110kV交聯(lián)電纜絕緣線芯質(zhì)量管理

黃小芳 韓昆鵬

【摘? 要】110kV交聯(lián)電纜絕緣線芯在制造過程中對生產(chǎn)環(huán)境、原材料、工裝設(shè)備、生產(chǎn)工藝均有明確的控制管理要求。論文介紹了110kV交聯(lián)電纜絕緣線芯制造與使用過程的質(zhì)量管理。

【Abstract】In the manufacturing process of insulation conductor of 110kV cross-linked cable， there are clear control and management requirements for production environment， raw materials， tooling equipment and production process. This paper introduces the quality management of insulation conductor of 110kV cross-linked cable in the process of manufacturing and using.

【關(guān)鍵詞】110kV電纜;質(zhì)量管理;策略

【Keywords】110kV cable; quality management; strategies

【中圖分類號】TM24? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）06-0015-03

1 引言

110kV交聯(lián)電纜絕緣線芯質(zhì)量水平對電纜長期運行穩(wěn)定性及可靠性有至關(guān)重要的影響。遠(yuǎn)程電纜股份有限公司自2010年研究開發(fā)生產(chǎn)110kV交聯(lián)電纜，并于2012年通過產(chǎn)品鑒定，已積累了豐富的生產(chǎn)和管理經(jīng)驗。本文對該公司110kV交聯(lián)電纜絕緣線芯從生產(chǎn)環(huán)境、人員操作、原材料選用、制造工藝、半成品存儲等制造過程的各個方面進行介紹，旨在加強制造過程的生產(chǎn)控制與管理。

2 生產(chǎn)管理

2.1 潔凈廠房

110kV交聯(lián)電纜生產(chǎn)車間采用潔凈廠房/潔凈室設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)、裝修裝飾、空氣凈化、水電系統(tǒng)、物料供應(yīng)等符合潔凈廠房規(guī)范要求，以有效減少生產(chǎn)環(huán)境中懸浮粒子的產(chǎn)生和滯留，嚴(yán)格控制環(huán)境有害粒子濃度。為防止110kV交聯(lián)電纜在材料使用、生產(chǎn)過程中被環(huán)境污物污染，絕緣料、半導(dǎo)電屏蔽上料間采用凈化等級為1000級的凈化設(shè)計，緩沖存料間和主機房采用凈化等級為10000級的凈化設(shè)計。凈化設(shè)備設(shè)施的使用維護嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，保證各設(shè)備設(shè)施正常運轉(zhuǎn)，包括空氣凈化系統(tǒng)、水電氣系統(tǒng)、風(fēng)淋設(shè)備等。潔凈室潔凈度定期委托具備資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)檢測復(fù)查，以確保潔凈室懸浮粒子濃度、換氣次數(shù)、不同潔凈級別之間靜壓差、噪聲等符合規(guī)范要求。潔凈室配備激光塵埃粒子計數(shù)器，及時監(jiān)測環(huán)境粒子狀況。

2.2 人員凈化

為防止操作人員進入時將粉塵、顆粒污染物帶入工作間，工作人員進入凈化區(qū)域前需進入風(fēng)淋室風(fēng)淋凈化。風(fēng)淋室采用風(fēng)機將空氣吸入后壓入靜壓箱，經(jīng)高效過濾后，從風(fēng)淋室噴口高速噴出，將人體附著粉塵吹落。吹落后的粉塵連同空氣被風(fēng)機循環(huán)吸入過濾凈化。同時，風(fēng)淋室還起到氣閘分區(qū)的作用，防止室外非凈化空氣流入凈化區(qū)域。風(fēng)淋室噴口風(fēng)速≥18m/s，循環(huán)風(fēng)量2000m3/h。風(fēng)淋室過濾裝置需及時檢修更換，保證風(fēng)淋效果。

2.3 導(dǎo)體生產(chǎn)

