電線電纜工序質(zhì)量問題的影響因素及解決措施分析

徐庭元　李小琴　陳明

摘要：隨著我國電力系統(tǒng)以及智能制造的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)以及電氣裝備對于電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量問題越來越重視。在本文章中，將對市場需求量最廣的額定電壓26/35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜主要生產(chǎn)工序的主要質(zhì)量問題、影響因素以及解決措施進行了簡要分析，希望對電線電纜行業(yè)的制造過程質(zhì)量控制有一定的參考和借鑒價值。

關(guān)鍵詞：電線電纜;質(zhì)量問題;影響因素;解決措施

1 引言

目前，電線電纜主要分為裸線、電力電纜、繞組線、電氣裝備電線電纜以及通信電纜和光纜五大類。電線電纜作為電工產(chǎn)品，其主要作用在于傳輸電能、傳遞信息、實現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)化的一大類電工產(chǎn)品，其質(zhì)量水平直接關(guān)系到了電力系統(tǒng)、電氣裝備運行的安全性。隨著我國工業(yè)以及基礎(chǔ)材料水平的提高，電線電纜的生產(chǎn)裝備以及主要原輔材料已不再是制約電線電纜質(zhì)量的主要因素。各生產(chǎn)廠家應(yīng)該不斷的研究和創(chuàng)新生產(chǎn)工藝技術(shù)，嚴格管控工序質(zhì)量，才能實現(xiàn)合格產(chǎn)品到精品的質(zhì)變。

2 電線電纜主要生產(chǎn)工序

電線電纜主要是由拉絲退火、導(dǎo)體絞制、絕緣擠包、絕緣交聯(lián)、成纜、屏蔽、鎧裝和護套擠包等工序疊加組成，任何一道工序出現(xiàn)質(zhì)量問題直接影響到了成品電纜的質(zhì)量水平。根據(jù)各工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，一般會把拉絲退火和絕緣交聯(lián)作為特殊過程控制，絕緣和護套擠包作為關(guān)鍵工序管控，本文將對以上主要工序的主要質(zhì)量問題、影響因素以及解決措施進行分析。

3 電線電纜工序質(zhì)量問題、影響因素以及解決措施

3.1 拉絲退火工序

拉絲退火工序主要是銅桿通過拉絲設(shè)備，經(jīng)過多道拉絲模具，在機械牽引力的作用下，使銅桿的外形尺寸變小，以滿足外形尺寸設(shè)計要求。拉絲過程會產(chǎn)生一定的應(yīng)力，銅絲會發(fā)生硬化、脆變，因此，還需要對銅絲進行同步退火處理，利用再結(jié)晶的方式消除分子間應(yīng)力，保持銅絲良好的機械性能和電氣性能。該工序決定了絞制導(dǎo)體是否滿足電纜載流要求，一但達不到指標會導(dǎo)致電纜發(fā)熱過快，加速絕緣老化，引發(fā)觸電、火災(zāi)等事故。拉絲退火工序常見質(zhì)量問題、主要影響因素以及解決措施有以下幾方面：

⑴ 外形尺寸與設(shè)計不符

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：拉絲模具選擇不合理或長期使用磨損嚴重;張力過緊，延伸系數(shù)太大;模具中心線與拉拔中心線不一致;模具承線長度太長等因素導(dǎo)致。

該問題的解決措施：選擇合理尺寸的拉絲模具，加強過程中線徑測量，及時更換模具;調(diào)整配模以及收線張力，減小延伸系數(shù);安裝模具時，注意擺正模具;減小模具承線，減小模具拉制力。

⑵ 表觀擦傷、刮傷、起皮、毛刺、斷裂

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：銅桿雜質(zhì)含量高;模具、輥筒、壓輪等接觸部位有破損，導(dǎo)致機械性損傷;潤滑液含脂低，潤滑作用不夠。

該問題的解決措施：選擇雜質(zhì)含量低且光潔的無氧銅桿;定期檢查模具以及線材接觸部位光潔度，及時保養(yǎng);定期及時更換潤滑液。

⑶ 電阻率、機械性能不合格

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：拉絲、退火工藝參數(shù)設(shè)計、控制不到位。

該問題的解決措施：設(shè)計合理退火工藝參數(shù)，加強過程參數(shù)控制。

3.2 絕緣和護套擠包工序

絕緣和護套擠出工序主要是通過特定形狀的螺桿在加熱料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，利用螺桿與料筒的摩擦力將塑料粒子熔融，然后再利用螺桿的推擠力，將熔融的塑料通過不同形狀的擠出模具，使塑料材料連續(xù)擠包在導(dǎo)體或纜芯上，形成一層絕緣層或護套層。該工序決定了電線電纜是否具有優(yōu)良的絕緣性能、耐電壓性能以及較高的機械性能，一但工序質(zhì)量達不到指標會引發(fā)觸電、火災(zāi)等事故。絕緣和護套擠包工序常見質(zhì)量問題、主要影響因素以及解決措施有以下幾方面：

