66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺

摘要

本发明公开了一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，工艺流程包括：导体→三层共挤绝缘及在线脱气→烘房脱气；所述三层共挤绝缘及在线脱气步骤具体为：导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层共挤→交联→冷却→二次加热→冷却；所述二次加热在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在220±5℃，导体温度控制在90℃。本发明脱气时绝缘层不会出现老化现象，脱气速率高，副产物去除效果好，可以大大缩短烘房脱气时间，缩短生产周期，节能减排。

权利要求

1.一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，其特征在于，工艺流程包括：导体→三层共挤绝缘及在线脱气→烘房脱气；所述三层共挤绝缘及在线脱气步骤具体为：导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层共挤→交联→冷却→二次加热→冷却；所述二次加热在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在220±5℃，导体温度控制在90℃；交联过程中排废气的频率为每20min排一次，每次2s。

2.根据权利要求1所述的66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，其特征在于：所述交联在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在340℃，导体温度控制在150℃。

3.根据权利要求1或2所述的66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，其特征在于：两次冷却均在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃。

4.根据权利要求1或2所述的66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，其特征在于：二次加热过程维持压力在10bar以上，二次加热过程控制排废气的频率为每8-10min排一次，每次3-4s。

5.根据权利要求1或2所述的66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，其特征在于：所述烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间：绝缘强度规格110kV为5×24h；绝缘强度规格220kV为10×24h。

说明书

66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种交联电缆脱气工艺，特别涉及一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺。

背景技术

[0002] 66kV-500kV高压电力电缆，其主绝缘在交联过程中会有副产物产生，并存在于绝缘中，对绝缘品质有非常大的不利影响，通常情况下绝缘线芯需要进行脱气处理。脱气时间很长，一般在7~12天，脱气温度为70℃。存在的不足为：1、脱气时间长，浪费能源，生产周期较长；2、脱气是在绝缘生产完成之后进行，绝缘内部的副产物去除不完全；3、绝缘线芯长期在高温下易出现老化。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，绝缘层不会出现老化现象，脱气速率高，副产物去除效果好，可以大大缩短烘房脱气时间，缩短生产周期，节能减排。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0005] 一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，工艺流程包括：导体→三层共挤绝缘及在线脱气→烘房脱气；所述三层共挤绝缘及在线脱气步骤具体为：导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层共挤→交联→冷却→二次加热→冷却；所述二次加热在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在220±5℃，导体温度控制在90℃。

[0006] 交联聚乙烯绝缘在生产过程中完成交联化学反应，期间会有一定量的小分子副产物生成，副产物的成分主要有水、甲烷、苯乙酮和甲基苯乙烯。

[0007]

[0008] 这些交联副产物对绝缘层品质有很大影响，通常是将绝缘线芯交联后直接放在脱气烘房内进行脱气处理，由于脱气时间较长，有时绝缘层会出现老化现象。

[0009] 本发明是在绝缘生产过程中进行脱气处理（在线脱气），然后再放入烘房进一步脱气，缩短脱气时间，提高绝缘品质。

[0010] 通过交联步骤，会产生较多副产物，此时，这些副产物绝大部分都会停留在绝缘层内，无法逸出。交联后的冷却，能对电缆很好地定型。但是，常规的直接烘房脱气停留在绝缘层内的副产物由于受到加热条件限制，很难脱除，需要长时间脱气。本发明在冷却后的在线工序进行二次加热，此时能加热到较高温度，脱气速率快，效果好。冷却定型好，能大大缩短后续烘房脱气的时间。

[0011] 本发明在线脱气工艺方法：在线进行脱气处理有良好的气体保护环境，在氮气保护下，电缆绝缘在高温下脱气不会出现老化、氧化现象，绝缘品质会大大提高。而常规的工艺脱气主要在烘房进行，没有氮气保护环境，容易老化，且由于烘房脱气时电缆已经盘卷完成，因此，烘房脱气不能温度太高，一般不能超过80℃，否则，电缆容易软化变形，大大影响品质。

[0012] 本发明在交联生产线加装二次加热系统，绝缘线芯冷却后进行二次加热处理，此时电缆未盘卷加热温度可到交联聚乙烯的结晶温度以上达220±5℃，这样脱气速率快，效果好。此时，交联聚乙烯在高弹态下内部副产物以气体的形式逸出绝缘，达到良好的脱气效果。

[0013] 本发明在二次加热过程中对导体单独加热控制，温度控制在90℃，这样副产物才不会残留在绝缘内部，达到彻底脱气的目的，脱气效率也高。

[0014] 交联及二次加热过程电缆的在线走速控制在0.5- 1m/min。

[0015] 作为优选，所述交联在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在340℃，导体温度控制在150℃。本发明在交联过程中对导体单独加热控制，温度控制在150℃，保证绝缘层内部、中部、外部的交联度均匀一致，只有绝缘内外交联度均匀，副产物才不会残留在绝缘内部，达到彻底脱气的目的。

