APP下载

填充条在电缆上的应用

2013-03-26曹永刚靳继国那希洋

电线电缆 2013年2期
关键词:外径空隙扇形

曹永刚,靳继国,那希洋,周 剑,张 伟,张 蓓

(1.江苏亨通电力电缆有限公司,江苏苏州215234;2.上海亚龙电缆有限公司,上海 金山201506;3.九星控股集团沈阳电缆有限公司,辽宁沈阳110141)

0 引言

为了使成缆线芯圆整,提高外观质量,成缆时需要对绝缘线芯空隙进行填充。填充材料的选择对电缆圆整度起着至关重要的作用,通常采用的填充材料主要有填充绳和填充条两种。填充绳柔软,可以不同规格随意组合搭配满足不同空隙形状和面积的需要,使用方便,故被广泛应用。但是其松散,受压易变形,在应用中存在被压扁致使缆芯不圆整的问题,一直以来都是各个企业面临的难题。于是大家开始尝试采用填充条进行填充,试图解决填充造成的不圆整问题。填充条较硬,抗压变形较好,具有规则形状和尺寸。这样不仅可坚实填充电缆的边缘空隙,保证大外径圆形绝缘线芯成缆圆整度,还能有效支撑非正规绞合结构中绝缘线芯,避免被压扁。因此填充条在解决成缆圆整度问题上优势明显,但现有的填充条又存在各种缺陷,很难得到推广。

1 填充绳

填充绳是目前使用最广泛的填充材料,主要是聚丙烯(PP)填充绳。当用于以下两种电缆结构时,外观效果不理想。

第一,两根以上圆形大外径绝缘线芯成缆,由于填充绳松软,虽然成缆时填充很饱满,但是在经过牵引后,填充绳不能保证缆芯外圆弧面形状,这会造成缆芯不圆整。这种现象常见于中高压三芯电缆成缆上,填充后已使电缆呈三角形(如图1所示),影响客户对产品满意度。

图1 填充不圆整

第二,对于非正规绞合的结构(如图2所示),4芯、5芯、6芯等圆形绝缘线芯成缆,中心空隙较大,结构不稳固,填充绳柔软易变形,不能有效支撑。当缆芯通过牵引,缆芯受压变形,产生压扁现象,造成电缆最大外径超范围,引起很多客户投诉,这是很多企业碰到的问题。

造成以上问题的原因是其柔软、易变形,如果采用填充条,则以上问题可迎刃而解。

图2 非正规绞合中心空隙

2 填充条

填充条按形状分类主要有扇形填充条和圆形填充条。

2.1 扇形填充条

扇形填充条主要用于大外径圆形绝缘线芯边缘空隙,扇形填充条内角按照空隙形状设计,外弧按照成缆外圆弧设计,所以采用扇形填充条成缆表面圆整度较好。圆形填充条主要用来填充中心位置,对非正规绞合结构绝缘线芯起到支撑作用。

由于标准中对填充材料的物理机械性能没有严格要求,只要求满足电缆工作温度及材料相容性,所以在填充条的材料选择上,通常考虑更多的是成本。目前应用较多的是采用交联聚乙烯(XLPE)回收料粉末与聚烯烃共混附加发泡剂、增塑剂等添加剂挤出生产。这种填充条的优点是:密度小,成本低,填充后缆芯圆整。缺点是:(1)材料中有大量XLPE粉末和填充剂,使填充条硬度很高,影响电缆弯曲性能;(2)多采用回收料生产,其中杂质较多,采用发泡工艺生产,表面粗糙,整体外观质量较差;(3)成分混杂,不能保证环保性能,不适用环保要求较高的产品;(4)填充条易吸潮,用于中压电缆填充时,会造成金属屏蔽氧化。因为扇形填充条存在以上缺点,很多客户明确不允许使用,故逐渐被淘汰。

2.2 圆形填充条

为了解决4芯、5芯等成缆结构不稳定、容易压扁的问题,对于环保、外观等要求较高的产品,有些企业采用聚氯乙烯(PVC)等护套材料挤制成实心圆形填充条,作为这类结构电缆的中心填充条,边缘填充仍采用PP绳。这种填充条由于采用与护套同样质量水平的材料,表面光滑平整;材料性能满足电缆特殊要求;只填充中心位置,采用圆形结构,节省填充面积,是一种非常好的填充设计。但是这种填充条比常规填充绳密度高、成本高,很难推广使用。

3 一种复合型填充条

为了更好地推广圆形填充条,需要在保留圆形填充的优点的同时,降低填充条制造成本。本文介绍一种复合填充条结构,改变了以往采用的实心结构,中心采用密度低、价格便宜的PP填充绳,外表面包覆挤塑外套。这种结构的填充条,重量轻,可根据不同的外套材料硬度调整其厚度,来保证填充条的有效支撑性能和弯曲性能。

本文推荐采用中密度聚乙烯(MDPE)护套料,因为材料硬度较高,可以大幅减少主材的厚度。经过设计验证,采用MDPE护套料设计的各种规格填充条结构示意图如图3所示。

图3 复合填充条结构示意图(单位mm)比例1∶1

复合型填充条可以采用普通挤塑机挤压式生产,直接在挤塑机前加一个简单放线架,用于PP填充绳的拖放,生产工艺简单。MDPE护套料为外套的填充条的生产工艺参数如表1所示(供参考)。

4 复合型填充条成本分析

由于填充条为支撑填充,相对于PP填充绳节省了周围的填充面积(如图4所示),以0.6/1kV YJV 4×300mm2的电缆为例,如果采用填充条,规格为 10mm,成本为400~500元/km。如果采用PP填充绳,重量需要约80kg,成本约400元。所以整体成本与PP填充绳相差不大,而且只填充中心位置,用量不大,不会造成电缆成本大幅增加。

表1 生产制造工艺参考 (单位:mm)

填充条主材料还可以换成PVC材料或者低烟无卤聚烯烃材料,以满足不同结构电缆的需要。不过主材料硬度各不相同,所以填充条外套的厚度需要重新调整验证。还可以通过更改模具制成扇形填充条,用于大外径圆形成缆线芯边缘填充。

图4 填充条应用示意图

5 结束语

电缆的不圆整问题一直以来是各企业面临的难题,会造成客户投诉,影响客户对产品的满意度。采用填充条可以有效解决这个问题,但是因为成本、质量等多种因素,一直没有推广使用。

本文介绍的这种复合型填充条,不但可以解决电缆圆整度问题,而且通过结构优化设计,大大降低了成本,是企业解决电缆圆整度问题很好的一种解决方案。由于标准对填充材料的性能无特殊要求,只要满足相容性和电缆的工作温度即可,对于库存或生产中产生的一些废料也可以回收利用生产填充条,进一步降低成本。

猜你喜欢

外径空隙扇形
◆敷设线缆用材料
敷设线缆用材料
三角形边长与内外径之间的三个不等式
各种各样的扇形
扇形统计图 教学设计
空隙
排水性沥青路面的横向空隙分布特性
探源拓思融会贯通
———《扇形的认识》教学廖
一种便于连接的塑料管
北京楼市新政封堵防炒作空隙