⑴ 絕緣和護套層塑化不良

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：塑料粒子質(zhì)量問題，無法塑化;機身溫度設(shè)置過低，塑料粒子無法完全熔融。

該問題的解決措施：更換加工性能優(yōu)良的材料;提高機身各個溫區(qū)的溫度。

⑵ 絕緣和護套層焦燒、氣孔

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：機身溫度設(shè)置過高，塑料粒子焦燒;螺桿長期未清洗，焦燒物積存;機頭壓蓋未擰緊，膠料進去后老化分解;材料潮濕。

該問題的解決措施：降低機身各個溫區(qū)的溫度;定期徹底清洗螺桿;模套壓蓋壓緊，防止進膠;特殊容易吸濕材料生產(chǎn)前進行烘干處理。

⑶ 絕緣和護套層偏芯

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：模具選擇過大或損傷;偏心調(diào)節(jié)螺絲未擰緊。

該問題的解決措施：根據(jù)不同的材料以及不同的擠出方式，選擇合適的模具;模具調(diào)整后擰緊調(diào)模螺絲。

⑷ 絕緣層熱收縮過大

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：絕緣擠包時采用擠管式擠出方式，模具選擇過大，導(dǎo)致拉伸比過大;不同規(guī)格的導(dǎo)體，采用同一副擠出模具，模具過大;導(dǎo)體過冷，絕緣層收縮;絕緣層未采取分段冷卻，導(dǎo)致絕緣層收縮;絕緣材料熱收縮性能不合格。

該問題的解決措施：小規(guī)格線芯采用擠壓式擠出模具，大規(guī)格采用實配尺寸模具或者增加吸風(fēng)裝置，減小擠出時的拉伸比;不同規(guī)格采用不同的擠出模具，減小擠出時的拉伸比;冬天溫度過低時，增加導(dǎo)體預(yù)熱裝置，提高導(dǎo)體表面溫度;絕緣出模后，冷卻水槽采用由熱到冷的分段冷卻方式，避免絕緣層的急冷導(dǎo)致絕緣層過于收縮。

3.3 絕緣交聯(lián)工序

絕緣交聯(lián)工序主要是通過物理或化學(xué)方法，使高分子材料由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性材料變成熱固性材料。該工序決定了電線電纜是否具有優(yōu)良的耐老化性能、機械性能和耐環(huán)境性能。一但工序質(zhì)量達不到指標會引起絕緣層老化、開裂等問題，甚至引發(fā)觸電、火災(zāi)等事故。絕緣交聯(lián)工序常見質(zhì)量問題、主要影響因素以及解決措施有以下幾方面：

⑴ 低壓電纜絕緣層熱延伸不合格

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：溫水池或蒸汽箱密封性差;溫水池或蒸汽箱溫度未達交聯(lián)要求;交聯(lián)時間過短。

該問題的解決措施：提高溫水池或蒸汽箱的密封性，特別是溫水池增加蓋帽;溫水池或蒸汽箱溫度建議控制在85℃以上;根據(jù)規(guī)格大小以及不同廠家材料交聯(lián)劑配比情況，摸索不同規(guī)格、不同廠家合適的交聯(lián)溫度和交聯(lián)時間。

⑵ 中高壓電纜絕緣層熱延伸不合格

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：管道溫度和氮氣壓力未滿足交聯(lián)要求;生產(chǎn)線速度過快。

該問題的解決措施：提高交聯(lián)管道溫度以及氮氣壓力;降低生產(chǎn)線速度，使得絕緣層充分交聯(lián)。

⑶ 導(dǎo)體氧化

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：溫度過高或交聯(lián)時間過長;溫水交聯(lián)時端頭未密封，水汽進入;溫水后未及時翻盤冷卻。

該問題的解決措施：優(yōu)化交聯(lián)工藝參數(shù);溫水交聯(lián)過程保持兩端頭無水汽進入;溫水后及時翻盤降低線芯溫度。

⑷ 絕緣層抗張強度過小，伸長率過高

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：絕緣層未完全充分交聯(lián)。

該問題的解決措施：優(yōu)化交聯(lián)工藝，使絕緣層充分交聯(lián)。

⑸ 絕緣層抗張強度過高，伸長率過低

該問題產(chǎn)生的主要影響因素：絕緣層過交聯(lián)。

該問題的解決措施：優(yōu)化交聯(lián)工藝，避免絕緣層過交聯(lián)。

結(jié)束語

電線電纜作為多工序疊加而成的電工產(chǎn)品，與其他電工產(chǎn)品的制造工序存在著較大的差異性，正是由于特殊的疊加式生產(chǎn)加工方式，使得電纜每一道工序的質(zhì)量水平直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量水平。通過對電線電纜工序質(zhì)量問題的影響因素以及解決措施的分析，能夠為電線電纜行業(yè)質(zhì)量的提升提供幫助，促進電線電纜行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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