根據(jù)電纜敷設(shè)場(chǎng)合的不同,高壓交聯(lián)電纜通常采用三種金屬套:鉛套(適用于海底電力電纜線路、地下水位高和腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)合),波紋鋁套(除了必須用鉛套的場(chǎng)合外,一般直埋敷設(shè)時(shí),可選擇平滑或波紋鋁套),鋁塑綜合護(hù)層(適用于電纜隧道、電纜夾層以及排管線路等外力破壞幾率小、短路容量較小、比較干燥的場(chǎng)合).
對(duì)于上述三種高壓交聯(lián)電纜金屬套,有人認(rèn)為:對(duì)于高壓交聯(lián)電纜金屬套而言,無縫的比有縫的好,連續(xù)擠壓的比非連續(xù)擠壓的好.于是,一大批電纜廠不惜巨資進(jìn)口連續(xù)壓鉛機(jī)、壓鋁機(jī)或擠鋁機(jī).但有些電纜廠仍采用焊接軋紋設(shè)備.縱觀全球線纜行業(yè),世界各地凡是允許使用波紋鋁套的電力線路,都在大力推廣應(yīng)用焊接波紋鋁套電力電纜.比如美國南方電線公司的高壓和超高壓交聯(lián)電纜,已幾乎全部改用焊接波紋金屬套結(jié)構(gòu).
金屬套設(shè)備該如何選
那么選用何種高壓交聯(lián)電纜金屬套設(shè)備?線纜生產(chǎn)商可在滿足電纜性能要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)自身的人力、物力和財(cái)力做出決定.
一般而言,企業(yè)應(yīng)從所要制造的金屬套的性能和經(jīng)濟(jì)性考慮六個(gè)方面:
1、防潮性能:金屬套必須無破洞、砂眼、夾雜和裂縫等缺陷,確保具有良好的防水、擋潮、密封性能.
2、屏蔽性能:滿足系統(tǒng)電氣性能要求,具有結(jié)構(gòu)上的電氣連續(xù)性,確保能夠傳導(dǎo)額定短路電流.
3、機(jī)械保護(hù):堅(jiān)固、抗震,能抵抗內(nèi)部熱膨脹和外部機(jī)械應(yīng)力.
4、長(zhǎng)期穩(wěn)定性:具有長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性,確保電纜正常使用壽命.
5、經(jīng)濟(jì)性:選擇合理的性價(jià)比.
目前,高壓交聯(lián)電纜金屬套設(shè)備主要包括傳統(tǒng)連續(xù)立式壓鋁機(jī)、康仿連續(xù)擠鋁機(jī)和縱包焊接機(jī).從經(jīng)濟(jì)上考慮,應(yīng)選用性價(jià)比合理BWE連續(xù)擠鋁機(jī)、尤尼威馬縱包焊接機(jī)或者國產(chǎn)縱包焊接機(jī).當(dāng)然,BWE-SECRI和神馬科技制造的康仿型連續(xù)擠鋁機(jī),成都聯(lián)士和新泰合利制造的縱包焊接機(jī),都有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄,也是首選的金屬套設(shè)備.
對(duì)此,電纜用戶企業(yè)也發(fā)表了自己的觀點(diǎn).他們認(rèn)可無縫金屬護(hù)套,抵制使用焊接型金屬套.但近幾年來,很多使用縱包焊接設(shè)備生產(chǎn)金屬套的企業(yè)并沒有發(fā)生什么問題,電力部門的觀點(diǎn)也有所轉(zhuǎn)變.
金屬套設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)觀
首先談一下高壓交聯(lián)電纜金屬套設(shè)備在國外的發(fā)展趨勢(shì).國外從1797年開始用擠壓法制作電纜的鉛套,直到1900年以前,世界上幾乎所有的大型電纜廠都是用活塞式擠壓機(jī)制造鉛套電纜.但由于鉛套的機(jī)械強(qiáng)度小、重量大,后來又改用鉛合金.但鉛和鉛合金套在電纜受振動(dòng)、反復(fù)彎曲和熱循環(huán)時(shí)會(huì)發(fā)生再結(jié)晶,進(jìn)而形成微細(xì)裂紋,降低了阻水性能.鋁套包括擠壓型(包括壓鋁和擠鋁)、焊接型以及復(fù)合鋁帶型三種,其中陸用電纜以焊接波紋型應(yīng)用最多.由于鋁的耐腐蝕性差,已不再推薦海底電纜使用鋁套.復(fù)合鋁帶綜合護(hù)層由法國最先研制成功并使用.鋁帶的厚度為0.1-0.3mm,單面涂覆聚乙烯共聚物,縱包在電纜芯上并搭蓋粘結(jié).高壓交聯(lián)電纜
截至目前,歐洲除了還在一些400k和500kV電纜上使用鉛套之外,已基本上拋棄了傳統(tǒng)的立式壓鋁機(jī),而大量采用焊接設(shè)備.雖然歐美一些電纜公司,例如美國南方電線公司、德ABB、法國西萊克(Silec)和耐克森(Nexans)等的高壓交聯(lián)電纜在采用各種形式的金屬護(hù)層:鋁帶+銅絲、鉛包、鉛包+銅絲、平滑焊接鋁套、波紋焊接鋁套,69kV和115kV級(jí)電纜也采用鋁帶粘結(jié)綜合護(hù)層,但是除了海底電纜采用鉛合金套之外,陸用電纜采用最多的是焊接型鋁套.
