高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘工艺目前就**范围内常用的两种生产工艺业内人士都较为熟悉,即VCV(立式)交联生产工艺与CCV(悬链式)交联生产工艺。早在上世纪八十年代,国外电缆制造业的科技人员利用CCV交联电缆生产线生产高压交联电力电缆,当时遇到的问题是由于XLPE绝缘材料在熔融状态下产生“下坠”而造成绝缘偏心**标,以致于人们想到了采用立式的方法(垂直的从上向下挤包XLPE绝缘料)以避免绝缘的偏心,于是产生了VCV立式交联生产工艺。
日本古河于上世纪八十年代初建造了**条高达60多米的“立塔”,之后又建造了一条90米高的“立塔”,在我国自上世纪八十年代开始,引进了国外数十条CCV交联电缆生产线生产6~35kV中压交联聚乙烯绝缘电力电缆,并受到了电力系统的广泛欢迎,迅速取代了纸绝缘电力电缆。由此,交联聚乙烯绝缘电力电缆的研发与应用范围迅速扩大,高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的研制势在必行,电缆行业于九十年代末从西欧等引进了多条立式交联电缆生产线,建造了多个百米高度的“立塔”,到目前为止估计有近30条生产线。
然而,国外电缆行业与装备制造业的科技人员并未放弃用CCV交联电缆生产线生产高压电缆的工艺研究,科技人员们通过对高压电缆用绝缘材料流变性能的研究,对电缆制造设备进行改良、机头流道进行改进,尤其是对XLPE绝缘挤出生产线的进出牵引方式的改变(德国TROESTER公司因此而拥有了CCV交联电缆生产线用“双旋转”牵引生产高压电缆的**)、挤出机温控精度的提高、交联工艺温度的优化、生产线自动控制程度的提高,使得CCV交联电缆生产线生产高压交联电力电缆早已成为现实,绝缘同心度完全可以与VCV交联生产线工艺相媲美。
环保电缆研发可称得上是当今较为热议的话题,其主要原因在于全国范围内的不同地区都爆发不同程度的“雾霾”,因此让“环保”一词真正提上议程。显然,雾霾的出现直接推动了绿色电缆的发展,比如针对备受关注的雾霾污染问题,全国**、重庆市电力公司总经理孟庆强认为,我国跨区域、远距离运送电力的特高压技术已经十分成熟,应大力建设特高压线路,将西北、西南部的电力送往北方地区,改变北方以煤炭为主的能源结构,可以开辟治理雾霾“新思路”。
现如今,针对雾霾而进行的环保电缆研发也成为全世界范围内的焦点。而且这还不仅仅局限于电缆生产商,甚至连科学家都在研制能够消除雾霾的电缆技术或产品。比如荷兰发明家达恩·罗塞加德发明一项技术,利用铜线圈通电制造静电场,以吸附空气中的颗粒物,实现局部除雾霾效果。除了针对雾霾外,针对火灾而进行研制的环保电缆也一直未停歇。从2013年开始,、上海等重点城市已明确规定:重要建筑禁止使用聚氯乙烯电线电缆,以避免火灾发生时大量浓烟、氯气,造成更多人员伤亡,采用无卤低烟交联聚烯烃绝缘电线电缆已成为这些地区的地方法规,随着环保意识的增加,这类线的应用会逐步扩大。
随着欧盟颁布ROHS指令,生态环保电线电缆的研发和大规模采用已成为国际趋势。目前国内外阻燃、防火电缆应用已扩大到很多领域,如矿用、通用橡套电缆、电梯电缆、家用电器用线缆均有不同程度阻燃要求。
电线电缆在机电安装工程中占据了重要的地位,作为其主要原材料的铜,占了电缆产品总成本的70%~80%,铜电缆的价格随着铜价的上涨而急剧增长,对投资方和施工方在工程造价控制方面带来较大的困难,为此,铜包铝电缆研究和应用迅速增长。铜包铝线缆是指以铝芯线代替铜成为线缆主体,外面包一定比例的铜层的电线电缆。铜包铝电缆就其用途来分,基本可分为两类:一类是信号或通讯用途的铜包铝电缆,另一类是供电用的铜包铝电缆。就其特性,将铜包铝和纯铜电缆进行以下的比较。
铜包铝通讯电缆机械特性。纯铜导体强度、伸长率比铜包铝导体大,也就是说纯铜在机械性能方面比铜包铝好。从电缆设计的角度来看,纯铜导体比铜包铝导体机械强度好的优点,在实际应用过程中不一定需要。铜包铝导体比纯铜轻很多,因此铜包铝的电缆在整体重量上比纯铜导体电缆要轻,这样会给电缆的运输和电缆的架设施工带来方便。另外铜包铝比纯铜软一点,用铜包铝导体生产的电缆在柔软性方面比纯铜的电缆好一点。
电气性能。因为铝的导电性比铜差,使得铜包铝导体的直流电阻比纯铜导体大,这点有无影响主要看电缆是否会被用来供电,如给放大器提供电源,如果被用来供电的话,铜包铝导体将会导致额外的电力消耗,电压降低较多。当频率**过5MHz时,此时的交流电阻衰减在这两种不同的导体下没有明显的区别。当然,这主要是因为高频电流的集肤效应,频率越高,电流的流动就越接近导体表面,在铜包铝导体的表面实际上纯铜材料,当频率高到一定时候,整个电流镀在铜材质里面流动了。在5MHz情况下,电流在近表面的约0.025毫米厚度中流动,而铜包铝导体的铜层厚度比此厚度多约一倍。对于同轴电缆,因为传输的信号是在5MHz以上,因此铜包铝导体和纯铜导体传输效果是相同的。在实际测试电缆的衰减可以证明这一点。铜包铝较纯铜导体软,在生产过程中容易进行矫直处理,因此在一定程度上可以说用铜包铝的电缆要比用纯铜导体的电缆回波损耗指标好。