經(jīng)化學交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)?;瘜W交聯(lián)可分為過氧化物交聯(lián)和硅烷接枝交聯(lián)?;瘜W交聯(lián)法比高能輻射交聯(lián)法簡單、***。輻照交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)度約為70%,化學交聯(lián)可達70-90%。
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1) 輻照交聯(lián)
1960年,美國rachem公司開發(fā)了輻照交聯(lián)電纜。這種方法不需要添加交聯(lián)劑。20世紀50年代初,美國發(fā)現(xiàn)了利用放射性同位素、反應堆廢料、反應堆輻照本身以及電子加速器產(chǎn)生的能量來交聯(lián)聚乙烯。后來人們發(fā)現(xiàn),只有電子加速器產(chǎn)生的高能射線才有足夠的強輻照功率和效率,才能用于電線電纜的制造。
輻照是用高能粒子射線(如β射線)照射線性分子聚合物,使其鏈上的許多自由基開放,簡稱接觸點。這種接觸非?;钴S,可以交叉連接兩個或幾個線性分子。輻照交聯(lián)一般適用于絕緣較薄的低壓電纜。其主要優(yōu)點如下:
(1) 速度快,占用空間小;
(2) 可加工材料種類繁多,如PE、PVC、CPE、PP和幾乎所有的聚合物;
(3) 產(chǎn)品具有較好的耐熱性、耐磨性和較高的電氣性能,并可阻燃;
(4) 低功耗。
但也存在一些問題
(1) 設備一次性投資大;
(2) 重復輻照后,電纜彎曲次數(shù)過多,不適合10kV及以上的電纜。主要適用于電氣設備電纜,也適用于小截面電纜和1kV~10KV架空電纜。
(3) 設備開工率低。
2) 過氧化物交聯(lián)
過氧化物交聯(lián)法是通過添加交聯(lián)劑引發(fā)交聯(lián)的方法。其主要優(yōu)點是適用于各種電壓等級和截面的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,特別是35kV及以上的中高壓電纜。
1蒸汽交聯(lián)(SCP)
連續(xù)硫化是制造橡膠古老的方法之一。該方法以壓力為15~20kg/cm2,溫度為180~200℃的過熱蒸汽為加熱和加壓介質(zhì),交聯(lián)聚乙烯。Ge于1957年成功地研究了水蒸氣交聯(lián)。日本住友電氣公司1959年引進這項技術,1960年投產(chǎn)。
由于水蒸氣在交聯(lián)管中以熔融狀態(tài)與聚乙烯直接接觸,水將滲透并擴散到絕緣層中。電纜在冷卻過程中,絕緣層中的水蒸氣達到飽和狀態(tài),形成微孔,進而產(chǎn)生分支放電。這是這種方法的致命弱點。外管中的壓力與溫度直接相關。為了提高溫度,**同時增加壓力。當溫度上升10℃時,壓力會上升5公斤,這實際上是不可能的。此外,蒸汽交聯(lián)每小時需要200-300千克蒸汽,相當于200-300千瓦的電能。因此,自20世紀60年代以來,出現(xiàn)了一些新的干法交聯(lián)工藝。
2紅外交聯(lián)和干交聯(lián)
紅外交聯(lián),又稱熱輻射交聯(lián)(RCP),是住友電氣公司1967年發(fā)明的一種干法交聯(lián)工藝。
早在1937年,法國通用電氣公司(GE)就獲得了紅外線交聯(lián)聚合物方法的,該方法用于橡膠制品的硫化。1961年,美國w.r.grace獲得了紅外輻射聚乙烯薄膜的。受上述兩項的啟發(fā),日本住友電器公司于1966年6月申請了一項,即在導體上擠出一層含有有機過氧化物交聯(lián)劑的交聯(lián)聚乙烯,然后加入壓力在2kg/cm2以上的惰性氣體輻射加熱,使交聯(lián)反應發(fā)生。
1967年4月住友電器公司再次申請,提出整個交聯(lián)機組由輻射加熱部分、預冷部分和水冷部分組成。輻射加熱部分分為兩個區(qū)域,每個區(qū)域可獨立控制溫度。在長期的交聯(lián)反應過程中,在交聯(lián)管內(nèi)壁形成一層過氧化氫沉積的黑色污垢,是一層天然形成的紅外發(fā)射黑體。在其他***,RCP工藝被普通電熱干法交聯(lián)工藝所取代,稱為CCV懸浮交聯(lián)工藝
