根据电缆敷设场合的不同,高压交联电缆通常采用三种金属套:铅套(适用于海底电力电缆线路、地下水位高和腐蚀性较强的场合),波纹铝套(除了必须用铅套的场合外,一般直埋敷设时,可选择平滑或波纹铝套),铝塑综合护层(适用于电缆隧道、电缆夹层以及排管线路等外力破坏几率小、短路容量较小、比较干燥的场合).
对于上述三种高压交联电缆金属套,有人认为:对于高压交联电缆金属套而言,无缝的比有缝的好,连续挤压的比非连续挤压的好.于是,一大批电缆厂不惜巨资进口连续压铅机、压铝机或挤铝机.但有些电缆厂仍采用焊接轧纹设备.纵观全球线缆行业,世界各地凡是允许使用波纹铝套的电力线路,都在大力推广应用焊接波纹铝套电力电缆.比如美国南方电线公司的高压和超高压交联电缆,已几乎全部改用焊接波纹金属套结构.
金属套设备该如何选
那么选用何种高压交联电缆金属套设备?线缆生产商可在满足电缆性能要求的基础上,根据自身的人力、物力和财力做出决定.
一般而言,企业应从所要制造的金属套的性能和经济性考虑六个方面:
1、防潮性能:金属套必须无破洞、砂眼、夹杂和裂缝等缺陷,确保具有良好的防水、挡潮、密封性能.
2、屏蔽性能:满足系统电气性能要求,具有结构上的电气连续性,确保能够传导额定短路电流.
3、机械保护:坚固、抗震,能抵抗内部热膨胀和外部机械应力.
4、长期稳定性:具有长期运行稳定性,确保电缆正常使用寿命.
5、经济性:选择合理的性价比.
目前,高压交联电缆金属套设备主要包括传统连续立式压铝机、康仿连续挤铝机和纵包焊接机.从经济上考虑,应选用性价比合理BWE连续挤铝机、尤尼威马纵包焊接机或者国产纵包焊接机.当然,BWE-SECRI和神马科技制造的康仿型连续挤铝机,成都联士和新泰合利制造的纵包焊接机,都有良好的运转记录,也是首选的金属套设备.
对此,电缆用户企业也发表了自己的观点.他们认可无缝金属护套,抵制使用焊接型金属套.但近几年来,很多使用纵包焊接设备生产金属套的企业并没有发生什么问题,电力部门的观点也有所转变.
金属套设备发展趋势观
首先谈一下高压交联电缆金属套设备在国外的发展趋势.国外从1797年开始用挤压法制作电缆的铅套,直到1900年以前,世界上几乎所有的大型电缆厂都是用活塞式挤压机制造铅套电缆.但由于铅套的机械强度小、重量大,后来又改用铅合金.但铅和铅合金套在电缆受振动、反复弯曲和热循环时会发生再结晶,进而形成微细裂纹,降低了阻水性能.铝套包括挤压型(包括压铝和挤铝)、焊接型以及复合铝带型三种,其中陆用电缆以焊接波纹型应用最多.由于铝的耐腐蚀性差,已不再推荐海底电缆使用铝套.复合铝带综合护层由法国最先研制成功并使用.铝带的厚度为0.1-0.3mm,单面涂覆聚乙烯共聚物,纵包在电缆芯上并搭盖粘结.高压交联电缆
截至目前,欧洲除了还在一些400k和500kV电缆上使用铅套之外,已基本上抛弃了传统的立式压铝机,而大量采用焊接设备.虽然欧美一些电缆公司,例如美国南方电线公司、德ABB、法国西莱克(Silec)和耐克森(Nexans)等的高压交联电缆在采用各种形式的金属护层:铝带+铜丝、铅包、铅包+铜丝、平滑焊接铝套、波纹焊接铝套,69kV和115kV级电缆也采用铝带粘结综合护层,但是除了海底电缆采用铅合金套之外,陆用电缆采用最多的是焊接型铝套.
多年来,我国电力部门选择金属套的顺序是挤压铅套-挤压铝套-焊接铝套-铝塑综合套.在陆用电缆金属套的选择上,焊接铝套曾受歧视,而挤压铝套受欢迎,迫使一些电缆制造厂不惜重金进口二手压铝机.由于国内铝套焊接轧纹设备不断改进、检测手段不断完善以及辅助阻水材料不断进步,使焊接铝套的质量和电缆整体防水密封性大大提高,焊接铝套电缆逐步被用户接受,至今已成为高压交联电缆金属套的主流.
科学对待高压交联电缆金属套
电缆生产商和电缆用户长期以来一直纠结于高压交联电缆金属套的"有缝好还是无缝好?",一些使用"无缝"金属套设备的生产商迫于市场竞争的需要,攻击使用"有缝"金属套设备的厂家.电力部门出于防水密封性能的考虑,也一直奉行"无缝总比有缝好"的原则.
业内人士认为,以上这些观点都是不科学的,应该以历史的、发展的和综合的观点科学地对待电缆金属套.因为挤压型金属套固然有其优良的密封性能,但并非完美无缺,而焊接型金属套并非一无是处.
上海电缆研究所曾经进行过焊接铝套的机械强度试验,发现焊缝的抗拉强度略大于焊缝周围铝的抗拉强度,还略大于铝套本身的抗拉强度.此外,还进行过波纹焊接铝套电缆的温度分布试验,发现在焊缝处温度到达700℃时,用热电偶分别测量铝套内阻水层上分别相隔90℃的三点温度为69℃、43℃、37℃,在阻水层下则分别为34℃、26℃、27℃,其原因是铝套只有一条焊缝,温度虽高但能量不大,并且铝的散热很快,所以电缆绝缘上的温度很低.同时,西安交大绝缘研究室也进行了电缆铝护套焊接温度场的数值计算,在绝缘层附近的温度基本上是40℃左右.两个研究机构的试验结果基本一致.
实践证明,传统的压铝机由于价格昂贵,其发展已经几乎走到了尽头,很难再有进一步的发展或革新;焊接型金属套设备由于价格低、简单实用而正在世界各国大量推广应用,并正在不断地改进完善,具有相当光明的发展前景.另外,康仿型挤铝机的价格介于传统立式压铝机和焊接机之间,并且已经克服了一系列的技术难题,也会有较好的市场前景.
总之,从铅套开始出现至今已有200多年的历史,而在出现高压和超高压交联电缆的40多年来,金属套的制造设备、工艺、检测手段都有了长足的进步,并且还在发展、完善之中.我们应客观地对待各种类型的金属套设备,用科学发展的观点进行分析对比,发现各自的优缺点,指导设备的选择.此外,高压电缆制造厂应从设备的性价比、工艺复杂程度、材料性能及来源来考虑设备.未来,焊接型铝套将从电缆的性价比、采购成本和供货能力三个方面突显出来,有望成为高压和超高压交联电缆金属套的主流.