[0016] 作为优选，交联过程中排废气的频率为每20min排一次，每次2s。

[0017] 作为优选，所述冷却在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃。

[0018] 作为优选，二次加热过程维持压力在10bar以上，二次加热过程控制排废气的频率为每8-10min排一次，每次3-4s。

[0019] 本发明利用原有交联生产线排污系统，极大改变排污的工艺时间和频次，确保硫化管内氮气浓度。交联副产物以气体形式逸出，其逸出效率与硫化管内氮气浓度有一定关系，当副产物源源不断的逸出后，硫化管内的氮气浓度会降低，硫化管内部的副产物浓度增加，影响副产物继续逸出。

[0020] 本发明二次加热过程维持压力在10bar以上（10个大气压以上），二次加热过程控制排废气的频率为每8-10min排一次，每次3-4s，确保硫化管内氮气浓度保持在一定范围内，副产物逸出顺畅，脱气效果好。

[0021] 作为优选，所述烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间：绝缘强度规格110kV为5×24h；：绝缘强度规格220kV为10×24h。通过对交联及二次加热工序的改进，能大大缩短烘房脱气的时间。

[0022] 本发明的有益效果是：本发明脱气时绝缘层不会出现老化现象，脱气速率高，副产物去除效果好，可以大大缩短烘房脱气时间，缩短生产周期，节能减排。

具体实施方式

[0023] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

[0024] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

[0025] 实施例1：

[0026] 一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，工艺流程包括：导体→三层共挤绝缘及在线脱气→烘房脱气。以下以额定电压110kV电缆为例：

[0027] 三层共挤绝缘及在线脱气步骤具体为：导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层共挤→交联（在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在340℃，导体温度控制在150℃，交联过程中排废气的频率为每20min排一次，每次2s）→冷却（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃）→二次加热（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在220±5℃，导体温度控制在90℃，二次加热过程维持压力在10bar以上，二次加热过程控制排废气的频率为每8min排一次，每次3s。二次加热过程电缆的在线走速控制在1m/min，二次加热通道长度20m）→冷却（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃）。

[0028] 所述烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间： 5×24h。

[0029] 经实际检测，成品电缆绝缘层中无大于0.02mm的微孔（国家标准要求：成品电缆绝缘中应无大于 0.05ｍｍ 的微孔，大于 0.025ｍｍ，小于等于0.05ｍｍ的微孔换算到每10cm3体积中微孔数应不超过18个），指标控制远高于国家标准要求，测试结果优于传统工艺。

[0030] 实施例2：

[0031] 一种66-500kV交联电缆短脱气在线处理工艺，工艺流程包括：导体→三层共挤绝缘及在线脱气→烘房脱气。以下以额定电压220kV电缆为例：

[0032] 三层共挤绝缘及在线脱气步骤具体为：导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层共挤→交联（在氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在340℃，导体温度控制在150℃，交联过程中排废气的频率为每20min排一次，每次2s）→冷却（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃）→二次加热（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，氮气温度控制在220±5℃，导体温度控制在90℃，二次加热过程维持压力在10bar以上，二次加热过程控制排废气的频率为每10min排一次，每次4s。二次加热过程电缆的在线走速控制在0.5m/min，二次加热通道长度
20m）→冷却（氮气气氛保护下进行，氮气气氛的氮气浓度控制在98%以上，冷却至40℃）。

[0033] 所述烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间： 10×24h。

[0034] 经实际检测，成品电缆绝缘层中无大于0.02mm的微孔，指标控制远高于国家标准要求，测试结果优于传统工艺。

[0035] 对比例1

[0036] 以额定电压110kV电缆为例：66-500kV交联电缆采用传统脱气工艺：导体→三层共挤绝缘（交联（340℃的高温、97%氮气保护）→冷却（40℃、97%氮气保护）→烘房脱气，烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间： 7×24h。烘房脱气时间长，绝缘层易老化。实际检测，成品电缆绝缘中无大于0.025mm的微孔。

[0037] 对比例2

[0038] 以额定电压220kV电缆为例：66-500kV交联电缆采用传统脱气工艺：导体→三层共挤绝缘（交联（340℃的高温、97%氮气保护）→冷却（40℃、97%氮气保护）→烘房脱气，烘房脱气的温度控制在70℃±5℃，脱气时间： 14×24h。烘房脱气时间长，绝缘层易老化。实际检测，成品电缆绝缘中无大于0.025mm的微孔。

[0039] 本发明脱气时绝缘层不会出现老化现象，脱气速率高，副产物去除效果好，可以大大缩短烘房脱气时间，可以缩短2~3天，缩短生产周期，节能减排。

[0040] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。