电缆毕业设计_0

1 / 27 电缆毕业设计 河南机电高等专科学校 论文题目： 毕业设计论文 WDZB-YJY /10 3X95 电缆结构设计及阻燃实验 系 部：电气工程系 专 业：电线电缆制造技术 班 级： 2016 级 01 班 学生姓名： 程东旭 学 号： 090314113 指导教师： 乔月纯 2016 年 05 月 15 日 目 录 摘要 绪论 第 1 章 电缆结构、材料、尺寸的确定及 计算 电缆结构与材料的确定及电缆结构图 导体结构尺寸的计算 第二章 单位长度电缆电性能参数的计算 导体的直流电阻和交流电阻的计算 电容与电感的计算 金属屏蔽损耗因数的计算 第三章 电缆连续额定载流量和短路电流的计算 2 / 27 等效热路图及各种热阻的计算 电缆额定载流量的计算 各种损耗及各点温度计算 空气中敷设电缆的的热容和短时负荷载流量 允许短路电流和 短路温度的计算 第四章 阻燃实验 阻燃电缆的实验 阻燃系列电线电缆的材料 第五章 无卤低烟阻燃电缆生产工艺 无卤低烟阻燃聚烯烃电线电缆料 生产工艺 结束语 附录 参考文献 摘 要 电线电缆被形象地喻为国民经济的“血管”和“神经”。 随着人们对环保和安全意识的增强，具有无卤、低烟、阻燃等特性的电线电缆无疑备受欢迎。无卤低烟阻燃电缆不仅具有良好的阻燃性能，而且具有燃烧后产 生的气体中无卤酸气体并且发烟量低，有利于人员的逃生和施救，日益受到国内外的广泛应用。 本文论述了 WDZB-YJY /10 3 95 无卤低烟阻燃 B3 / 27 类电力电缆的结构及其尺寸的确定，并对电气性能参数、损耗、热阻和载流量、短路电流进行了计算和校验。也适当讨论了无卤低烟阻燃电缆的发展前景和阻燃试验的方法过程。 关键词：无卤低烟阻燃电缆，结构，参数，载流量，阻燃试验 绪 论 自 1836年世界上生产出第一条低压电力电缆至今，电线电缆已经发展成为用途广泛、品种繁多的 一大产品类别。我国电线电缆行业经过 70 多年的发展，也取得了较大的进步。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。目前我国电线电缆行业国有及规模以上企业约 5000 家，其中大型企业有19 家，总产值占整个市场份额的 11%。 电线电缆是输送能源、传递信息所不可缺少的基础器材，从在社会信息化、电气化快速发展的今天，电线电缆已成为经济建设中最重要的基础产品之一。电线电缆行业又是配套行业，产品必须满足国民经济各主行业对电线电缆性能的要求，国民经济觉得多数行业都与电线电 缆相关，其产业地位是十分重要的。我国电线电缆行业目前仍处在发展阶段，作为国民经济建设重要先导行业，电线电缆产销指标的增长一般比国民经济总产值要略高一些。 火灾给人类带来的灾害是惨重的，损失是巨大的，4 / 27 并随着经济发展和城市建设的发展，火灾损失呈上升趋势，因此国内外均对火灾的预防极为重视。电线电缆是传播火灾的重要途径之一，据不完全统计， 2002 年我国发生的火灾中因电线电缆引起的占 35%，在火灾中死亡的人员中有三分之一的是因为吸入电线电缆燃烧时释放的有毒气体而窒息死亡，目前火灾事故中，电线电缆引起的火灾 不容忽视，怎样阻止电线电缆的燃烧，即是被明火燃烧还低烟无毒，这是电线电缆制造业的一大课题。 随着人们环保和安全意识的增强，具有重量轻、体积小、低烟、无卤、防火等特性的电线无疑备受欢迎，因此阻燃电缆是电缆行业极为关注的领域，我国在二十世纪八十年代和九十年代开发并生产了多种阻燃电缆。随着用户对阻燃电缆深入了解，以及电缆燃烧时由于有毒有害气体大量产生造成人员死亡，设备受损及烟雾严重使人员不能及时撤离的危害，提出了电缆不仅具有良好的阻燃性能，而且一旦燃烧后产生的气体中无卤酸并且发烟量低，为此发展了无卤低烟阻燃电缆。这些无卤低烟阻燃包括电力电缆、控制电缆、光缆、建筑用线及数据电缆，用于地下铁道、电站、化工厂、船舰、高层建筑、信息产业等重点工程和人员和设备密集场所，随着经济高速发展，高新技术不断更新，产品向高层次发展，无卤低烟阻燃电缆品种和数量大幅增加大势所趋。 常规的电线电缆是相当严重的污染源，其在制造、5 / 27 使用及废弃处理时会产 生大量的二恶英、铅、卤等公害。近年来，欧洲、美国及日本对与电线有关的公害十分重视，其政府不仅对电缆制造过程的排放物进行严格的限制，而且对报废电缆的处理实施了全面的 监控，迫使电缆厂商用符合环保要求的材料取代传统材料，制造环保型电缆或所谓 清洁电缆 。 该毕业设计的无卤低烟阻燃 B 类电力电缆型号为WDZB-YJY /10 3X95，在此次的设计过程中，要充分考虑满足无卤低烟阻燃的条件。通过该毕业设计，不仅是为了完成这个题目而进行设计，更重要的是能够使我在设计过程中加强与工厂实际的结合，为今后工作打下良好的基础。 目录 摘 要 . 2 绪 论 . 3 第 一 章 设 备 . 