高壓電纜中的金屬皺紋鋁護(hù)套有著承受電纜短路電流、徑向防水以及承受抗側(cè)壓力的作用,其生產(chǎn)工藝方式有縱包、氬弧焊和連續(xù)擠包兩種形式。
一:氬弧焊焊接鋁護(hù)套工藝技術(shù)
1:氬弧焊鋁護(hù)套工藝是采用經(jīng)過(guò)壓延的厚度均勻的鋁板,經(jīng)清洗、精切、縱包、焊接、在線檢測(cè)、軋紋過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的;該氬弧焊工藝是在氬氣和氦氣的保護(hù)下,一鋁板為負(fù)極,鎢極為正極,通過(guò)低電壓,大電流來(lái)完成焊接。鎢極焊頭只有2mm的直徑,并且由保護(hù)的氣體連續(xù)吹向焊點(diǎn)處,迅速帶走熱量,使焊接部位均勻快速冷卻,電纜結(jié)構(gòu)不會(huì)受到任何不良影響,同時(shí)也避免鋁護(hù)套的高溫氧化。
2:采用先進(jìn)的氬弧焊接技術(shù),并裝有超聲波等在線檢測(cè)裝置,保證了焊接的密封性,為了檢驗(yàn)是否還有漏焊,生產(chǎn)廠又加了一項(xiàng)中間檢驗(yàn)裝置,將整盤焊接后的電纜進(jìn)行氣密性試驗(yàn),且進(jìn)行百分之百的檢驗(yàn)。通過(guò)幾年來(lái)的生產(chǎn)、使用及運(yùn)行,該生產(chǎn)工藝技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。
3.上海電纜研究所進(jìn)行了焊接鋁套的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)焊縫的抗拉強(qiáng)度(78N/mm2)略高于焊縫周圍金屬鋁的抗拉強(qiáng)度(76N/mm2),且又略高于鋁套本身的抗拉強(qiáng)度(75N/mm2),經(jīng)和西安交大金相專家們研討和座談,這種現(xiàn)象是合理的,焊接材料的強(qiáng)度是比原來(lái)的材料要高,因?yàn)楹附蛹牧系慕鹣嘟M織起了變化。并采用空心鋁套進(jìn)行側(cè)壓力試驗(yàn),分別在焊縫上,和焊縫相隔90度以及相隔180度進(jìn)行側(cè)壓力試驗(yàn),其負(fù)荷變形曲線基本一致。
4.皺紋焊接鋁套電纜的溫度分布試驗(yàn)也在上海電纜研究所進(jìn)行,在焊縫處溫度到達(dá)700℃時(shí),用熱電偶分別測(cè)量鋁套內(nèi)阻水層上分別相隔90度的三點(diǎn)溫度為69、43、37℃,在阻水層下則分別為34、26、27℃,這是因?yàn)殇X套是一點(diǎn)受熱焊接,溫度雖高,但能量不大,鋁的散熱又很快,所以電纜絕緣上的溫度很低,同時(shí),西安交大絕緣研究室又進(jìn)行了電纜鋁護(hù)套的焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算,在絕緣層附近的溫度基本上是40℃左右。兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果基本是一致的。
5.由于皺紋焊接鋁套電纜的溫度很低,不存在煬傷絕緣或絕緣上的阻水層的可能,鋁套和電纜之間縫隙非常小,故可實(shí)現(xiàn)電纜的阻水結(jié)構(gòu),同時(shí)電纜的阻水層又可用作電纜的緩沖層,不難通過(guò)設(shè)計(jì)和計(jì)算,國(guó)產(chǎn)220kV電纜的絕緣半徑方向的膨脹量約1.5mm左右,完全可以為阻水層所吸收,這樣電纜的結(jié)構(gòu)就非常緊湊合理,萬(wàn)一鋁套有些損傷,由于阻水層的作用,電纜也不會(huì)進(jìn)水。
二:連續(xù)擠包鋁護(hù)套工藝技術(shù)
連續(xù)擠包鋁護(hù)套工藝是采用鋁錠經(jīng)壓鋁機(jī)生產(chǎn)設(shè)備,使鋁在半熔融狀態(tài)下連續(xù)擠包在電纜絕緣線芯上,擠出溫度高達(dá)460℃,可能會(huì)對(duì)電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成不良影響而降低電纜使用壽命。
1:擠包鋁護(hù)套要有龐大的擠出裝置,耗費(fèi)大量的能源,在600℃左右的高溫下擠出,絕緣有可能煬傷,影響了電纜產(chǎn)品質(zhì)量,除一些老企業(yè)外,在新企業(yè)中很少再添置壓鋁機(jī)裝置,在國(guó)外壓鋁機(jī)的生產(chǎn)日益減少,世界上最為嚴(yán)格的AEIC CS7-93美國(guó)電纜標(biāo)準(zhǔn)中就建議采用皺紋焊接鋁套,或焊接的銅和鋼套電纜,而沒(méi)有提及要求擠包的鋁套電纜。
2:為了減少擠包鋁套電纜煬傷的可能,一般采用銅絲編織的巾布在鋁套和絕緣間擋住在加工過(guò)程中的熱源,但又要給絕緣的膨脹留有余地,鋁套和絕緣之間存在著很大的空隙,一旦電纜進(jìn)水,電纜絕緣將完全浸泡在水中,給供電線路帶來(lái)很大的損失。
3:擠包鋁護(hù)套是采用擠出工藝,若控制不當(dāng)容易造成鋁護(hù)套厚度不均,容易產(chǎn)生微孔、砂眼等現(xiàn)象,這就使鋁護(hù)套強(qiáng)度極為不均,降低鋁護(hù)套的徑向防水性能。
隨著焊接技術(shù)的發(fā)展,皺紋焊接鋁套電纜使用的可靠性已愈來(lái)愈多的為人們所認(rèn)識(shí),在不久的將來(lái),有取代擠包鋁套電纜的趨勢(shì)。
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