多年來,我國電力部門選擇金屬套的順序是擠壓鉛套-擠壓鋁套-焊接鋁套-鋁塑綜合套.在陸用電纜金屬套的選擇上,焊接鋁套曾受歧視,而擠壓鋁套受歡迎,迫使一些電纜制造廠不惜重金進(jìn)口二手壓鋁機(jī).由于國內(nèi)鋁套焊接軋紋設(shè)備不斷改進(jìn)、檢測(cè)手段不斷完善以及輔助阻水材料不斷進(jìn)步,使焊接鋁套的質(zhì)量和電纜整體防水密封性大大提高,焊接鋁套電纜逐步被用戶接受,至今已成為高壓交聯(lián)電纜金屬套的主流.
科學(xué)對(duì)待高壓交聯(lián)電纜金屬套
電纜生產(chǎn)商和電纜用戶長(zhǎng)期以來一直糾結(jié)于高壓交聯(lián)電纜金屬套的"有縫好還是無縫好?",一些使用"無縫"金屬套設(shè)備的生產(chǎn)商迫于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,攻擊使用"有縫"金屬套設(shè)備的廠家.電力部門出于防水密封性能的考慮,也一直奉行"無縫總比有縫好"的原則.
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,以上這些觀點(diǎn)都是不科學(xué)的,應(yīng)該以歷史的、發(fā)展的和綜合的觀點(diǎn)科學(xué)地對(duì)待電纜金屬套.因?yàn)閿D壓型金屬套固然有其優(yōu)良的密封性能,但并非完美無缺,而焊接型金屬套并非一無是處.
上海電纜研究所曾經(jīng)進(jìn)行過焊接鋁套的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)焊縫的抗拉強(qiáng)度略大于焊縫周圍鋁的抗拉強(qiáng)度,還略大于鋁套本身的抗拉強(qiáng)度.此外,還進(jìn)行過波紋焊接鋁套電纜的溫度分布試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在焊縫處溫度到達(dá)700℃時(shí),用熱電偶分別測(cè)量鋁套內(nèi)阻水層上分別相隔90℃的三點(diǎn)溫度為69℃、43℃、37℃,在阻水層下則分別為34℃、26℃、27℃,其原因是鋁套只有一條焊縫,溫度雖高但能量不大,并且鋁的散熱很快,所以電纜絕緣上的溫度很低.同時(shí),西安交大絕緣研究室也進(jìn)行了電纜鋁護(hù)套焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算,在絕緣層附近的溫度基本上是40℃左右.兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果基本一致.
實(shí)踐證明,傳統(tǒng)的壓鋁機(jī)由于價(jià)格昂貴,其發(fā)展已經(jīng)幾乎走到了盡頭,很難再有進(jìn)一步的發(fā)展或革新;焊接型金屬套設(shè)備由于價(jià)格低、簡(jiǎn)單實(shí)用而正在世界各國大量推廣應(yīng)用,并正在不斷地改進(jìn)完善,具有相當(dāng)光明的發(fā)展前景.另外,康仿型擠鋁機(jī)的價(jià)格介于傳統(tǒng)立式壓鋁機(jī)和焊接機(jī)之間,并且已經(jīng)克服了一系列的技術(shù)難題,也會(huì)有較好的市場(chǎng)前景.
總之,從鉛套開始出現(xiàn)至今已有200多年的歷史,而在出現(xiàn)高壓和超高壓交聯(lián)電纜的40多年來,金屬套的制造設(shè)備、工藝、檢測(cè)手段都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,并且還在發(fā)展、完善之中.我們應(yīng)客觀地對(duì)待各種類型的金屬套設(shè)備,用科學(xué)發(fā)展的觀點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn),指導(dǎo)設(shè)備的選擇.此外,高壓電纜制造廠應(yīng)從設(shè)備的性價(jià)比、工藝復(fù)雜程度、材料性能及來源來考慮設(shè)備.未來,焊接型鋁套將從電纜的性價(jià)比、采購成本和供貨能力三個(gè)方面突顯出來,有望成為高壓和超高壓交聯(lián)電纜金屬套的主流.
