摘要：圓形的交聯(lián)聚乙烯絕緣線芯在成纜時都要用填充材料填充空隙，無形中增加了電纜外徑，也增加了后道工序的材料用量。如果把導(dǎo)體改作扇形，使扇形的絕緣線芯成纜后正好形成圓形這樣就可以大大減少纜芯的成纜填充材料，同時也降低了成纜外徑，使后道工序的材料用量減少，從而降低電纜制造成本。
關(guān)鍵詞：交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜；扇形導(dǎo)體；擠壓式模具
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，市場對電線電纜產(chǎn)品提出了高質(zhì)量和低價格的要求。這就需要對現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品進(jìn)行研究，充分發(fā)掘潛能，以創(chuàng)造更大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。目前交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡稱交聯(lián)電纜)的導(dǎo)體多用圓形緊壓絞合導(dǎo)體，該結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體在絕緣擠出和多芯成纜時的工藝控制和操作都較簡單，但圓形的絕緣線芯在成纜時都要用填充材料填充空隙，以保證成纜后成品電纜外觀的圓整度。這在增加電纜輔助材料的同時，也增加了電纜的外徑，無形中又增加了后道工序的材料用量，增加了電纜的制造成本。在新的電纜國家標(biāo)準(zhǔn)中由于取消了原規(guī)定的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜導(dǎo)體為圓形緊壓的限制，考慮到上述額外的材料用量，如果把導(dǎo)體改作扇形，使扇形的絕緣線芯成纜后正好形成圓形，這不但可以大大減少纜芯的成纜填充材料，同時降低了成纜外徑，使后道工序的材料用量也可減少，從而降低電纜的制造成本。
l 技術(shù)關(guān)鍵
根據(jù)上述情況，設(shè)計了相應(yīng)的電纜結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵問題是由于扇形導(dǎo)體外表面的曲率半徑小于同截面的圓形導(dǎo)體，造成相鄰絕緣層的局部電場強(qiáng)度較高，要較好地解決這問題，必須對扇形導(dǎo)體截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。交聯(lián)電纜的半導(dǎo)電屏蔽層和絕緣層擠制為三層共擠，采用常規(guī)圓形緊壓導(dǎo)體三層共擠時其偏心度就不易控制，更何況對扇形導(dǎo)體的三層共擠，其工藝難度可想而知。我們經(jīng)過多次摸索反復(fù)試制，最終設(shè)計出一套三層共擠模具，從而基本解決了扇形導(dǎo)體的絕緣擠出的工藝難點。
2 工藝工裝的設(shè)計和試驗
因為扇形導(dǎo)體在塑力纜的絕緣擠制時通常為單層擠出，一般可直接采用圓形擠管式模具。而CCV機(jī)組的絕緣擠出為三層共擠，膠料流動狀態(tài)比較復(fù)雜。為獲得良好的絕緣形狀，必須采用合適的模具。我廠先后采用了以下四種試驗方案。
2．1 模芯模套全部采用扇形，擠壓式
實際擠制后發(fā)現(xiàn)，雖然線芯和模口均為扇形，但擠出的絕緣層厚度極不均勻，扇形兩翼處的絕緣厚度最小，在扇形面處的絕緣層厚度較大，結(jié)果是絕緣線芯外觀呈扇形不大明顯，而接近于圓形。分析原因認(rèn)為，擠壓式模具使熔融的膠料在流道中存在壓力，而由于模口處的扇形使得出口處壓力不均，導(dǎo)致在截面上出膠量存在較大差異，從而造成扇形形狀不明顯而成為圓形。
2．2 模芯為圓型、模套為扇形，半擠管式
經(jīng)多次調(diào)偏處理，絕緣線芯周邊厚度基本均勻，外觀基本呈現(xiàn)扇形，但由于擠管式模具的壓力較小，在擠出時膠料與導(dǎo)體不能很好結(jié)合，造成膠料下垂；對機(jī)頭進(jìn)行抽真空，膠料下垂現(xiàn)象消失，但在扇形面上有起筋現(xiàn)象。分析起筋原因認(rèn)為是模口處的流道壓力不均勻，在扇形周邊兩直邊與圓弧邊存在較大的壓差，導(dǎo)致厚度較難控制。
2．3 模芯和模套都為圓形，擠管式
機(jī)頭模口處仍用抽真空處理，對絕緣調(diào)偏后，絕緣層的扇形截面基本成型，扇形周邊厚度基本均勻。但絕緣線芯經(jīng)交聯(lián)管交聯(lián)并冷卻后，發(fā)現(xiàn)扇形的絕緣層又出現(xiàn)兩翼處薄、兩直邊厚的情形。經(jīng)分析認(rèn)為：擠包在扇形導(dǎo)體上的聚乙烯層在進(jìn)入交聯(lián)管中，但交聯(lián)固化尚未形成之前，有相當(dāng)一段時間仍處于熔融狀態(tài)，因此由于表面張力的作用，使得扇形周邊
的厚度發(fā)生變化。
2．4 模芯為圓形、模套為橢圓，擠管式
該套模具是有意加大了扇形兩個邊角處的絕緣擠出厚度。經(jīng)擠出、交聯(lián)并冷卻后，扇形周邊厚度基本均勻，但圓弧邊的厚度略薄于兩直邊。為使最薄點滿足國標(biāo)要求，只得加大了整體的擠出厚度。
3 試制結(jié)果
經(jīng)反復(fù)試制比較，采用了最后設(shè)計的模芯為圓形、模套為橢圓的擠管式模具，擠出了一批YJV228．7／10kV 3× 240 mm 的絕緣線芯，經(jīng)成纜等多道工藝制成電纜并通過性能試驗，已交付用戶使用。
4 成本對比分析
以YJV22 8．7／lo kV 3×240 mm 交聯(lián)電纜為例，對10 kV交聯(lián)電纜用扇形導(dǎo)體與圓形導(dǎo)體進(jìn)行對比分析，每公里扇形導(dǎo)體的交聯(lián)電纜所節(jié)約的材料成本為836元。若10 kV三芯交聯(lián)電纜每年按500 km計算，則每年可節(jié)約人民幣41．8萬元。
5 結(jié)束語
經(jīng)測量，絕緣線芯成纜后纜芯的外徑有所減小，但減小幅度不夠理想。主要原因是：雖然絕緣層的扇形形狀相對較好，但仍在圓弧邊處存在較大偏差，從而導(dǎo)致成纜后纜芯的外徑偏大，不夠理想。因此，今后應(yīng)進(jìn)一步對模具及流道進(jìn)行改進(jìn)，最大限度地使包覆在扇形導(dǎo)體上的絕緣厚度接近理想狀態(tài)，以獲得最小的成纜和成品外徑。大幅度的降低成本。