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關於連硫生產線三層共擠悶管問題
 

一般低壓橡皮絕緣電力電纜的結構為:由銅或鋁單線絞合而成的導電線芯、絕緣層、護套。而在中壓、高壓橡皮絕緣電力電纜(3.6KV及以上)的電纜結構中,為了緩衝電纜內部的電場應力集中,則要求在導電線芯和絕緣層之間,絕緣層和護套之間加有半導電屏蔽層。據MT818-2008《煤礦用電纜》對半導電屏蔽層的要求,3.6/6KV及以上電纜的絕緣屏蔽應采用半導電擠包的結構形式。擠包半導電屏蔽應可以從絕緣上剝下來,對動力線芯截麵25mm²及以上進行剝離力試驗,剝離力不小於4N,且不大於45N。其中絕緣屏蔽層與絕緣層應相互緊密接觸,外徑和厚度均與,以改善電纜的電氣性能。反之,絕緣屏蔽層起泡、炸口,或與絕緣層接觸不緊密,極易產生空隙和氣孔,這些空隙和氣孔在高電壓場下,孔內空氣易發生電離而損傷絕緣層,導致絕緣層被擊穿。我廠生產橡套中壓產品在悶管時常發生起泡、炸口等現象。本文分析了鼓包、炸口原因,結合原因並實施了解決方案,效果良好。
  
1 三層共擠悶管過程分析
  
橡皮在硫化管中發生硫化(即交聯反應),會釋放出揮發性小分子物質,分布於,橡皮間,包括外屏蔽與絕緣層之間。橡皮在硫化管中經曆高溫蒸汽,橡料中存在的水分也會以氣體的形式分布於橡皮中。
  
為了便於分析,在此將悶管過程分為兩個階段:
  
悶管段——停機悶管後,此過程蒸汽壓力保持恒定。
  
放氣段——悶管段結束後,便進入放氣段,蒸汽壓力緩慢放掉。
  
1.1 悶管段
  
圖1 悶管過程中外屏蔽受力
  
對其進行受力分析:
  
F氣=F外-F內
  
F外-水蒸氣壓力


F氣-橡料中的水蒸氣及硫化過程產生的氣體小分子的壓力
  
F內-絕緣線芯抵抗外界壓力所產生的抵抗力
  
由氣體狀態方程得知:
  
p-氣體壓強
  
V-是氣體體積
  
n-是氣體物質的量
  
R-是常數
  
T-是氣體溫度
  
悶管過程中,隨著時間的增長,硫化程度加深,反應產生的氣體的量增大,由氣體狀態方程得知,壓強與氣體的物質的量成正比,壓強增大。而且隨著時間的推移,外界熱量逐漸往內深入,逐漸上升,壓強變的更大,而且溫度升高,橡料中的水分變成水蒸氣更是增大了氣體的物質的量。但是由於產生的氣體量很少,並且由於中間有一層外屏蔽作為隔熱層,產生的氣體溫度稍小於外界蒸汽溫度,F氣
  
1.2 放氣段
  
由於放氣時,外界壓力逐漸減小。隨著放氣時間的增長,F外壓力越來越小,當F外
  
由圖可知:
  
F氣=F外+F內
  
即F內= F氣- F外=
  
F內-外屏蔽為抵抗內部氣體的膨脹產生的力
  
F外-水蒸氣壓力
 
△F-內外氣體壓力差
  
F氣-橡料中的水蒸氣及硫化過程產生的氣體小分子的壓力
  
當外部蒸汽壓力下降很快即F外下降很快,由於外屏蔽阻隔傳熱,內部溫度可認為不變,即F內壓力不變,則△F會越變越大,當△F超過外屏蔽所能承受的最大範圍,此時外屏蔽會不能承受此壓力而破碎或鼓包。
  
因此擠橡三層共擠悶管放氣時應緩慢放氣,內外壓力差不能超過外屏蔽所能承受的範圍,否則會出現炸口、鼓包現象,造成嚴重質量問題。

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