進端熱處理裝置在高壓XLPE電纜生產中的應用

房 鵬， 王洪祥

（特變電工山東魯能泰山電纜有限公司，山東新泰271200）

進端熱處理裝置在高壓XLPE電纜生產中的應用

房 鵬， 王洪祥

（特變電工山東魯能泰山電纜有限公司，山東新泰271200）

主要介紹了進端熱處理裝置（EHT系統）在目前高壓交聯聚乙烯（XLPE）電纜生產中的實際應用，簡要對EHT系統的設備組成以及EHT系統的作用原理進行了分析，通過對實際生產中采用EHT系統后生產的高壓XLPE電纜進行結構尺寸的試驗分析，試驗結果表明電纜圓整度、偏心度都得到了有效改善。

EHT系統；高壓交聯聚乙烯電纜；圓整度；偏心度

0 引 言

交聯聚乙烯（XLPE）絕緣電纜因其具有優良的介電性能、熱性能、力學性能、機械加工性能等優點在高壓電力電纜生產中得到了廣泛的應用。隨著高壓XLPE電纜電壓等級及截面的不斷提高，對于絕緣線芯圓整度及偏心度的要求也越來越高，如何有效改善電纜的圓整度及偏心度成為高壓電纜生產的一個重要研究方向。

為了解決生產高電壓大截面電纜時的圓整度及偏心度問題，交聯生產線的設備廠家最早在懸鏈式CCV交聯生產線配置了EHT（Entry Heat Treatment進端熱處理裝置）系統，較好地解決了絕緣線芯因重力作用產生的下垂現象，保證了絕緣線芯的圓整度及偏心度，因此懸鏈式CCV生產線產品的電壓等級也提高到220 kV。近年來又將此技術應用于220 kV電壓等級以上的立塔式VCV生產線，進一步提高了立塔式VCV生產線的技術等級。

1 EHT系統組成

EHT系統，特樂斯特公司又稱TROSS圓度穩定系統，主要由一套氮氣循環單元構成，其系統包括氮氣循環鼓風機、氣體熱交換器、副產物分離系統、氮氣循環管道及必要的閥門、法蘭、儀表等（如圖1所示）。

圖1 CCV生產線EHT系統示意圖

EHT系統根據生產電纜的電壓等級不同，又可以分為長EHT系統（適用高電壓等級），氮氣循環管路在上端密封與第一段硫管之間循環；短EHT系統（適用較低電壓等級），氮氣循環管路僅在上端密封進行循環（見圖2）。

2 EHT系統的作用原理

EHT系統應用于懸鏈式（CCV）及立塔式（VCV）生產線，下面分別對兩種生產線的EHT系統的作用原理進行分析。

圖2 EHT系統氮氣循環

2.1 CCV生產線中EHT的作用原理

EHT系統現在已廣泛應用于CCV生產線，EHT系統中絕緣的熔融和絕緣的交聯都在自動控制進端熱處理裝置的控制下進行。只有絕緣材料處于熔融態，低于交聯溫度，才容易流動產生下垂。EHT技術正是有效解決了此部分絕緣材料的下垂問題，從而保證了絕緣線芯的圓整度及偏心度。

EHT技術的原理是將三層共擠后處于熔融態的絕緣材料在出機頭進入硫化管前進行強制的氮氣冷卻，減少熔融態絕緣材料在前進過程中因重力作用而產生的下垂，經過強制冷卻后，絕緣表面冷卻收縮，從而產生一個指向中心的向心作用力，保證絕緣內部仍處于熔融狀態的絕緣體保持圓整的狀態，消除絕緣下垂現象。

2.2 VCV生產線中EHT的作用原理

EHT系統在CCV生產線上的成功應用，使交聯生產線廠家產生了將其應用于VCV生產線的想法并付諸實施。不同于CCV生產線，VCV生產線不受重力的影響，不會產生因下垂引起的圓整度及偏心問題，但由于高壓電纜的快速發展，220 kV以上電壓等級的電纜需求量增加，絕緣的厚度不斷增加，相應增加了電纜結構尺寸控制的難度。EHT系統的引入，很好地解決了大截面高電壓等級電纜生產時這方面的難題。