4 6 / 27 塑 料 挤 出 生 产线 . 4 料 挤 出 机 螺杆 . 5 温 度 系统 . 9 第二章 制造工艺 . 11 塑 料 的 挤制 . 11 塑 料 挤 出 工艺 . 13 7 / 27 模具 . 14 第 三 章 废 品 的 种 类 及 排 除 方法 . 20 焦烧 . 20 塑 化 不良 . 21 疙瘩 . 21 塑 料 层 正 负 超差 .8 / 27 . 22 电 缆 外 径 粗 细 不 均 和 竹 节形 . 23 合 胶 缝 不好 . 24 其 它 缺陷 . 24 不 良 的 修 复 方法 . 26 总 结 . 30 致 谢 . 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。 参考文献 .9 / 27 . 31 摘 要 在电线电缆行业中，挤塑工艺的应用越来越普及，引起了生产方和使用用户的热切关注。 本篇论文共分以下几个部分，对挤塑工艺进行了详尽的描述。第一部分介绍挤塑生产设备及其工作原理；第二部分分析了塑料挤出的原则与工艺要求并对模具进行了详细介绍以及对塑料的注塑工艺参数的分析；第三部分 归纳了挤塑不良品产生的原因及解决的办法。 关键词：挤塑，模具，工艺，焦烧 ABSTRACT Wire and cable industry, Applied Extrusion Process growing popularity caused the production and use of great concern to users. This paper is divided into several parts, the extrusion process is described in detail. The first part introduces the extrusion production equipment and its working principle; the second part analyzes the principle and technical requirements of plastic extrusion and die are introduced in detail as well as on plastic injection molding process 10 / 27 parameters analysis; the third part summarizes extrusion defect cause and solution. Key words: Extrusion ， Mold， Technology， Burning 绪 论 塑料电线电缆在国民经济各个部门使用很广泛，原因是它本身具有电气性能好、力学性能优越、耐化学腐蚀、容易加工、工艺流程较短、技术操作简便、材料来源丰富、成本较低等优点。 低压塑料电线电缆用处更广，在使用上也很方便，因此在工农业发展中，前途远大。目前，塑料电线电缆正在蓬勃发展之中。 我国的塑料电线电缆主要有：聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、电气装备用电线电缆等。这些电缆的电压一般 都在 1Kv 级以下， 6Kv 级以上的聚氯乙烯绝缘电力电缆与交联聚乙烯绝缘电力电缆都正在发展中。 塑料电线电缆按电压主要分为： 1Kv 以下， 1 6Kv，6 35Kv 等几种；按电线电缆的结构，分为一芯、二芯、三芯、四芯、五芯等；按不同的截面、规格、电压、型号可分为铠装型或非铠装型两种，因用途不同，可采用不同结构、截面、电压、规格来生产各种电线电缆，以满足电线电缆的工艺要求。 塑料电线电缆还应该包括通信电缆，控制电缆，铁11 / 27 道信号电缆等其它各类品种产品。 第一章 设 备 电线电缆的塑料挤包是采用连续挤压方式进行的。通过挤出机用螺杆挤压，将塑料包到导体或缆芯上，构成电线电缆的绝缘层、屏蔽层和护层。塑料挤出机是由多人密切配合操作的热挤设备，主要由主机、辅机和控制系统组成。 塑料挤出生产线 塑料挤出机组，通常由放线及放线张力装置、校直装置、挤塑机、冷却装置、火 花试验机、计米装置、收 排线装置及控制系统等组成。导体或缆芯从放线装置放出后，经校直装置进入机头，挤塑机把塑 料加工成高温的粘流态并连续地挤向机头，导体或缆芯 通过机头时，挤包成一定厚度的塑 料绝缘层或外护套，然后在水槽冷却，冷却定形后的电线电缆产品，在牵引装置拖动下，作直线运动，使加工过程稳定连续地进行，最后由收线装置收绕在收线盘上。 塑料挤出机的基本参数 塑料挤出机的技术参数是表征机组结构特征或功能特征的参数，包括主机参数、辅助参数及设备中心高。 主机参数 包括主机参数及工艺参数，主参数是挤出机螺杆直径及螺杆长径比，工艺参数是挤出机进线直径及挤包后的外径。 