摘要：在经济发展和市场需求的双重作用下，交联聚乙烯绝缘电缆的需求量和使用量不断增加，人们对交联聚乙烯电缆产品的性能也有了更高的要求。和其他类型的电缆类型相比，交联聚乙烯绝缘电缆的结构更加简单，无油，且耐高温，不受敷设高差的限制，安装过程也非常的便利，可减少输电过程中产生的电力损耗情况，属于一种优良的绝缘材料。为此，本文分析了交联聚乙烯绝缘电缆的交联技术，探讨了当前该类型电缆的生产工艺，并对其未来的发展进行了展望，希望能够为电缆行业的发展提供一些理论上的参考和建议。
关键词：交联聚乙烯；绝缘电缆；生产工艺；交联技术
按照绝缘材料的性质，电力电缆可分为油纸绝缘、橡胶绝缘和塑料绝缘三种类型，其中，油纸绝缘的应用时间较长，其缺点在于多油，对敷设高度要求较高，不适宜超高电压的使用。橡胶绝缘有着较高的柔韧性，但是其耐臭氧、耐油、耐高压电的性能较差[1]，应用限制较大。交联聚乙烯绝缘电缆是塑料绝缘中的一种，和其他两种电缆类型相比，其性能更加稳定，具有耐高压、耐油、敷设高度不限、耐老化、防变形的有限，是当前应用较为广泛的一种绝缘材料。本文将从交联聚乙烯绝缘电缆的生产工艺和交联技术出发，对该电缆类型进行深入分析，具体如下。
一、交联聚乙烯绝缘电缆的交联技术
1、物理交联与化学交联
聚乙烯的物理交联过程指的是利用高能电子辐射法，将聚乙烯材料中的氢原子去除，使痰-碳链合分子交联。物理交联中，使用的硅烷交联和电子束辐射交联都不需要再次加压，前者主要依靠化学接枝方法将聚乙烯分子交联起来，后者则需要电子射线使聚乙烯分子交联起来，因此，物理交联只适用于1kV和薄绝缘的控制电缆。化学交联指的是在聚乙烯分子材料中加入有机过氧化物，通过过氧化物的化学分解过程，促使游离基与氢原子相结合，使聚乙烯分子连接起来，形成交联聚乙烯结构。化学交联中，游离基的产生过程需要加热作为主要条件，因此会产生一些水和气体，这是一种发泡反应，需要进行再次加压处理。加压后，聚乙烯会形成一种多孔材料，且材料中含有的水分较多，微孔的尺寸相对较大。以往的应用经验表明，干式交联法和湿式交联法相比，形成的电缆性能较好。
2、紫外光交联
紫外光交联指的是在聚烯烃材料中加入光引发剂，通过紫外光照射，使光引发剂引发自由基产生，进而发生快速聚合反应，形成三维结构的交联聚烯烃。聚烯烃材料交联后，其耐高温、耐溶解的性能有所增强，且电气性能和力学性能也有了较大的改善。交联技术生产的电缆产品性能均较为优越，尤其是在力学性能和耐温性能上，应用效果非常好。紫外光交联技术和利用过氧化物发热的化学交联法相类似，其生产工艺均具有连续性，但是紫外光交联法只需要对普通生产线进行改动，且需要的场地较小，只需安置一个专门的紫外光交联设备，就能保证整个交联过程的顺利进行，具有投资小、收效快、经济利益好的特点[2]。当前，紫外光交联技术已经成为了物理交联和化学交联两种技术的补充，三者之间有取长补短的联系。
二、交联聚乙烯绝缘电缆的生产工艺分析
电缆产品的制造过程与机电产品的生产方法是完全不同的。机电产品主要依靠零件装配成部件、部件装配成单台产品的模式进行生产，产品按照件、台统计。而电缆是从导体加工为基础，通过在导体外围加设绝缘、成揽和保护而形成电缆产品，长度是其基本单位，这一过程说明，电缆产品的结构非常复杂，且其制造过程有着特有的工艺和特点。
按照工作条件、铺设区域和生产场地、使用特性的不同，交联聚乙烯电缆的生产过程也是有不同形式的。一般来说，交联聚乙烯电缆包括了导电线芯、绝缘层、保护层三个大的结构，其制作过程可以分为准备原材料、拉丝、退火、绞线、绝缘、成品、内护层、装铠、外护层、成品等步骤，其中，最为重要的是绝缘和内护层、外护层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆交联聚乙烯电缆和生产工艺和传统电缆生产方法的区别在于：
①干式法交联。交联中，主要使用电加热的方式，将电缆围绕在硫化管外，从而将热量集中在绝缘材料上，利用管内的氮气对介质进行加压。
