采用扇形导体降低三芯交联电缆的制造成本

随着国民经济的快速发展和技术的进步，市场对电线电缆产品提出了高质量和低价格的要求。这就需要对现有常规产品进行研究，充分发掘潜能，以创造更大的技术经济效益。目前交联聚乙烯绝缘电力电缆(以下简称交联电缆)的导体多用圆形紧压绞合导体，该结构的导体在绝缘挤出和多芯成缆时的工艺控制和操作都较简单，但圆形的绝缘线芯在成缆时都要用填充材料填充空隙，以保证成缆后成品电缆外观的圆整度。这在增加电缆辅助材料的同时，也增加了电缆的外径，无形中又增加了后道工序的材料用量，增加了电缆的制造成本。在新的电缆国家标准中由于取消了原规定的交联聚乙烯绝缘电力电缆导体为圆形紧压的限制，考虑到上述额外的材料用量，如果把导体改作扇形，使扇形的绝缘线芯成缆后正好形成圆形，这不但可以大大减少缆芯的成缆填充材料，同时降低了成缆外径，使后道工序的材料用量也可减少，从而降低电缆的制造成本。

l 技术关键

根据上述情况，设计了相应的电缆结构。关键问题是由于扇形导体外表面的曲率半径小于同截面的圆形导体，造成相邻绝缘层的局部电场强度较高，要较好地解决这问题，必须对扇形导体截面进行优化设计。交联电缆的半导电屏蔽层和绝缘层挤制为三层共挤，采用常规圆形紧压导体三层共挤时其偏心度就不易控制，更何况对扇形导体的三层共挤，其工艺难度可想而知。我们经过多次摸索反复试制，最终设计出一套三层共挤模具，从而基本解决了扇形导体的绝缘挤出的工艺难点。

2 工艺工装的设计和试验

因为扇形导体在塑力缆的绝缘挤制时通常为单层挤出，一般可直接采用圆形挤管式模具。而CCV机组的绝缘挤出为三层共挤，胶料流动状态比较复杂。为获得良好的绝缘形状，必须采用合适的模具。我厂先后采用了以下四种试验方案。

2.1 模芯模套全部采用扇形，挤压式

实际挤制后发现，虽然线芯和模口均为扇形，但挤出的绝缘层厚度极不均匀，扇形两翼处的绝缘厚度最小，在扇形面处的绝缘层厚度较大，结果是绝缘线芯外观呈扇形不大明显，而接近于圆形。分析原因认为，挤压式模具使熔融的胶料在流道中存在压力，而由于模口处的扇形使得出口处压力不均，导致在截面上出胶量存在较大差异，从而造成扇形形状不明显而成为圆形。

2.2 模芯为圆型、模套为扇形，半挤管式

经多次调偏处理，绝缘线芯周边厚度基本均匀，外观基本呈现扇形，但由于挤管式模具的压力较小，在挤出时胶料与导体不能很好结合，造成胶料下垂;对机头进行抽真空，胶料下垂现象消失，但在扇形面上有起筋现象。分析起筋原因认为是模口处的流道压力不均匀，在扇形周边两直边与圆弧边存在较大的压差，导致厚度较难控制。

2.3 模芯和模套都为圆形，挤管式

机头模口处仍用抽真空处理，对绝缘调偏后，绝缘层的扇形截面基本成型，扇形周边厚度基本均匀。但绝缘线芯经交联管交联并冷却后，发现扇形的绝缘层又出现两翼处薄、两直边厚的情形。经分析认为：挤包在扇形导体上的聚乙烯层在进入交联管中，但交联固化尚未形成之前，有相当一段时间仍处于熔融状态，因此由于表面张力的作用，使得扇形周边

的厚度发生变化。

2.4 模芯为圆形、模套为椭圆，挤管式

该套模具是有意加大了扇形两个边角处的绝缘挤出厚度。经挤出、交联并冷却后，扇形周边厚度基本均匀，但圆弧边的厚度略薄于两直边。为使最薄点满足国标要求，只得加大了整体的挤出厚度。

3 试制结果

经反复试制比较，采用了最后设计的模芯为圆形、模套为椭圆的挤管式模具，挤出了一批YJV228.7/10kV 3× 240 mm 的绝缘线芯，经成缆等多道工艺制成电缆并通过性能试验，已交付用户使用。

4 成本对比分析

以YJV22 8.7/lo kV 3×240 mm 交联电缆为例，对10 kV交联电缆用扇形导体与圆形导体进行对比分析，每公里扇形导体的交联电缆所节约的材料成本为836元。若10 kV三芯交联电缆每年按500 km计算，则每年可节约人民币41.8万元。

经测量，绝缘线芯成缆后缆芯的外径有所减小，但减小幅度不够理想。主要原因是：虽然绝缘层的扇形形状相对较好，但仍在圆弧边处存在较大偏差，从而导致成缆后缆芯的外径偏大，不够理想。因此，今后应进一步对模具及流道进行改进，最大限度地使包覆在扇形导体上的绝缘厚度接近理想状态，以获得最小的成缆和成品外径。大幅度的降低成本。