电力电缆修补机开发与应用

练华云

（远东电缆有限公司，江苏 无锡214257）

0 引言

每个企业生产过程中总会有不合格品出现，如何减少不合格品是现代企业在生产过程中控制的关键。电线电缆生产企业的电力电缆（低压电缆）产品占企业的产值比例较高，一般生产企业都在50%以上，因为在电缆产品中电力电缆是市场需求量最大的产品，占整个市场需求的70%以上。而电力电缆修补机主要用于电缆生产过程中对绝缘、护套损坏处进行有效可控的修理，因此本设备的应用可提高企业的产品质量，减少成本输出，增加企业的竞争力。

1 电力电缆修补机

电力电缆修补机主要应用于电线电缆企业在生产过程中控制产品质量，对损坏电缆绝缘、护套进行修补，使产品达到合格要求。在我国电缆行业中对于电线电缆修补也是有规定的，当前对于35kV、110kV、220kV、550kV交联电缆国家都是不允许修理的，因为我们的修理工艺达不到产品的要求，但在实际应用中有很多企业都在根据故障与损坏情况对35kV电缆进行修理，但110kV、220kV、550kV电缆是没有人会修的，而且企业都不同意修理。

对于低压电缆根据损坏情况大多是可以维修的，维修后达到产品质量检测指标即可。但我们国家对此类电缆的修理没有专业的设备，都是靠人工简单维修来完成，维修质量差，外表控制不好，修理后材料的性能达不到产品要求。为解决以上问题，本次对电力电缆修补机进行研究与开发。从实际使用情况出发，电力电缆运行电压在380V以下，如果此类电缆在生产过程中出现绝缘、护套损坏根据实际情况都是可以修补的。因此为提高维修质量、降低公司成本，开发电力电缆修补机是非常重要、有意义的工作。

电力电缆修补机按修补电缆规格可分为布电线修补机、低压电缆修补机。布电线修补机主要修补0.5～6mm2电线电缆，低压电缆修补机主要修补10～240mm2电线电缆。本次主要对低压电缆修补机进行设备研究开发。

10～240mm2低压电缆结构特点与产品说明：线芯为10～240mm2，分单芯、多（三、四、五）芯；导体结构分圆形与扇形；线芯外径在5～13mm之间；绝缘、护套厚度一般在0.5～3mm之间，材料为PVC、PE、XLPE等。

本次设计的修补机主要为满足以上规格电线电缆的修补之用。

2 本电缆修补机的特点

为满足电缆修补要求，本修补机从实际使用角度出发，从温度控制、同心度控制、上下压紧系统3个方面来设计制作。本设备的特点是电缆修补时间短，维修后电缆绝缘、护套能达到一次挤出的热塑性能要求，能够较好地保证电缆绝缘护套厚度的均匀性、外表的圆整度，电缆维修处能够顺利通过高压试验。

电缆修补机的结构原理与控制系统：根据远东电缆有限公司2014年引进的布电线修补机与现市场户外橡套电缆修补机结构特点来设计本电缆修补机。为满足电缆修补时温度控制、同心度控制、上下压紧系统要求，对电缆修补机作如下分析与设计：

2.1 修补机的温度控制系统

根据低压电缆绝缘与护套料（PVC、XLPE、PE）热塑性要求，本设备加热温度为0～260℃可控，从制作成本、结构特点考虑选择一点温度，控制上下模具温度，实现上下模具温度同升同降的功能。温控表选用RKC品牌，温控精度达到±1℃，采用热电偶、固态继电器、接触器、温控表实行闭环控制。如何从结构特点角度控制温度向设备结构件传输热量，也是本修补机的关键，这里用文字描述较困难，图1说明了隔热控制的合理有效方法。

图1 温度控制系统

2.2 同心度控制结构与原理

电缆修补时保证修补绝缘与护套厚度要求极为重要，因此为保证电缆的绝缘与护套厚度，必须确保电缆线芯在中心位置修补，如图2所示，采用本结构能有效保证电缆绝缘与护套的修补厚度。模具上下压紧时，电线电缆在模具中心，确保模具与线芯四周间隙距离相等，有效保证修补厚度的均匀性。

2.3 上下压紧系统结构

本修补机模具压紧主要从方便员工操作与保证维修质量的角度出发。模具压紧方式有上下夹紧、前后夹紧，本次采用上下夹紧的方式。模具压紧操作方法有多种，如气动压紧、液压压紧、手动丝杆压紧、电动通过丝杆传动压紧，经过多次考虑本次采用气动压紧方式。

图2 同心度控制结构

2.4 模具材料选定、加工

修补机模具也是保证电缆维修质量好坏的关键因素，因此本修补机模具材料选型、尺寸设计是在进行了多次认真研究后确定下来的。本模具材料选用热作模具钢（4Cr13），加工按机械加工工艺完成，模具从线芯尺寸来考虑结构尺寸，结构如图3所示。

图3 模具结构

2.5 修补机修补材料

本修补机特点之一为修补材料取材方便。电线电缆在修补时材料不同热塑性能就不同，因此取材很重要。本修机在具体电线电缆线芯修补时，取电线电缆线芯两端绝缘或护套皮就可以，从取材上保证了材料的热塑性能与原电线电缆热塑性能相同，加快了修补速度。

2.6 修补机功能的拓展应用

本修补机主要用于修理圆形结构低压电缆线芯，但通过更换修补模具，也可满足修补扇形导体的要求，将模具开成扇形孔安装模具架即可修理扇形结构的线芯，同样也可通过更换模具用于修理布电线。

3 结语

本电缆修补机主要用于成缆复绕工序电缆高压火花击穿电缆线芯修补。根据实际使用情况设计制作了一台修补机，现正在试用，本文没有对修补机全部内容进行说明，因此如有不足之处，请提出宝贵意见，共同进步，使本设备的性能得到进一步提高。

［1］王特典.工程材料［M］.南京：东南大学出版社，1997.

［2］马永林，文朴.机械原理［M］北京：高等教学出版社，1998.

［3］刘新佳，俞盛.新五金手册［M］.南京：江苏科学技术出版社，2010.