化学交联简介

工艺方式

化学交联电缆料加工设备简介

硅烷交联电缆料设备

目前我国电缆行情

化学交联简介

交联电缆是交联聚乙烯绝缘电缆的简称。交联电缆适用于工频交流电压500KV及以下的输配电线路中。目前高压电缆绝大部分都采用了交联聚乙烯绝缘。交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料。最常用的材料为交联聚乙烯（XLPE）。 过程是将线性分子结构的聚乙烯（PE）材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。最常用的材料为交联聚乙烯（XLPE）。交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯（PE）材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。使得长期允许工作温度由70℃提高到90℃（或更高），短路允许温度由140℃提高到250℃（或更高），在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能。交联工艺目前电缆行业生产交联电缆的

工艺方式

分为三类：

第一类　过氧化物化学交联，包括饱合蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联，国内均采用第二种即干法化学交联；

第二类　硅烷化学交联；

第三类　辐照交联。

1、 惰性气体交联――干法化学交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV级。

2、 硅烷化学交联――温水交联采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-950C热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。一般最高电压等级仅达10KV。

3、 辐照交联――物理交联采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下，考虑几何因数，生产电缆的电压等级仅能达到10KV，优势在6KV以下。

化学交联电缆料加工设备简介

化学交联电缆料造粒机：三杆电子矢量称-------双螺杆造粒机----------单螺杆造粒机--------偏心水环造粒-------离心脱水机-----一级旋风分离器---------二级旋风分离器-------加长风冷振动筛------成品料仓。化学交联电缆料造粒机 特点：将双螺杆高速，强混炼与单螺杆低速，低温，弱剪切特性相结合，扬长避短，工艺自动化程度高，流水线作业化学交联电缆料造粒机， 分散效果优异，产量高，工况清洁，是当今热敏性，化学交联电缆料造粒机剪敏性物料高效配混改性的首选机型。

硅烷交联电缆料设备

特点：全性能挤出特性这是一种应用于低压力缆绝缘，通过暴露于水份中完成交联的硅烷可交联聚乙烯电缆料。本设备是为电压等级10KV及以下交联架空电缆及交联力缆专门设计的造粒机。一步法硅烷交联技术生产的。生产工艺中利用了一种特殊的能够使添加剂和硅烷均匀吸附到未接枝聚乙烯颗粒中的方法, 因此储存期特长且不易产生预交联和焦烧，也无需添加其它任何催化剂/添加剂(色母料或碳黑除外)。本电缆料在挤出前是热塑性材料，但在高温挤出时快速完成接枝制成成品后在水份及温度存在的条件下完成交联而成为热固性材料。色母料：建议在使用色母料或碳黑母料前预先在70℃的条件下干燥4小时后再混入交联料(本交联料不需也不能干燥).

硅烷交联电缆料造粒机：高混机-------双螺杆造粒机--------摇罐--------真空包装

目前我国电缆行情

1　我国电缆料行业现状

2000年我国经济回暖,大部分电线电缆生产企业订单猛增,造成了电缆料供不应求,部分产品甚至出现脱销。上海石化股份有限公司2000年三季度在太原召开塑料产品座谈会,许多用户强烈要求增加电缆料供应量,但因上海石化已满负荷生产,公司有关负责人只得再三表示歉意,由此可以看到国内电缆料市场的需求旺盛。

目前我国电缆料的生产大体可以分为几种情况:一是化工行业企业生产,代表性的企业为上海化工厂、北京燕山石化、大庆石油化工等企业,他们都有电缆料产品,在国内有自己的市场份额;另一种是电缆厂自己生产电缆料,基本是以本企业自给自足为目的,也有少量外销,这类企业很多,郑州电缆厂、北京电缆厂、河北永进电缆集团及天津安琪尔集团有限公司等均有自己的电缆料生产车间;第三种是专业的电缆料生产企业生产。

近几年来,我国电缆料生产企业有了很大的发展,特别是一些民营企业,在生产规模、产品结构调整及新产品开发上顺应市场需求,有很大的提高。在高压电缆料方面,依然是一些国际知名公司占据着电缆料的国内市场。

