中壓電纜絕緣屏蔽與絕緣粘連現(xiàn)象分析及解決措施

林愛華 鮑啟偉 高紅陽

（1.江蘇長峰電纜有限公司，宜興 214252；2.無錫江南電纜有限公司，宜興 214251）

按照國標GB/T 12706.2的要求[1]，電纜的絕緣屏蔽應(yīng)直接擠包在絕緣線芯外面，且與絕緣線芯緊密結(jié)合。設(shè)計產(chǎn)品時，考慮到安裝施工的便捷性，電纜端頭會剝開，需將絕緣屏蔽從絕緣線芯表面剝離干凈[2]。因此，一般生產(chǎn)時會采用可剝離的絕緣屏蔽材料。根據(jù)試驗標準規(guī)定，剝離力的范圍為4～45 N。而三層共擠生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到交聯(lián)擠塑機啟動時端頭因絕緣屏蔽與絕緣線芯之間的粘附力太大（即剝離力超標而不合格）導(dǎo)致開機廢線過多，造成材料浪費。本文針對此現(xiàn)象進行了研究分析，并采取相應(yīng)措施予以解決。

1 絕緣屏蔽粘連現(xiàn)象

粘連現(xiàn)象調(diào)查顯示，使用A廠絕緣料和A廠外屏蔽料生產(chǎn)時，出現(xiàn)絕緣屏蔽與絕緣線芯之間粘連，導(dǎo)致啟機廢線過多。為減少浪費、解決該情況，進行了以下研究[3]。

1.1 試樣試制

選取電纜產(chǎn)品型號規(guī)格為YJV 12/20 kV 1×300 mm2，其工藝參數(shù)為導(dǎo)體外徑18.3 mm，導(dǎo)體屏蔽厚0.8 mm，絕緣厚5.5 mm，絕緣屏蔽厚0.8 mm。內(nèi)外屏蔽和絕緣均采用A廠材料進行生產(chǎn)，擠塑機各溫區(qū)的溫度設(shè)置參數(shù)如表1所示，硫化管各溫區(qū)設(shè)置參數(shù)如表2所示。

表1 擠塑機各溫區(qū)的溫度（單位：℃）

表2 硫化管參數(shù)

1.2 試制結(jié)果

使用上述廠家原材料和工藝參數(shù)生產(chǎn)，啟動時電纜線絕緣線芯與絕緣屏蔽層出現(xiàn)粘連的情況（經(jīng)測試，絕緣屏蔽層無法剝離掉或剝離力不合格）。每隔一段剪開查看，直至剪掉200 m后才略有好轉(zhuǎn)，至300 m時表面良好，粘連情況消失。將前200 m的電纜線加熱剝離后發(fā)現(xiàn)，外屏與絕緣線芯界面不光滑并有很多條紋，條紋在生產(chǎn)過程中逐漸消失，條紋消失處界面光滑。絕緣屏蔽層與絕緣線芯界面條紋如圖1所示，硅油下的條紋如圖2所示。200 m處取樣3個，分別測試3個樣品的剝離力。測試9個數(shù)據(jù)中，1個剝離力為58 N，3個試樣均不合格。

圖1 外屏與絕緣界面條紋

圖2 硅油下的條紋

2 分析現(xiàn)象發(fā)生的原因

2.1 材料

懷疑絕緣材料與內(nèi)外屏材料不匹配導(dǎo)致端頭電纜不合格[4]。為排除此因素，采用A廠絕緣料+B廠屏蔽料和B廠絕緣料+A廠屏蔽料進行試制，但試制結(jié)果不理想，仍有絕緣屏蔽粘連的情況，但粘連的長度減少至150 m。可見，材料的因素可能有但較小。

2.2 設(shè)備

考慮是否為設(shè)備問題。使用A廠絕緣料和屏蔽料，分別嘗試了其他3條交聯(lián)生產(chǎn)線，仍然有絕緣屏蔽粘連的情況，且長度未減少，因此排除了設(shè)備問題。

2.3 啟機溫度

經(jīng)過和材料廠家的技術(shù)溝通，并要求提供現(xiàn)場技術(shù)支持，各工程師分析該現(xiàn)象可能是由于在啟機時硫化管溫度過高所導(dǎo)致。于是，將表1中對應(yīng)的啟機溫度降低5～10 ℃，提高外屏擠出溫度各5 ℃，將表1中的熔融溫度H1～H4提高到120～125 ℃，其余不變[5]。根據(jù)調(diào)整后的工藝再次試制，仍有粘連情況，且粘連長度幾乎沒變化，說明啟機溫度不是導(dǎo)致粘連情況發(fā)生的原因。

2.4 排膠操作

經(jīng)過前面的研究，已經(jīng)排除可能存在的原材料、設(shè)備及擠塑機的溫控因素后，下面分析人為操作方法因素。經(jīng)工程師和外援人員現(xiàn)場會診，認為人為操作不到位的可能性較大。經(jīng)仔細觀察操作情況發(fā)現(xiàn)，三層共擠時內(nèi)屏料、絕緣料和絕緣屏蔽料并非同時出膠，因此可能存在回膠的情況。生產(chǎn)過程中，要求操作工控制好機頭的出料時間，盡量控制導(dǎo)體屏蔽、絕緣料和絕緣屏蔽料同時出模。然而，排膠過程中，絕緣料沒有及時擠出。待絕緣層出料后，3種料在機頭處同步排膠。取一段擠塑的三層共擠線芯，經(jīng)冷卻后剝開，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外屏與絕緣界面均有拉痕，確定該現(xiàn)象產(chǎn)生在機頭位置。機頭排膠約15 min后，外屏界面條紋明顯減少，且模芯與導(dǎo)體間有輕微回料現(xiàn)象，決定正常開機后再取樣觀察。當線芯出下密封（硫化管下出口處）后，多次取樣剝離外屏，發(fā)現(xiàn)出線約15 m處，外屏與絕緣界面條紋消失，界面光滑。根據(jù)此次生產(chǎn)情況，確定內(nèi)外屏與絕緣界面的條紋是由于機頭排膠時內(nèi)外屏蔽回膠所導(dǎo)致，待再次驗證后確定。三層共擠機頭剖面圖，如圖3所示。

圖3 機頭剖面圖

再次開機后，當機頭排膠時內(nèi)屏料出模具后立即停掉，外屏料在排到公模口前停掉，待絕緣料排出公模口后，同時啟動內(nèi)外屏同步排膠，約5 min后機頭處取樣，冷卻后檢查內(nèi)外屏與絕緣界面光滑無異常。繼續(xù)排膠約5 min后啟機，當線芯出下密封后，分別于出線3 m和20 m處取樣。經(jīng)查看，內(nèi)外屏與絕緣界面光滑無異常。出線50 m和300 m處取樣，經(jīng)檢驗硅油檢查界面光滑無異常。送檢檢測后，剝離力試驗結(jié)果如表3所示。

表3 試驗結(jié)果

至此，生產(chǎn)A廠材料出現(xiàn)的中壓交聯(lián)線芯，啟機時內(nèi)外屏蔽與絕緣界面產(chǎn)生條紋且外屏與絕緣粘連的問題的根本原因，已確定是擠塑操作的方法存在問題，操作時應(yīng)將3種料同步出膠擠制。

3 結(jié)語

經(jīng)過長時間多次試制、取樣測試的大量數(shù)據(jù)分析，最終確定了造成絕緣屏蔽與絕緣線芯粘連的根本原因，可為解決類似問題提供一種新的技術(shù)方案。