加熱和預冷部件由氮氣保護。在加熱交聯(lián)管中,氮氣的主要作用是作為傳熱介質(zhì),保護聚乙烯表面不受高溫氧化降解。施加在絕緣層上的壓力可以防止或減少氣隙的發(fā)生。流動的氮氣還可以帶走大量冷卻水揮發(fā)的水和交聯(lián)反應中過氧化物分解的水。
在預冷部分,氮氣的主要作用是對電纜絕緣芯的表面進行預冷,使芯表面以較低的溫度進入水冷部分,以防止芯線突然冷卻和水侵入絕緣層。由于采用電加熱,提高溫度可以提高速度。結(jié)果表明,交聯(lián)聚乙烯絕緣的含水率僅為0.018%,蒸汽交聯(lián)的含水率為0.29%,交流擊穿強度和沖擊擊穿強度比蒸汽交聯(lián)高50%,電場強度可達7kv/mm,而蒸汽交聯(lián)的電場強度僅為5kV/mm。
三。Mdcv交聯(lián)
長支撐交聯(lián)是由ana發(fā)明的??颠_1959年。同年,它申請了一項,這就是MCP工藝。后來,由于電線電纜行業(yè)競爭激烈,公司退出了交聯(lián)聚乙烯電纜的制造競爭,使這一新工藝無法付諸實施。1971年,日本電線電纜公司與三菱石化公司合作,購買了Anaconda公司的,實現(xiàn)了這種方法,稱為mdcv法。1973年,日本電線電纜公司申請了mdcv工藝。mdcv的原意是“三菱**核電站連續(xù)交聯(lián)法”,技術意義是長模支撐交聯(lián)法。
Mdcv法采用水平交聯(lián)管。交聯(lián)管緊密地安裝在擠出機頭上。擠壓模具有20米長。擠出絕緣芯時,管內(nèi)注入潤滑油,聚乙烯在模具內(nèi)交聯(lián)。
Mdcv法具有設備投資少的特點??煞€(wěn)定大截面、占地面積小的電纜。速度與CCV交聯(lián)裝置相當。產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。電纜的交流擊穿場強比蒸汽交聯(lián)電纜高60%~70%。但是,當需要不同規(guī)格的電纜時,更換整個長支撐模具并不靈活,不易在國際上推廣。
4加壓熔鹽交聯(lián)法
這種方法早是由意大利的卡里略發(fā)明的。1976年8月,公司與通用工程公司合作交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。1977年,英國通用工程公司(general engineering company)的杰拉爾德?斯馬(Gerald SMAA)公布了研究結(jié)果,并將**臺設備賣給了BICC。PLCV系統(tǒng)中使用的鹽是53%硝酸鉀、40%亞硝酸鈉和7%硝酸鈉的混合物,就像橡膠硫化LCM法中使用的鹽一樣。
混合物在145-150℃下熔化,在540℃前保持穩(wěn)定。熔鹽交聯(lián)管密封,加3-4大氣壓壓力,熔鹽溫度200-250℃。冷卻段也加壓。熔鹽段長40m,冷卻段長20m,熔鹽傳熱性能好,速度快。產(chǎn)品質(zhì)量好,成本為罐式硫化的31-34%,能耗為蒸汽連續(xù)硫化的14.5%。該技術已廣泛應用于橡膠套線上。
5Fzcv工藝
1979年,藤倉電線公司的田中正發(fā)明了fzcv。該方法使用加壓硅油作為加熱和冷卻介質(zhì)。在硅油的壓力下,電纜可以懸浮在硅油中,而無需擦拭管道和偏離芯線。硅油的壓力和溫度可以循環(huán)使用。1979年,騰滄電線公司開始兩臺fzcv機組275kv XLPE電纜,解決了懸掛式XLPE機組大截面XLPE電纜的高壓技術難題。fzcv裝置雖然成本較高,但仍比建塔和交聯(lián)設備經(jīng)濟。
在上述交聯(lián)方法中,采用了外加熱交聯(lián)法。1975年,西德的G.Menger提出通過加熱導體來縮短交聯(lián)時間。他通過實驗證明,每1mm厚聚乙烯絕緣層的交聯(lián)時間約為1分鐘。這樣只需放慢出線速度或增加交聯(lián)管長度即可。用1000a電流將導體溫度提高到200℃,交聯(lián)時間可縮短20%。朝陽電纜廠小編分享到這。
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