1.1　电力电缆用绝缘料

电力电缆是电缆料的巨大用户,有2/3的电缆料生产企业生产电力电缆绝缘料。

用于城乡电网“两网"改造的电力电缆,近两年来市场形势持续看好,6～35kV中压电缆年需求有可能达到3.5万km左右。而110kV超高压电缆有可能达到800km左右。在国外10kV交联电缆为600mm,220kV交联电缆为1000mm,而我国10kV电缆的供货规格较小,截面积为150mm,以3芯150mm为代表规格核算,则每公里电缆约需绝缘和半导电屏蔽料为1.1t,其中绝缘料为800kg,内半导电屏蔽料为90kg,外半导电屏蔽料为210kg。

我国电网发电需大量应用1～10kV架空绝缘电缆,数量多达数万公里,每年需耗用硅烧和辐照交联聚乙烯产品数千吨。

低压电缆主要用硅烧交联聚乙烯料,硅烧交联聚乙烯料目前的情况是供大于求,年产量约为5万km,比较大的生产企业一条生产线就具有年生产7000t的能力。

可交联聚乙烯在我国电力电缆生产中是主要的绝缘材料,目前中压电缆(10kV级)用可交联料国内可以自给,年用量大致为18000～22000t。此外,我国目前内半导电屏蔽料的需求约为2200t,外半导电屏蔽料的需求为5000t。

我国目前高压电缆用可交联料基本全部进口,用量大致为每年1500～2000t。目前国际上电缆绝缘料已形成几个大集团,如大家熟知的美国联炭、北欧化工这些集团都有雄厚的资金和技术力量。国内各电缆企业和电缆料企业,目前还属于分散经营状态,不能形成大企业和大集团,在市场的剧烈竞争中面临困境。从目前国产的35kV及以下中压电缆绝缘料和屏蔽料来看,稳定性差,质量没有保证口从企业的装备水平看,很多电缆料企业缺乏技术和检测手段,有些厂没有流变特性测量设备,没有绝缘料水份测试设备,没有杂质检测设备。在国外这些都是最起码的检测装置。国外的大公司均有红外分光光度仪、质谱仪等绝缘结构分析设备,均具备如DsC热差扫描分析设备,用以检验绝缘料的理化性能,有些大公司还有大型高倍电子显微镜等微观分析设备,备有各种新技术新配方。应该说,如果我国电缆料生产企业的产品进入110kV高压电缆绝缘料领域,就是进入了电缆料行业的高新科技领域了。我国目前110kV电缆的需求约500km/年,今年可达800km/年,每公里电缆需超净绝缘料约2.5t,年需超净绝缘料约moot,有较好的技术经济效益。如果国内某些具备较好基础的绝缘料厂和国外大公司合资经营,利用国外的技术和资金开发生产超高压电缆料,是有可能加快实现中高压绝缘料的国产化进程的。

1.2　电气装备线用绝缘料

在各类工程建设中,阻燃电缆的用量逐步增加,耐火电缆也列入消防规范之一,电力电缆、控制电缆、信号电缆、仪器仪表电缆、计算机电缆、热电偶电缆等,均要求阻燃,近几年已有部分地区的消防部门要求使用元卤阻燃材料,因而低烟元卤材料是发展方向。当前用量较大的是低烟元卤热塑性护套料,少量用可交联型护套料。此外有一些要求高的工程,电缆绝缘要求用可交联低烟元卤材料。目前低烟元卤护套料绝大部分为进口料,其国产化要求依然是国内电缆料生产企业应研究的课题,估计近期年用量可达1000t左右。

电气装备用电线电缆由于使用范围较广,用户对装备线的要求五花八门,用户的使用要求百分之百的转嫁到对电缆料的要求上来。

(1)机械性电机引接电缆、汽车低压电缆、机车车辆电线、石油平台用电缆等,性能要求各有差异,如抗张强度、断裂伸长率等。

(2)阻燃性能包括阻燃或非阻燃、含卤或无卤、烟密度等。

(3)绝缘性能包括老化温度和指标、绝缘厚度、体积电阻系数等。

(4)工艺性能包括易撕裂、易剥性能等。

(5)抗断裂性在十分恶劣的矿井工作条件下,矿用电缆均要求外绝缘层具有一定机械强度。

(6)其他性能包括耐刮性能、耐油性能、超薄等。

这些指标相互制约,不能用一个牌号满足全部产品要求,实际上也没有全能牌号。这类电线电缆的温 其他性能包括耐刮性能、耐油性能、超薄等。

这些指标相互制约,不能用一个牌号满足全部产品要求,实际上也没有全能牌号。这类电线电缆的温度等级可考虑90℃、105℃、125℃、135℃、150℃五级。化学性能侧重于提高耐油性能,机械性能侧重于提高断裂伸长率和保持适当抗张强度,工艺性能侧重于提高出胶量并保证表面光洁,此外超薄绝缘电线电缆料,应控制其杂质,提高耐刮性能。

