姜黎黎　李岸　劉洋洋

摘 要：該文介紹了高壓直流海底電纜用1 600mm2緊壓圓形導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)方式的選擇和生產(chǎn)設(shè)備改造的具體方式。并且針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)的導(dǎo)體熱膨脹后阻水性能差等主要問(wèn)題，對(duì)導(dǎo)體的阻水結(jié)構(gòu)，阻水材料的選取和阻水方式的確定。最后對(duì)高壓直流海底電纜用1 600mm2緊壓圓形導(dǎo)體的成品進(jìn)行了試驗(yàn)分析。該文還介紹了通過(guò)對(duì)84盤框絞機(jī)的設(shè)備改造，成功實(shí)現(xiàn)了用84盤框絞機(jī)生產(chǎn)1 600mm2緊壓圓形導(dǎo)體。

關(guān)鍵詞：大截面 海纜 緊壓圓形導(dǎo)體 84盤框絞機(jī)

中圖分類號(hào)：TM24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0088-01

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高壓XLPE絕緣海底電纜需求逐年增大。導(dǎo)體作為電纜中最重要的部分，除了滿足導(dǎo)電性能要求外，還必須具有很高的阻水性能。按照GB/Z18890-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：1 000mm2以上導(dǎo)體采用分割導(dǎo)體，這樣運(yùn)行過(guò)程中就很難保證導(dǎo)體熱膨脹后的阻水性能，通過(guò)對(duì)比分析國(guó)外海底電纜導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，海底電纜建議采用緊壓圓形，中間添加阻水材料。公司承擔(dān)國(guó)網(wǎng)科技研發(fā)項(xiàng)目：“高壓直流交聯(lián)聚乙烯絕緣海底電纜”項(xiàng)目。根據(jù)要求，導(dǎo)體截面為1 600mm2，該公司現(xiàn)有的設(shè)備為84盤框絞機(jī)。

1 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電纜在生產(chǎn)、敷設(shè)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)體應(yīng)盡量柔軟。單線根數(shù)越多單線越細(xì)，絞線的柔性越好。

綜合分析電氣、阻水、力學(xué)性能，導(dǎo)體的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）固定標(biāo)稱截面，提高單線數(shù)目。

（2）提高外層緊壓系數(shù)，內(nèi)層緊壓系數(shù)可適當(dāng)降低。

（3）針對(duì)阻水要求，選用阻水方式。

1 600mm2海底電纜用導(dǎo)體的參數(shù)如下所示：

導(dǎo)體截面為1 600mm2，單線規(guī)格采用

4.20mm2，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1+6+12+18+24+30+35，最外層緊壓系數(shù)0.96，次外層緊壓系數(shù)0.95，阻水方式采用阻水帶+阻水紗復(fù)合添加。

2 生產(chǎn)方式的選擇

2.1 單線絞制方式

從導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以看出，導(dǎo)體總根數(shù)為126根，公司現(xiàn)有的84盤框絞機(jī)雖然屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先設(shè)備，但是仍然不能滿足要求，導(dǎo)體的絞制需要分幾步進(jìn)行。絞制步數(shù)越多，對(duì)導(dǎo)體影響越大，生產(chǎn)的難度也會(huì)相應(yīng)增加[1]。所以盡量采用三步絞制。如果采用（（（1+6）+12+18+24）+30+35）方式（括號(hào)的為每次絞制的層）；最后一次絞制需要改造至少兩層絞籠[2]。不建議采用。所以絞制方式為（（（1+6）+12+18+24+30）+35）。最外層單獨(dú)絞制。

2.2 阻水材料添加方式

阻水帶添加在每層單線之間，雖然繞包的方式可以很好的保證阻水帶之間不存在間隙，但是需要在設(shè)備上添加繞包頭，成本很高且現(xiàn)場(chǎng)條件不允許，建議采用成本低廉，操作方便的縱包方式。

阻水紗添加位置有兩種：每層單線外和每層單線內(nèi)。放置在每層單線內(nèi)雖然可以防止因緊壓模具擠壓而產(chǎn)生斷線，但是無(wú)法觀察和檢測(cè)阻水紗的填充位置。放置在每層單線外不僅可以隨時(shí)調(diào)整，而且斷線的問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)備改造來(lái)避免，所以生產(chǎn)時(shí)建議添加在每層單線外。

3 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制

在確定了工藝及生產(chǎn)方式后，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題：最后一層絞制必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)多次嘗試和對(duì)比分析，最終確定了以下方案。

借鑒鋼絲鎧裝機(jī)的工作原理，在筒內(nèi)加裝中心管，為了穿線方便，在中心管四周固定五個(gè)PVC管，在管一端裝上固定盤，固定盤與中心管用螺紋連接，筒內(nèi)添加4個(gè)支撐板。鋼管內(nèi)穿入PP-R管。分線盤支撐桶對(duì)應(yīng)位置開(kāi)5個(gè)單線導(dǎo)出孔，5根單線出口處用兩個(gè)導(dǎo)輪將中心管周圍的5根單線引出，改造阻水紗分線盤，添加阻水紗挑出裝置。

在最外層生產(chǎn)前，線芯的外徑已經(jīng)達(dá)到40.8mm，自重很大，最外層繞包的阻水帶容易被刮傷，如果條件允許，建議采用帶有張力的放線架，條件不允許的情況下可采用添加支撐的方式。由于海纜的一個(gè)特點(diǎn)是大長(zhǎng)度，受到裝盤量的限制，不可能生產(chǎn)無(wú)限長(zhǎng)，需要分成幾段，如果不做處理，那么每段生產(chǎn)時(shí)都需要重新穿線，會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率[3]。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以借鑒VCV（立塔交聯(lián)生產(chǎn)線）導(dǎo)體壓接頭的方式，設(shè)計(jì)制作連接管，要注意的是：（1）連接管的外徑不可大于線芯的外徑，否則可能直接導(dǎo)致單線因擠壓量過(guò)大而發(fā)生斷線；（2）線芯的最外層注意保護(hù)，不可發(fā)生松散，否則后續(xù)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)層松散（起燈籠）等問(wèn)題。

生產(chǎn)時(shí)，注意矯正最后一個(gè)絞籠與前一個(gè)絞籠的同步性，其他生產(chǎn)參數(shù)按照正常生產(chǎn)進(jìn)行。

4 成品導(dǎo)體性能

將生產(chǎn)出的1 600mm2海底電纜用導(dǎo)體送檢，具體檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

可以看出，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

5 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)工藝及設(shè)備上的改進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)了用84盤框絞機(jī)生產(chǎn)1 600mm2緊壓圓形導(dǎo)體，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度較高，產(chǎn)品達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。該方式由于原理簡(jiǎn)單，操作方便，可以推廣應(yīng)用到其他類似絞線設(shè)備中去，從而極大的提高設(shè)備的生產(chǎn)范圍。

參考文獻(xiàn)

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[2] 李永平，李弘源.一類大截面導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)合理性分析[J].東北電力技術(shù)，2001（5）：4-7.

[3] 蒲曉羽，張?jiān)贫?大截面導(dǎo)線在輸電技術(shù)中的應(yīng)用與研究[J].黑龍江電力，2010（2）：131-135.