| 标题 | 浅谈10kV堆取料机用移动扁平电缆设计 |
| 范文 | 邹强 摘 要：本文介绍了10kV堆取料机用移动扁平电缆的技术要求、结构设计、材料、工艺以及试验项目的选择与改造。 关键词：堆取料机；10kV；扁平；移动 中图分类号：TM246 文献标志码：A 堆取料机是当今世界上最大的散料处理成套设备，由于它属于连续生产机械，生产率高，越来越受到世界各国的重视，目前，已广泛应用在电力、交通、建材和化工等领域中，堆取料机适用于大型露天矿、土方工程工地、储料场、仓库、发电厂、煤气厂和大型港口码头等场所。但由于使用频率高，导致配套电缆通常使用几个月即发生断芯、击穿、鼓包现象。严重影响设备使用效率。本文从结构设计和材料选用上探讨解决斗轮堆取料机用电缆断芯、击穿、鼓包现象的方法。 1 技术要求 根据移动使用要求电缆应具备以下性能： （1）线芯耐交流电压试验30.5kV/15min不击穿。 （2）电缆的阻燃性能符合GB/T18380.32成束试验C类阻然性能指标。 （3）电缆护套低温拉伸，-40℃，伸长率≥20%。 （4）整体电缆90弯曲15000次不断芯。 2 结构设计分析 电缆的结构元件包括导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、编织屏蔽、护套层，结构图如图1所示。 （1）导体 导体采用软铜线，表面应光洁、无油污、无尖端凸起或其他损坏绝缘的缺陷。 （2）导体屏蔽 为改善导体表面的电场分布均化电场和消除导体与绝缘层之间气隙，同时防止导体绞合过程中的毛刺等尖端凸起刺入绝缘层而导致局部放电超标，导体外采用半导体尼龙带绕包。 （3）绝缘层 满足8.7kV/10kV移动高温环境使用，参照IEC60502—2008标准。确定电缆的绝缘和电缆绝缘电阻值，确保线芯耐交流电压试验30.5kV/5min不击穿。 （4）绝缘屏蔽 为减少电缆在运行中电缆受弯曲时，电缆绝缘层表面受到张力作用而伸长，引起的局部放电现象，匀化电场、吸附游离杂质和对外界电场的屏蔽作用，应在绝缘外绕包半导电屏蔽层，同时半导电层能有效减少金属编织屏蔽层在运行与施工中的弯曲变形、冷热作用对绝缘层的损伤。 （5）外护套 根据电缆移动使用环境和条件，护套应具有阻燃耐磨特性。 3 材料选用及关键工艺设计 （1）导体：为确保电缆具有良好的柔软性，导体采用第五类退火镀锡软铜线，束绞的外层节距控制在11～14倍，使得导体具有优异的柔软度和圆整度；采用股绞复绞同向绞合。内设无磁不锈钢丝绳做内芯，绞合时线芯张力均匀；线芯绞制过程中采用纳米金刚石复合涂层非紧压模拉拔工艺，使绞线表面光洁和尺寸精度都很理想。导体内增加的无磁不锈钢丝绳能显著提高电缆的抗拉能力，确保电缆在受外力时不易断裂。 （2）绝缘：为满足电缆的10kV的电气性能同时满足移动场合使用，同时考虑到今后环保电缆的研制方向，乙丙橡胶、硅橡胶等符合设计要求。考虑到电缆的长期使用温度。硅橡胶的电气性能优越和耐高温性能可达到180℃。能够满足高压高温电缆的使用要求。故绝缘应采用高纯度高温硫化硅橡胶，经过高温（110℃～170℃）硫化成型的。硅橡胶主要以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷为生胶，混入补强填料、硫化剂等，在加热加压下硫化成弹性体。在硅橡胶内增加白炭黑，提高硫化胶的强度。 （3）编织屏蔽：在保证电缆绝缘性的同时提高了电缆的屏蔽性能，实现了电缆对外界电场、磁场的抗干扰性能，应采用多股镀锡铜丝编织屏蔽。在加工过程中控制好编织层角度15°～35°，对编织丝接头要及时修复平整。 （4）护套：为提高电缆的耐磨特性、耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，电缆的外护套应采用氯化聚乙烯橡胶材料。氯化聚乙烯护套同时具有良好的耐油性、阻燃性能。扁电缆生产时，如采用通常的轮式牵引装置，将会出现扁电翻滚扭转现象，造成电缆表面不平整弯曲，采用扁平牵引皮带牵引固定，可有效解决。 4 模具设计 挤制橡皮扁电缆时，模套出料口，加工成外凸圆弧状，由于橡胶有粘连特性，使模套口扁形中间的压力最大，流量就特别快、由于膨胀，使产品造成凸出现象，改为圆弧状能有效地延长挤出成型时间，能有效解决电缆间隙凸起现象。 普通的模芯结构采用螺纹连接方式，通过旋转模芯来调整模芯和模套的出料间隙（如图2所示），这对于圆形挤出层并没有什么影響，但对于扁平孔型的模具来说，旋转螺纹后扁电缆穿线孔的位置不能完全处于水平位置，因此挤出的护套易出现偏心现象。采用模芯固定于模芯座上，连接环固定于机头，调节螺母紧靠在连接环内端面上以保证调节螺母轴向定位。模芯座通过导向键与机头周向固定使其不相对旋转，利用调节螺母旋转使模芯座保持轴向直线移动。确保了电缆不偏芯。 5 主要性能指标（见表1） 结语 通过选用高纯度硅橡胶作为绝缘层，阻燃氯化聚乙烯作为外护套，在导体中增加了抗拉结构，加工工艺中采用了在线蒸汽硫化技术。确保电缆具有良好的电气性能前提下，同时使得该类电缆具有良好的耐磨特性、耐油性、阻燃、耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能。有效地延长堆取料机用移动扁平电缆的使用寿命。该类电缆在国内同行居先进水平，填补国内空白。已获得实用新型专利一项（ZL201320011047.9）。 参考文献 [1]刘登瑞，韩惠福.浅谈硅橡胶扁电缆的制造工艺[J].光纤与电缆及其应用技术，2016（3）：16-18. [2]葛浩，马立强.港口高压扁电缆维修方式改进[J].设备管理与维修，2016（12）：63-64. [3]蒋岚.关于移动带电运行高压电缆事宜的探讨[J].中国科技投资，2013（z2）：76. |
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