導(dǎo)體采用優(yōu)質(zhì)無氧銅。導(dǎo)體單線拉制和絞制過程中選用合適的潤滑油脂和模具。為保證導(dǎo)體潔凈，導(dǎo)體外可繞包一層光滑的聚酯帶或其他合適的帶材，該繞包帶在導(dǎo)體進入擠塑機頭前拆除。成盤導(dǎo)體存放和流轉(zhuǎn)過程采用合適的材料覆蓋，防止空間漂浮顆粒沾染。導(dǎo)體銅單線采用德國尼霍夫MSM85雙頭大拉機拉制。MSM85為串列式拉絲機，水平放置。進線直徑8.0mm，出線直徑1.40～4.20mm。采用遞減式配模，導(dǎo)線延伸率可調(diào)，最多拉制道次11道。生產(chǎn)線采用西門子SINAMICS交流變頻控制器，每個拉線鼓輪由獨立的交流變頻電機驅(qū)動。通過張力補償裝置，使收線裝置速度與拉絲機速度同步。采用電阻式連續(xù)退火，最大退火功率500kW。絞線采用法國波迪亞RFS630-84型框絞機生產(chǎn)。RFS630-84框絞機絞籠采用交流電機單獨驅(qū)動，采用變頻器控制加減速，絞籠與牽引之間采用電軸-數(shù)字調(diào)節(jié)。生產(chǎn)線配備電氣安全保護系統(tǒng)，確保在突然斷電時，成纜和預(yù)螺旋節(jié)距保持不變。導(dǎo)體定徑采用高質(zhì)納米模，保證導(dǎo)體外觀和尺寸符合控制要求。導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備如圖1所示。

2.4 擠塑交聯(lián)

絕緣、屏蔽選用超凈可交聯(lián)絕緣、屏蔽料。采用德國特樂斯特L型VCV立式交聯(lián)生產(chǎn)線（見圖2），絕緣和屏蔽三層共擠，擠出機螺桿長徑比分別為75/20、200/25、75/20，擠出機功率25kW/175kW/25kW，擠出機配備傳感裝置實時監(jiān)測擠出過程的熔融壓力和熔融溫度。絕緣、屏蔽選用超凈料。料箱進入加料室前須風(fēng)淋凈化。加料采用重力落料。落料管和料斗采用不銹鋼材質(zhì)，減少粒子與管壁摩擦產(chǎn)生的粉末微塵。加料過程全封閉無塵操作。加料過程配備除濕干燥功能。擠塑前導(dǎo)體通過生產(chǎn)線配備的預(yù)熱裝置進行預(yù)熱，導(dǎo)體預(yù)熱可以有效去除表面附著的水分，降低擠出過程中的材料溫差，減少內(nèi)應(yīng)力，改善絕緣品質(zhì)。生產(chǎn)線還在交聯(lián)管上密封可移動處配置導(dǎo)體后加熱單元，通過發(fā)生器和感應(yīng)線圈可將導(dǎo)體溫度升高至200℃，從電纜內(nèi)部提高交聯(lián)速度。導(dǎo)體預(yù)熱器最大功率50kW，導(dǎo)體后加熱單元最大功率150kW。生產(chǎn)線在交聯(lián)管上密封處配備直徑與偏心測量控制系統(tǒng)，SIKORA制造，XY測量頭，采用最先進的X-ray技術(shù)在線監(jiān)測各擠出結(jié)構(gòu)層尺寸及線芯偏心度。直徑與偏心測量控制系統(tǒng)在使用過程中，應(yīng)定期檢查和清潔X-ray射線掃描鈹窗，防止交聯(lián)副產(chǎn)物沾染、腐蝕鈹窗，影響掃描精度。L型連續(xù)交聯(lián)管組長度99m+50m，其中垂直加熱段長度30m，垂直冷卻段長度69m，水平冷卻段長度50m。DN250，干式（氮氣）交聯(lián)，干式冷卻。加熱管采用可控硅控制，最高工作溫度450℃，控制精度±2℃，工作壓力12bar。加熱管采用不銹鋼材質(zhì)。整個交聯(lián)生產(chǎn)線通過專門的交聯(lián)計算軟件來計算最優(yōu)化的生產(chǎn)線速度和交聯(lián)管溫度，保證交聯(lián)過程的各項指標(biāo)得到控制。

2.5 線芯脫氣

絕緣線芯交聯(lián)過程產(chǎn)生的揮發(fā)性副產(chǎn)物停留在絕緣內(nèi)部，會形成氣孔或雜質(zhì)，影響絕緣長期運行穩(wěn)定性，因此，需對絕緣線芯進行脫氣處理。將絕緣線芯置于一定溫度的烘房中加熱并保持一段的時間，其絕緣內(nèi)交聯(lián)副產(chǎn)物含量會明顯降低，絕緣內(nèi)應(yīng)力也會顯著改善。遠(yuǎn)程電纜采用自控溫應(yīng)力消除脫氣室，脫氣室采用鋼結(jié)構(gòu)，干式加熱，溫度可調(diào)（見圖3）。室內(nèi)溫度、時間、加熱功率自動記錄可隨時追溯。線芯脫氣采用專用脫氣盤。線芯脫氣完成經(jīng)自然冷卻后轉(zhuǎn)入下道工序使用。

