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电线电缆挤塑工艺 挤塑工艺 一 塑料在电线电缆中的应用二 电缆的基本结构三 聚氯乙烯 聚乙烯与交联聚乙烯四 电缆型号简介五 挤塑工艺生产设备六 挤塑工艺操作要点 一 塑料在电线电缆中的应用 塑料是电线电缆绝缘和护套所使用的主要材料 塑料性能优越 具有良好的加工工艺性能 塑料绝缘 护套生产的基本方式是采用螺杆挤出机连续挤压进行的 但是 电线电缆规格的差异 耐压等级的不同 所用的材料 设备配置不同 工艺参数也有很大差别 二 电缆的基本结构 电缆的基本结构主要包括导体 绝缘层和护层三部分 导体具有较高的导电性 提供电流通路 传输电能 铜和铝为常用的导电材料 铜比铝的导电性能好 绝缘层是用于将导体与相邻导体保护隔离 要求具有较高的绝缘性能 护层分为内护层和外护层 它保护绝缘层不受外力的损伤和防止水分及潮气的侵入 应具有较好的密封性和一定的机械强度 三 聚氯乙烯 交联聚乙烯与聚烯烃 1 聚氯乙烯 PVC 聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为主要原料 根据各种电缆的不同使用要求 加入各类配合剂 如增塑剂 稳定剂 填充剂等经混合塑化 造粒而制得电线电缆用的聚氯乙烯塑料 1 绝缘常用红 黄 绿 蓝 黑 白六种颜色 型号为J 70 2 护套常用黑 白两种颜色 型号为H 70 2 交联聚乙烯 XLPE 交联聚乙烯绝缘料为白色颗粒状 它继承了聚乙烯击穿场强高 介质损耗小 绝缘电阻大 重量轻等优点 通过改变聚乙烯分子的线性结构为体型网状结构 来提高机械和耐热性能 改善耐环境老化性 如 聚乙烯绝缘电缆长期允许工作温度只有70 而交联聚乙烯绝缘电缆可达90 使相同截面电缆的载流量得以提高 交联方式物理交联 辐照交联化学交联 硅烷交联 温水交联 过氧化物交联 3 聚烯烃低密度聚乙烯 LDPE 中密度聚乙烯 MDPE 高密度聚乙烯 HDPE 线性低密度聚乙烯 LLDPE 交联聚乙烯 XLPE 低烟无卤阻燃聚烯烃 阻燃型电缆 ZR 应具有阻燃特性 为了熄灭 减少或抑制材料的燃烧 需在材料中添加一种物质或对材料进行处理 通常在材料中加阻燃剂 使材料在燃烧时具有阻止或延缓火焰蔓延的性能 即在明火上燃烧 离开火后一段时间自动熄灭 目前有A B C D四个等级 一般常用C等级 无卤低烟阻燃电缆 WDZ 除有阻燃特性外 材料在燃烧时 无卤素产生 生成烟少 不会对人造成伤害 耐火电缆 NH 即在发生火灾时在一定时间内仍保证线的正常使用 结构特点是在导体的外面加上云母带 四 电缆型号规格介绍 用于电力传输与分配的电缆称为电力电缆 按照电力系统的规定 1kV及以下 称为低压 6kV 10kV 35kV 6 35kV称为中压 针对中性点不同的接地方式 标准中规定的中低压电力电缆的电压等级系列是 0 6 1 6 6 6 10 8 7 10 8 7 15 26 35 单位为千伏常用电力电缆芯数为1 2 3 4 5芯 低压电缆为用户网 当须配中性线及直接接地线芯时 采用4 5芯 中压电力电缆采用3芯 电缆导体截面常用规格为 0 751 01 52 54610162535507095120150185240300400500630单位为平方毫米 mm 电力电缆的规格都是以导体标称截面来表示 聚氯乙烯绝缘电缆 50mm 及以上规格的电缆的导体结构一般以扇形或瓦形为主 额定工作温度 70 代表产品型号 VV VLV VV22 VLV22等 交联聚乙烯绝缘电缆 与聚氯乙烯绝缘电缆相比 工作温度和短路工作温度大有改善 工作温度由70上升到90 短路工作温度 5秒 由160上升250 对于低压电缆来说 50mm 及以上规格的主要采用扇形或瓦形导体 对于中高压电缆导体来说 采用圆形紧压导体代表产品型号 YJV YJLV YJV22 YJLV22等 架空绝缘电缆 单芯用的较多 2 电气装备用电线电缆使用范围最广 品种最多 生产量最大 1 通用绝缘电线 软线主要型号 BVBLVBVRBVVBLVVRVRVBRVSRVV等等 2 信号控制电线电缆对于该类电缆来说 主要考虑耐高温特性和屏蔽特性及耐油 耐酸碱 阻水性能主要型号 KVVKVVPKVVP2KVV22KVVRKVVRP 