电线电缆工序质量问题的影响因素及解决措施分析

徐庭元　李小琴　陈明

摘要：随着我国电力系统以及智能制造的快速发展，电力系统以及电气装备对于电线电缆产品质量问题越来越重视。在本文章中，将对市场需求量最广的额定电压26/35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆主要生产工序的主要质量问题、影响因素以及解决措施进行了简要分析，希望对电线电缆行业的制造过程质量控制有一定的参考和借鉴价值。

关键词：电线电缆;质量问题;影响因素;解决措施

1 引言

目前，电线电缆主要分为裸线、电力电缆、绕组线、电气装备电线电缆以及通信电缆和光缆五大类。电线电缆作为电工产品，其主要作用在于传输电能、传递信息、实现电磁能量转化的一大类电工产品，其质量水平直接关系到了电力系统、电气装备运行的安全性。随着我国工业以及基础材料水平的提高，电线电缆的生产装备以及主要原辅材料已不再是制约电线电缆质量的主要因素。各生产厂家应该不断的研究和创新生产工艺技术，严格管控工序质量，才能实现合格产品到精品的质变。

2 电线电缆主要生产工序

电线电缆主要是由拉丝退火、导体绞制、绝缘挤包、绝缘交联、成缆、屏蔽、铠装和护套挤包等工序叠加组成，任何一道工序出现质量问题直接影响到了成品电缆的质量水平。根据各工序对产品质量的影响程度，一般会把拉丝退火和绝缘交联作为特殊过程控制，绝缘和护套挤包作为关键工序管控，本文将对以上主要工序的主要质量问题、影响因素以及解决措施进行分析。

3 电线电缆工序质量问题、影响因素以及解决措施

3.1 拉丝退火工序

拉丝退火工序主要是铜杆通过拉丝设备，经过多道拉丝模具，在机械牵引力的作用下，使铜杆的外形尺寸变小，以满足外形尺寸设计要求。拉丝过程会产生一定的应力，铜丝会发生硬化、脆变，因此，还需要对铜丝进行同步退火处理，利用再结晶的方式消除分子间应力，保持铜丝良好的机械性能和电气性能。该工序决定了绞制导体是否满足电缆载流要求，一但达不到指标会导致电缆发热过快，加速绝缘老化，引发触电、火灾等事故。拉丝退火工序常见质量问题、主要影响因素以及解决措施有以下几方面：

⑴ 外形尺寸与设计不符

该问题产生的主要影响因素：拉丝模具选择不合理或长期使用磨损严重;张力过紧，延伸系数太大;模具中心线与拉拔中心线不一致;模具承线长度太长等因素导致。

该问题的解决措施：选择合理尺寸的拉丝模具，加强过程中线径测量，及时更换模具;调整配模以及收线张力，减小延伸系数;安装模具时，注意摆正模具;减小模具承线，减小模具拉制力。

⑵ 表观擦伤、刮伤、起皮、毛刺、断裂

该问题产生的主要影响因素：铜杆杂质含量高;模具、辊筒、压轮等接触部位有破损，导致机械性损伤;润滑液含脂低，润滑作用不够。

该问题的解决措施：选择杂质含量低且光洁的无氧铜杆;定期检查模具以及线材接触部位光洁度，及时保养;定期及时更换润滑液。

⑶ 电阻率、机械性能不合格

该问题产生的主要影响因素：拉丝、退火工艺参数设计、控制不到位。

该问题的解决措施：设计合理退火工艺参数，加强过程参数控制。

3.2 绝缘和护套挤包工序

绝缘和护套挤出工序主要是通过特定形状的螺杆在加热料筒内旋转，利用螺杆与料筒的摩擦力将塑料粒子熔融，然后再利用螺杆的推挤力，将熔融的塑料通过不同形状的挤出模具，使塑料材料连续挤包在导体或缆芯上，形成一层绝缘层或护套层。该工序决定了电线电缆是否具有优良的绝缘性能、耐电压性能以及较高的机械性能，一但工序质量达不到指标会引发触电、火灾等事故。绝缘和护套挤包工序常见质量问题、主要影响因素以及解决措施有以下几方面：