②挤出第二、三层。该过程需要使用3台挤出机，将屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层三层材料挤到1个机头上[3]，这个操作是非常复杂的，由于机头较大，材料分属于3个层次，因此对技术人员的要求也比较高。同时挤出3层材料，能够保证导体表面光滑，无突起，同时屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层三层材料能够紧密的连接在一起，可保证电缆的电气性能。
③以双盘收放线装置为主的导体储线设备。该设备可用于大批量的连结生产，可保证电缆的整体质量，减少材料浪费情况，减少成本消耗量，从而最大限度的缩小生产成本。
④材料密封加料系统及半导电材料干燥器。前者可以保证生产过程中材料的清洁，减少空气中杂质或者其他物质对材料的影响，保证电缆的电气性能。后者能够缩小挤出半导电屏蔽层时产生的微孔数量，同时降低微孔的尺寸大小，提高屏蔽层的性能。
⑤在线控制。目前新型的交联生产线都是通过计算机进行统一控制，这能够进一步提升硫化管的硫化速度，提升生产的速度，保证产品质量，自动剔除不合格的产品，进而降低了产品的不合格率。
三、交联聚乙烯电缆的生产工艺展望
从整体应用效果来看，交联聚乙烯电缆的的耐腐蚀能力强，对环境和敷设高度差的要求较小，加工过程十分简单，工艺流程短，操作方法简单，材料便宜且来源丰富，电气性能和机械性能较为优越，生产成本较低，有着较高的应用价值。近年来，随着敷设范围的不断扩大，技术部门对交联聚乙烯电缆的研究也在不断深化，很多技术人员认为，半导体屏蔽层的突起主要是由水分、杂质和微孔所引起的[4]，这时造成游离放电和电缆击穿的主要原因，因此，为了进一步提高交联聚乙烯电缆的运行安全性和适应性，需要不断优化和提高制作工艺，保证电缆的生产质量，避免半导体屏蔽层的突起。
可以预见，交联聚乙烯电缆应该向着更大容量、更长距离、超高电压的方向发展，尤其是近年来辐照和硅烷交联技术的日益成熟，更是给交联聚乙烯电缆的工艺改进提供了基础条件，交联聚乙烯绝缘电缆在耐油性、耐老化、耐腐蚀、耐热等性能上也在不断地改进。其次，交联聚乙烯电缆会逐渐环保化和阻燃化，这是当前建筑和电力行业不断发展的必然要求。塑料电缆燃烧时会产生大量的烟雾和有毒气体，这些气体不仅会对电子仪器和仪表造成不利影响，还会给人体和空气质量产生损害，而目前，人们对电缆防火性能的要求越来越高，因此在生产电缆时需要充分考虑到材料的防火性和环保型，进而保证周围环境的安全。
结束语：交联聚乙烯电缆是当前电力行业应用作为广泛的一种电缆类型，其质量将会直接影响某一区域的输配电系统性能。交联聚乙烯电缆主要分为物理交联、化学交联和紫外光交联三种类型，这三种类型有着各自的优缺点。从生产工艺上看，交联聚乙烯电缆的生产过程技术性较强，需要专门的技术人员进行管控，因此为了保证产品的质量，需要不断加强对生产过程的管理和监督，以此来保证电缆的整体性能。
参考文献：
[1]顾炯,韩高宝.交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺介绍及应用[J].建筑电气,2010,05（12）:46-48.
[2]陶鹏.中压交联聚乙烯电缆预制式接头施工工艺改进[J].供用电,2010,03（07）:54-56.
[3]戚琪,周翔,陈丽华.交联聚乙烯电缆生产工艺研究[J].广东工业大学学报(社会科学版),2010,11（23）:298-300.
[4]郝放,刘俊.6千伏交联聚乙烯电缆中间接头制作工艺[J].轻工科技,2012,06（15）:59-60.
论文作者:刘庆,邓达
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/9
标签：交联论文; 电缆论文; 聚乙烯论文; 材料论文; 性能论文; 紫外光论文; 生产工艺论文; 《基层建设》2017年3期论文;