在市场预测方面,从历年的统计数字来分析,以电机引接电线来计算,当年产量达到2000km时,年消能电缆料300t。其他用途的装备线由于过于繁杂,元法预测市场需求。

1.3　半导电屏蔽材料

半导电屏蔽材料是中、高压电力电缆必须的配套材料,最初认为半导电层屏蔽层起到均匀电场的作用,长期运行经验说明半导电屏蔽对电缆使用寿命有较大关系,例如屏蔽的光洁性、屏蔽与绝缘的粘结、杂质的迁移,这些对电缆有潜伏性影响。国外高压和超高压交联电缆用半导电屏蔽料指标要求很高,国内技术不过关,目前依赖进口。就10kV电力电缆用屏蔽料而言,国产料的性能和工艺也并不很理想。内外屏蔽料与绝缘料用量的比例大致为400:100,估计我国屏蔽料年用量为8000～10000t。 伴热电缆(也有称自控温电热带)属另二个产品领域,国内基本没有生产,主要原因是正温度系数电热材料(也称PTCR效应)国内没有供应,产品完全依赖进口。这类产品和材料的利润十分丰厚,期望不久的将来能实现国产化。

2　2001年电缆料行业的预测

预测当前我国国内电缆工业(电力电缆、装备线、通讯电缆)消耗塑料总量约为22万t/年,其中聚乙烯电缆料约为12万t,包括绝缘、护套、阻燃料,共占60%;其余主要为聚乙烯电缆料,包括绝缘、护套及全部可交联聚乙烯(含交联聚烯经)料。到2005年总量可能增加到27万t,预测2001年可交联料和低烟无卤阻燃材料会有较大的增长。

2.1　我国电缆料行业尚待开发的产品

(1)半导电扎紧带

国家标准规定超过500mm2的电缆导体外应有半导电扎紧带,其目的是扎紧导体防止导体在加工过程中松开,使电缆擦伤和损坏模具,又可避免半导电层嵌入大截面导体,这种结构供电局等用户也很欢迎,绝缘可从导体上很方便的剥切下来,最近生产的阻水电缆中还希望该扎紧带有阻水功能,在中压电缆中将有较好的市场价格。

(2)导体阻水材料　1EC60502一97中已提供了纵向阻水电缆的试验方法,生产导体阻水电缆。国内已有郑州、沈阳等地可生产阻水膨胀纱用于导体的阻水。该产品也可用于铝芯架空绝缘线的导体进水后的腐蚀,具有广阔的市场。

(3)超光滑内半导电料

在国标中对低压电缆可以采用可塑半导电料代替导电交联料,对于高压电缆应采用交联型超光滑料,国内尚不能生产。

(4)三芯电缆填充料

大截面电缆用填充料国内生产企业反映太硬。

(5)PE护套外石墨导电涂层

国内已能生产PVC护套外石墨导电涂层,导电性能好,但对于PE护套,国内尚不能生产导电涂层材料。

(6)元卤阻燃电缆隔离层

虽然由于防火的要求,阻燃电缆需求量大,元卤电缆也在生产,但由于无卤电缆料成本高,在我国依然是有卤阻燃电缆居多,近年有些单位生产了隔氧层电缆,应用于油田中。在电缆中电缆隔离层改为阻燃剂含量很高的隔火层,可通过A、B类防火试验。但外隔离层要求有足够的机械性能,又要阻燃。目前国内可生产此类的元卤阻燃电缆隔离层的企业尚不多。

(7)耐油料

普通PVC电缆料不耐油,但用于机床、汽车、制造加工的机器内部必须耐油,目前有些企业生产了耐油PVC料,可惜缺乏市场宣传,许多用户不知道。

(8)亚光材料

目前,室内信息化办公用的设备需要一种外观和手感似皮革柔软亚光的电线,这就必须使用亚光材料,国内是使用微交联PVC在配方中增加可产生亚光效果的增塑剂,但生产企业还是不多。

(9)辐照交联电缆料

辐照PVC电料在我国使用不多,但近几年发生了变化,一是汽车行业要求使用辐照PVC电料;二是交联电缆在建筑上的应用逐渐增多。电缆、料生产企业要多开发出这些产品。