12 / 27 辅机参数 包括牵引装置的规格参数、放线装置规格参数、收线装置规格参数及冷却装置规格参数。 设备中心高 规定为 1000mm。 塑料挤出机 塑料挤出机组的主机是挤出机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却装置组成。 挤压系统 挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头和模具，塑料通过挤压系统而塑化成 均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续地挤出机头。 挤出机中过滤网的作用： 过滤杂质； 调节压力，使塑料充分塑化； 变旋转运动为直线运动，改变运动状态，使其平稳前进。 传动系统 传动系统是作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成。 加热冷却装置 现在挤出机通常用的是电加热，加热片装于机身、机脖和机头各部分。加热装置由外部加热机筒内的塑料，使13 / 27 之升温，以达到工艺操作所需要的温度。 冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度范围而设置的。具体说是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余的热量，以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。为此，必须对机筒、螺杆和料斗进行冷却。机筒冷却分为水 冷和风冷两种，一般中小型挤出机采用风冷，大型挤出机则多采用水冷或两种型式结合冷却；螺杆冷却主要采用中心水冷，目的是增加物料固体输送率，稳定出胶量，同时提高产品质量；在料斗座处的冷却，一是为了加强对固体物料的输送作用，防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口，二是保证传动部分正常工作。 辅助设备 塑料挤出机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、印字装置、收排线装置等。挤出机组的用途不同，其配备的辅助设备也不尽相同。 控制系统 塑料挤出机的控制系统包括加热系统、冷却系统及工艺参数测量系统，主要由电器、仪表和执行机构组成。其主要作用是：控制和调节主辅机的拖动电机，输出符合工艺要求的转速和功率，并能使主辅机协调工作；检测和调节挤出机中塑料的温度、压力、流量；实现对整个机组的控制或自动控制。 14 / 27 料挤出机螺杆 YJY22-26/35kV 3 240mm2 交联聚乙烯绝缘电力电 缆的生产 摘要 电线电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的线材产品，每组导线之间相互绝缘，并常围 绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的媒介。 35kV 电压等级的中压电力电缆虽没有高压、超高压电缆的传输容量 大，但其仍以自己的优势存在于电缆行业。 本文首先介绍了电缆行业在我国的发展现状，介绍电力电缆的分类及 电缆的主要组成部分，同时以 YJY22-26/35kV 3240mm2 交联聚乙烯绝缘电力电缆为例简要说明中压交联电缆的设计制造过程。根据工厂的实际条件和各个工序的生产设备，对 YJY22-26/35kV 3 240mm2 交联聚乙烯绝缘电力电缆各部分的结构尺寸，材料选择及生产工艺等进行了论述，同时并对该产品的基本性能参数进行计算，并且简单的介绍了几种电力电缆的检测方法。通过本文的描述，读者可以从电缆的结构设计，到选材，再到生产都有一个清晰的思路，对中压交联聚乙烯绝缘电力电缆的设计会有很大的帮助。 15 / 27 关键词 中压；交联电缆；工艺流程；基本性能 目录 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 绪论 . 1 课 题 背景 . 1 电 力 电 缆 及 电 力 电 缆 的 电 压 等 级 分类 . 1 电 力 电 缆 的 基 本 结构 .16 / 27 . 2 电 力 电 缆 的 分类 . 2 电 力 电 缆 的 生 产 工 艺 流程 . 3 第 2 章 产 品 结 构 及 各 部 分 的 材 料 选择 . 4 产 品 结构 . 4 各 部 分 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 4 导 体 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 4 绝 缘 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 .17 / 27 . 