⑴ 绝缘和护套层塑化不良

该问题产生的主要影响因素：塑料粒子质量问题，无法塑化;机身温度设置过低，塑料粒子无法完全熔融。

该问题的解决措施：更换加工性能优良的材料;提高机身各个温区的温度。

⑵ 绝缘和护套层焦烧、气孔

该问题产生的主要影响因素：机身温度设置过高，塑料粒子焦烧;螺杆长期未清洗，焦烧物积存;机头压盖未拧紧，胶料进去后老化分解;材料潮湿。

该问题的解决措施：降低机身各个温区的温度;定期彻底清洗螺杆;模套压盖压紧，防止进胶;特殊容易吸湿材料生产前进行烘干处理。

⑶ 绝缘和护套层偏芯

该问题产生的主要影响因素：模具选择过大或损伤;偏心调节螺丝未拧紧。

该问题的解决措施：根据不同的材料以及不同的挤出方式，选择合适的模具;模具调整后拧紧调模螺丝。

⑷ 绝缘层热收缩过大

该问题产生的主要影响因素：绝缘挤包时采用挤管式挤出方式，模具选择过大，导致拉伸比过大;不同规格的导体，采用同一副挤出模具，模具过大;导体过冷，绝缘层收缩;绝缘层未采取分段冷却，导致绝缘层收缩;绝缘材料热收缩性能不合格。

该问题的解决措施：小规格线芯采用挤压式挤出模具，大规格采用实配尺寸模具或者增加吸风装置，减小挤出时的拉伸比;不同规格采用不同的挤出模具，减小挤出时的拉伸比;冬天温度过低时，增加导体预热装置，提高导体表面温度;绝缘出模后，冷却水槽采用由热到冷的分段冷却方式，避免绝缘层的急冷导致绝缘层过于收缩。

3.3 绝缘交联工序

绝缘交联工序主要是通过物理或化学方法，使高分子材料由线性结构转变成三维网状结构，由热塑性材料变成热固性材料。该工序决定了电线电缆是否具有优良的耐老化性能、机械性能和耐环境性能。一但工序质量达不到指标会引起绝缘层老化、开裂等问题，甚至引发触电、火灾等事故。绝缘交联工序常见质量问题、主要影响因素以及解决措施有以下几方面：

⑴ 低压电缆绝缘层热延伸不合格

该问题产生的主要影响因素：温水池或蒸汽箱密封性差;温水池或蒸汽箱温度未达交联要求;交联时间过短。

该问题的解决措施：提高温水池或蒸汽箱的密封性，特别是温水池增加盖帽;温水池或蒸汽箱温度建议控制在85℃以上;根据规格大小以及不同厂家材料交联剂配比情况，摸索不同规格、不同厂家合适的交联温度和交联时间。

⑵ 中高压电缆绝缘层热延伸不合格

该问题产生的主要影响因素：管道温度和氮气压力未满足交联要求;生产线速度过快。

该问题的解决措施：提高交联管道温度以及氮气压力;降低生产线速度，使得绝缘层充分交联。

⑶ 导体氧化

该问题产生的主要影响因素：温度过高或交联时间过长;温水交联时端头未密封，水汽进入;温水后未及时翻盘冷却。

该问题的解决措施：优化交联工艺参数;温水交联过程保持两端头无水汽进入;温水后及时翻盘降低线芯温度。

⑷ 绝缘层抗张强度过小，伸长率过高

该问题产生的主要影响因素：绝缘层未完全充分交联。

该问题的解决措施：优化交联工艺，使绝缘层充分交联。

⑸ 绝缘层抗张强度过高，伸长率过低

该问题产生的主要影响因素：绝缘层过交联。

该问题的解决措施：优化交联工艺，避免绝缘层过交联。

结束语

电线电缆作为多工序叠加而成的电工产品，与其他电工产品的制造工序存在着较大的差异性，正是由于特殊的叠加式生产加工方式，使得电缆每一道工序的质量水平直接决定了产品的质量水平。通过对电线电缆工序质量问题的影响因素以及解决措施的分析，能够为电线电缆行业质量的提升提供帮助，促进电线电缆行业的可持续发展。

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