若将绝缘材料由PVC改为XLPE 则变成另一个系列 如 KYJVKYJVP等 交联电缆型号说明绝缘 导体 内护层 铠装 外护套ABCDE例 YJV22铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆VLV铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 3 代号表示方法导体代号铜导体 T 省略铝导体 L绝缘代号聚氯乙烯绝缘 V聚乙烯绝缘 Y交联聚乙烯绝缘 YJ护套代号聚氯乙烯护套 V聚乙烯护套 Y铠装代号双钢带铠装 2 双 非磁性金属带铠装 6 外护套代号聚氯乙烯外护套 2聚乙烯外护套 3其它代号JK 架空电缆ZR 阻燃型NH 耐火型M 煤矿用阻燃电缆22 钢带铠装聚氯乙烯护套23 钢带铠装聚乙烯护套62 双 非磁性金属带铠装聚氯乙烯护套低压电力电缆直接埋地敷设时 应选用铠装电缆 4 产品表示方法产品用型号 规格 额定电压 芯数 标称截面 等表示 例如 a 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 额定电压0 6 1kV 5芯 3 120 2 70表示为 YJV22 0 6 13 120 2 70b 铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 额定电压6 10kV 3芯 标称截面150mm2表示为 YJLV 6 103 150c 铜芯交联聚乙烯绝缘非磁性金属带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 额定电压0 6 1kV 单芯 标称截面240mm2表示为 YJV62 0 6 11 240 聚氯乙烯绝缘结构采用绝缘线芯分色 一般双色 交联聚乙烯绝缘电缆绝缘线芯分色要求采用色带或是色纱分色 黑 两芯分色 红 蓝三芯分色 红 黄 绿四芯分色 红 黄 绿 蓝五芯分色 红 黄 绿 蓝 黑 黄 绿 如客户有特殊要求 按客户要求进行分色 五 挤塑工序生产设备 挤塑机组中各设备所承担任务的不同 将设备分为主机 辅机和控制系统 1 挤塑机组的主机是塑料挤出机 2 辅机主要包括放线装置 放线张力控制装置 冷却水槽 印字计米装置 火花检验 牵引装置 收排线装置等 3 控制系统 塑料挤出机 例SJ 90 25 挤塑主机由挤压系统 传动系统 加热和冷却系统组成 挤压系统包括螺杆 机筒 料斗和模具等 均匀塑化 连续均匀挤包在导线和缆芯 加热机筒 螺杆旋转生热 挤出塑料三阶段 塑化阶段在机筒内完成 成型阶段在机头经模具挤出成型 定型阶段即挤出后经水槽冷却又回到固态 玻璃体 螺杆螺杆是挤塑机核心 螺杆分三段 加料段对塑料压实和输送 压缩段进一步压实塑料 使之加热塑化 全部成粘流态 均化段使粘流体输送中进一步塑化和均匀化 定压 定量 定温从机头中挤出 各段长度不同 温度控制聚氯乙烯 PVC 温度控制150 175 聚乙烯 PE 温度控制160 200 架空绝缘料温度控制145 180 低烟无卤聚烯烃温度控制130 160 硅烷交联料温度控制145 180 由于塑料品种的不同 甚至同种塑料 如聚乙烯 由于其结构组成不同 其挤出温度也不尽相同 作业指导书中对操作温度的比较 设备不同 机筒壁厚薄不一样 测温点的深浅不一样 仪表误差不同 而且测温点是在机筒和机头外壁上 未深入熔体中 因此测得的实际是机筒和机头的温度 与物料的实际温度也有差异 因此 挤出过程中应随时观察塑料的塑化质量 并调节温控 挤塑温度过低 易造成塑料制品塑化不好 挤塑温度过高 易造成焦烧 具体温度详见作业指导书 螺杆转速螺杆提高螺杆转速是提高生产速度 实现高速挤出的重要手段 不过螺杆转速增加 流率增加 物料在机内停留的时间缩短 会导致塑料塑化程度下降 所以需要增加螺杆转速来提高挤出速度时 这时必须考虑加热温度 以保证高速挤出时的塑料挤出质量 牵引速度为保证产品的质量 要求牵引速度均匀稳定 与螺杆转速协调 以保证挤出厚度与制品外径的均匀性 如果牵引速度不稳定 挤包层易形成竹节状 粗细不均 产品冷却对于聚乙烯等结晶型聚合物的冷却 则应考虑到结晶问题 冷却宜采用水槽由高到低逐段降低水温冷却 过滤网的作用挤塑机中过滤网的作用是增加挤出压力 使塑料充分塑化 