5 导体屏蔽和绝缘屏蔽材料的选择及性能要求 . 6 填 充 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 7 金 属 屏 蔽 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 8 内 护 套 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 8 铠 装 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 9 外 护 套 材 料 的 选 择 及 性 能 要求 . 9 电 缆 各 部 分 的 尺寸 . 10 第 3 章 电缆的参数计18 / 27 算 . 12 导 体 的 直 流 电阻 . 12 导 体 的 交 流 电阻 . 12 绝 缘 电阻 . 13 电 缆 的 电容 . 13 电 缆 的 电感 . 14 电 缆 的 电抗 . 14 电 缆 的 阻抗 .19 / 27 . 14 电 缆 载 流 量 的 计算 . 14 基 本 条件 . 14 载 流 量 计算 . 15 短 路 电 流 的 计算 . 20 第 4 章 电 缆 生 产 工艺 . 21 导 电 线 芯 的 工 艺 技 术 要求 . 21 单 丝 拉 制 工 艺 技 术 要求 . 21 20 / 27 退 火 工 艺 技 术 要求 . 22 绞 线 工 艺 技 术 要求 . 23 交 联 工 艺 技 术 要求 . 24 金 属 屏 蔽 工 艺 技 术 要求 . 25 成 缆 工 艺 技 术 要求 . 26 保 护 层 部 分 的 工 艺 技 术 要求 . 27 内 护 套 挤 出 工 艺 技 术 要求 . 27 钢 带 铠 装 工 艺 技 术 要21 / 27 求 . 27 外 护 套 工 艺 技 术 要求 . 28 第 5 章 电 缆 检 测 试验 . 30 电 缆 导 体 直 流 电 阻 测量 . 30 测 量 方法 . 30 基 本 测 量 原理 . 31 智 能 数 字 式 电 阻 测 量仪 . 31 测 量 结 果 的 判定 .22 / 27 . 32 测 试 注 意 事项 . 32 测 量 电 缆 导 体 电 阻 的 意义 . 32 电 缆 绝 缘 电 阻 的 测量 . 33 试 验 的 目的 . 33 试 验 要求 . 33 电 缆 绝 缘 好 坏 的 判别 . 33 绝 缘 电 阻 的 测 量 原 理 及 方法 . 34 23 / 27 电 缆 的 交 流 耐 压 试验 . 35 有 关 要 求 及 规定 . 35 电 缆 交 流 耐 压 试 验 方 法 及 结 果 判断 . 36 电 缆 局 部 放 电 的 检测 . 37 结论 . 40 致谢 . 41 参考文献 .24 / 27 . 42 附录 . 43 第 1 章 绪论 课题背景 电线电缆行业是一个基础器材和基础产品的制造业。电线电缆被喻为 国民经济的“血管”与“神经”，它是输送电能、传输信息和制造电机、电器、仪表的基础器材，是未来电气化、信息化社会中不可缺少的基础产品。电线电缆行业又是一个配套大行业，产品必须满足各主行业的要求，主行业发展了，线缆行业也随之发展，国民经济的绝大多数行业与电线电缆有关。目前，我国电线电缆的产值已达国民经济总产值 1%以上，可以看出它仍有较强的活力。“八五”期间是中国线缆行业的辉煌时期，“九五”保持了“八五”高速发展的势头，“十五”势头不减。目前电线电缆行业正以 7%8%的速度发展。 2000 年电线电缆产值是 1995 年倍，仅次于美国，已成为世界第二电线电缆生产国 1。 电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过 90%。在世界25 / 27 范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高 速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世 界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力 2。 XX 年 11 月，我国为应对世界金融危机，政府决定投入 4 万亿元拉动内需，其中有大约 40%以上用于城乡电网建设与改造。全国电线电缆行业又有了良好的市场机遇，各地电线电缆企业抓住机遇，迎接新一轮城乡电网建设与改造。 电力电缆及电力电缆的电压等级分类 电线电缆是用以传输电磁能信息和实现电磁能转换的线材产品。 电力电缆 ，用于传输和分配电能的电缆。常用于城