圖3? 脫氣室

3 局放檢測

電纜絕緣質(zhì)量水平是影響電纜系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素之一，110kV電纜局放檢測是產(chǎn)品出廠前的例行檢驗項目。公司采用以下方法提高110kV電纜局放檢測水平：第一，采用全密封屏蔽試驗室，將整套局放耐壓試驗系統(tǒng)置于全密封屏蔽試驗室以屏蔽衰減檢測過程中的系統(tǒng)外干擾，屏蔽室屏蔽效能：≥70dB，14kHz;≥110dB，100kHz～1GHz。第二，檢測裝備采用瑞士哈弗萊模塊式串聯(lián)諧振局放耐壓試驗系統(tǒng)，設(shè)備型號MSR700-30，具有良好的檢測靈敏度和系統(tǒng)抗干擾能力。第三，嚴(yán)格規(guī)范試驗操作流程，提高試驗操作水平。

4 電纜安裝敷設(shè)

110kV電纜在安裝敷設(shè)過程中因操作不當(dāng)引起電纜外力損傷，或安裝工藝不良造成與附件匹配性差，都會為電纜的長期穩(wěn)定運行埋下質(zhì)量隱患。遠(yuǎn)程電纜股份有限公司110kV電纜在安裝敷設(shè)過程中，公司專業(yè)技術(shù)人員會與安裝敷設(shè)人員和附件安裝操作人員進行技術(shù)交底，確保電纜敷設(shè)和附件安裝工藝規(guī)范、有序。

電纜安裝敷設(shè)過程中主要通過應(yīng)用以下方法保障電纜性能不受損傷。

4.1 做好電纜施工策劃與組織工作

根據(jù)交付電纜產(chǎn)品型號規(guī)格和具體施工工況做好施工策劃與組織工作。確保施工最低環(huán)境溫度和最小彎曲半徑符合施工要求，確認(rèn)電纜施工路徑、廊道設(shè)計合理規(guī)范，滿足施工要求。對電纜施工各環(huán)節(jié)、各要素進行梳理和排查，確保施工過程有預(yù)案、無隱患。電纜施工敷設(shè)還應(yīng)考慮后期運行維護的便利性。排管敷設(shè)電纜時，按排管順方向投放敷設(shè)電纜，減少電纜與管壁的刮擦。

4.2 敷設(shè)裝備與人員安排監(jiān)管到位

110kV電纜敷設(shè)多采用機械牽引輸送機輸送和人工配合模式。由于110kV電纜整盤重量較大，施工過程要保證電纜盤放置穩(wěn)固，放線裝置制動靈活，牽引速度與輸送機輸送速度同步。沿電纜敷設(shè)路徑在電纜溝槽、轉(zhuǎn)彎及出口處適當(dāng)安放電纜滑車或滾輪，減少電纜投放、轉(zhuǎn)彎及出口處的摩擦力，防止電纜擦傷。沿電纜敷設(shè)路徑安排人員做好巡查防護工作，防止敷設(shè)過程中電纜出現(xiàn)卡纜、脫纜現(xiàn)象。

4.3 電纜附件安裝

在實際項目推進過程中，110kV電纜與附件會由不同的生產(chǎn)廠家供貨安裝。110kV電纜與附件工藝匹配性優(yōu)劣對線路長期穩(wěn)定運行有重要影響。電纜附件安裝受現(xiàn)場施工條件及安裝人員工藝操作水平影響，安裝工藝不佳或操作不規(guī)范易造成質(zhì)量隱患。電纜附件安裝既要考慮工藝尺寸配合、組部件安裝質(zhì)量，還要做好防塵、防潮等環(huán)境保護措施。

5 結(jié)語

遠(yuǎn)程電纜110kV交聯(lián)電纜生產(chǎn)經(jīng)過10年不懈的經(jīng)驗積累和提高優(yōu)化，已建立了完善的生產(chǎn)制造和管理流程。目前，該110kV交聯(lián)電纜已在電網(wǎng)建設(shè)、軌道交通、能源工程等眾多領(lǐng)域投入使用并得到了用戶的認(rèn)可。

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