EHT在VCV生產線上的作用機理基本與CCV生產線相同，都是通過減少可流動部分的絕緣材料來達到保證絕緣線芯圓整度及偏心度。對于這種作用機理有一個形象的名稱，叫做橡膠帶效應。絕緣線芯從機頭位置經過強制冷卻后，絕緣層表面由于溫度驟降，由熔融態轉變為固態，產生熱脹冷縮效應，產生一個向內部收縮的力。在這個力的作用下，使絕緣層維持一個很好的結構尺寸，類似橡膠帶扎緊的效果，保持絕緣層均勻形狀（見圖3）。由于EHT系統是利用一種非接觸式的熱處理方法來巧妙地解決絕緣的偏心問題，對于保證絕緣線芯的圓整度及偏心度有很好的作用。

圖3 橡膠帶效應示意圖

3 EHT系統在實際生產中的效果

EHT裝置最早是為解決CCV生產線生產厚絕緣中壓電纜而開發的一種技術，目前在全球高壓CCV生產線中已經得到了推廣并延伸到VCV生產線。世界上第一條使用EHT技術的VCV生產線在ABB公司，沈陽古河公司投產的VCV生產線在國內首次使用該技術。

我公司2010年投產的立塔及懸鏈生產線引進了帶有EHT系統的特樂斯特公司2條220 kV CCV生產線，麥拉菲爾公司1條500 kV VCV生產線。相較于之前引進的特樂斯特110 kV CCV生產線及諾基亞500 kV VCV生產線，根據試驗跟蹤，在生產相同電壓等級同種規格產品時，產品的結構尺寸得到了很好的控制，圓整度及偏心度均有較為明顯的改善。

表1以特樂斯特220 kV CCV生產線為例，比較使用EHT系統及未使用EHT系統的效果。

表1 使用EHT系統及未使用EHT系統電纜比較

如表1所示，使用EHT系統的電纜，絕緣層圓整度、偏心度、F值均優于未使用EHT系統的電纜，且對兩種產品進行硅油試驗發現，絕緣與導體屏蔽及絕緣屏蔽的界面更加清晰、光滑。

目前我公司進行的500 kV 2500 mm2新產品開發中，對EHT系統在VCV生產線上的效果進行了實際驗證，表2以麥拉菲爾500 kV VCV生產線為例，比較使用EHT系統及未使用EHT系統的效果。

表2 使用EHT系統及未使用EHT系統電纜比較

如表2所示，使用EHT系統后，絕緣線芯結構尺寸得到了很好的控制，在生產500 kV 2500mm2這類高電壓等級大截面產品時，仍能將絕緣線芯圓整度控制在99%以上，偏心度控制在5%以內，有效提高了立塔生產線的技術工藝水平。

4 結 論

本文系統分析了EHT系統在高壓電纜CCV及VCV生產線中的結構組成、作用原理及使用效果，得出以下結論：

（1）CCV及VCV生產線使用EHT系統，能明顯改善絕緣線芯的圓整度及偏心度。

（2）對于未配置EHT系統的CCV生產線，可以通過升級改造，加配EHT系統用來生產220 kV以上高壓電纜，節省立塔的建設費用。

（3）國內引進CCV生產線及VCV生產線時，可以考慮將EHT系統作為標準配置，能夠進一步提升國內高壓電纜的產品性能。

［1］ Dr.Pekka Huotari，吳云杰.采用進端熱處理技術懸鏈式CCV生產線生產220 kV及以上超高壓XLPE電纜［J］.電線電纜，2006（2）：8-9.

The Actual Application of The EHT System in the Present Production of H igh Voltage XLPE Power Cables

FANG Peng，WANG Hong-xiang
（TBEA Shandong Luneng Taishan Cable Co.，Ltd.，Xintai271200，China）

This articlemainly introduces the actual application of the EHT system in the present production of high voltage XLPE power cables.It also gives a brief analysis of the equipment components and the action principle for the the EHT system.Through the dimension check of the high voltage cable after adopting the EHT system in actual production，the test result shows that the roundness and eccentricity of the cable have been effectively improved.

EHT system；high voltage XLPE power cables；roundness；eccentricity

TM247

A

1672-6901（2013）06-0036-03

2013-04-08

房 鵬（1984-），男，助理工程師.

作者地址：山東新泰市金斗路568號［271200］.