过滤胶料中杂质 保证产品质量 电缆火花试验电缆的火花试验电压与绝缘厚度有关 绝缘线芯绝缘厚度 应不低于规定标称值的90 0 1mm 六 挤塑工序操作要点 原材料注意事项对于电缆的绝缘和护套材料 水分和固体杂质是常见的影响产品质量的因素 轻者造成产品外观不好 绝缘性能下降 重者会导致绝缘击穿 护套破损而产生废品 1 干燥塑料受潮或含有过量水分时 不仅会影响绝缘和护套层的机械性能 还会降低绝缘耐电强度 材料中的水分在挤出过程中受热生成水蒸气 在塑料层中产生气泡 使挤出层表面晦暗 对于存放时间较长以及空气湿度较大时要对塑料进行干燥处理 2 去除固体杂质为保证电线电缆产品的电气绝缘性能 必须对原材料中的机械杂质进行严格控制 对此 除对电缆料生产厂提出较高的要求外 还应搞好生产环境的卫生 避免挤出过程中混入新的杂质 在机头处装过滤网滤除已混入的杂质 高压电缆绝缘生产 采用密闭的单独加料间 并对进入加料间的空气进行净化处理 防止空气中的灰尘微粒进入料中 操作注意要点一 开车前做好准备工作1 穿戴好防护用品 将工具及用品放在指定位置对挤出机机身区段和机头按规定的设计温度进行加温2 检查设备各部分机组的润滑 传动和电气控制情况3 选配 调整模具4 前后收放线盘 调整好张力及排线架位置5 生产前按 检验指导书 要求检查挤塑前半成品质量 如 导体材质规格 绝缘材质和颜色 6 准备牵引 并试车观察螺杆转速 牵引转速 主动放线装置 收排线转动 加温控制系统 各部分电气开关 上下冷却水流通情况 二 注意事项1 按工艺规定的塑料层厚度要求 调节好放线 主机挤胶量 收线速度 使挤出后制品收排线均匀整齐 在正常生产过程中做到 三勤 勤测外径 勤检验质量 勤观察设备 2 控制好塑化温度和牵引速度 保证塑料表面色泽均匀 表面无竹节或气泡 无机械损伤现象 3 生产中应控制绝缘的平均厚度并注意控制塑料层的偏心度 其最薄点不得低于工艺要求 配模理论公式1 挤压式配模配模的理论公式 1 模芯D1 d e1 2 模套D2 d1 e2式中 D1 模芯出线口内径 mm D2 模套出线口内径 mm d 生产前半制品最大直径 mm d1 挤包塑料层后制品直径 mm e1 模芯放大值 单线 0 05 0 20mm 绞线 0 2 1 0mm e2 模套放大值 0 05 0 15mm 2 挤管式配模 1 模芯D1 d e1 2 模套D2 D1 2 2 e2式中 D1 模芯出线口内径 mm D2 模套出线口内径 mm d 生产前半制品最大直径 mm 模芯嘴壁厚 mm 工艺规定的产品塑料层厚度 mm e1 模芯放大值 mm e2 模套放大值 mm 3 放大值e1或e2的说明 1 绝缘线芯模芯e1的放大值为0 5 3mm 2 绝缘线芯模套e2的放大值为1 3mm 3 生产外护套电缆用模芯e1的放大值 铠装电缆为2 6mm 非铠装为2 4mm 4 生产外护套电缆用模套e2的放大值为2 5mm 1 挤压式模具挤压式模具由无管状承线部分模芯和任何一种模套配合而成 挤压式模具是靠压力实现产品最后定型的 塑料通过模具的挤压 直接挤包在线芯上 优点 1 挤出的塑料层结构紧密结实 2 挤包的塑料能嵌入线芯的间隙中 与制品结合紧密无隙 挤包层的绝缘强度可靠 3 外表面平整光滑缺点 1 不容易调整偏心 当线芯和缆芯有弯曲时 容易造成塑料层偏心严重 2 配模准确性要求高 模芯孔径小 线芯难以通过 易出现竹节 太大 已引起偏心 3 挤出线芯弯曲性能不好 挤出时熔融物料对线芯压力很大 物料嵌入线芯间隙结合紧密 弯曲性能变差 一般适用于小截面线芯或要求挤包紧密 外表特别圆整 均匀的线芯 以及挤包塑料拉伸比过小者 中高压电力电缆对绝缘要求较高 必须使用挤压式模具生产 2 挤管式模具挤管式模具由管状承线部分模芯和任何一种模套配合 把模芯嘴伸到与模套口相平或以外而组成 挤管式模具是使熔融塑料挤包前在模具的作用下形成管状 然后经拉伸 包覆在电线电缆的线芯之上 挤管式配模依据 挤出塑料的拉伸特性 优点 1 模具与模套间所形成的塑料挤包层厚度远远超过包覆所需要的塑料层厚度 所以出线速度可依塑料拉伸比的不同 有不同程度的提高 大大提高挤出产量 2 挤包层的厚度均匀 易调偏心 能节省材料 由于塑料是以管状成型后经拉伸实现包覆的 其径向挤包厚度的均匀性只由模套的同心度来决定 而不会因为线芯任何形