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1、 电线电缆制造工艺培训 第四章 挤塑工艺 第一节 绪论 第二节 材料和半成品 第三节 挤塑设备和辅助设备 第四节 工装设计和选择 第五节 塑料挤出理论 第六节 塑料挤出质量控制 第七节 塑料挤出质量检验和缺点预防 第一节 绪论 塑料电线电缆作为电线电缆一个关键分支，已普遍分布到电线电缆各系列之中，在国民经济各部门得到广泛应用。塑料电线电缆绝缘层和外护套，因为采取塑料这种高聚合物材料为主体挤包形式，使其含有电气性能好、机械性能优越、耐环境气候、不延燃、耐化学腐蚀、轻易加工、工艺步骤较短、技术操作简便。材料起源丰富、成本较低等优点。尤其是中、低压塑料电线
2、电缆应用更广，在敷设条件、使用环境等诸方面更显示其优异之处。伴随中国石油工业发展，伴随多种性能优异塑料产量、质量不停提升，和高新技术研制、开发新型电线电缆用塑料品种不停涌现，塑料电线电缆一定会有更大发展。 一、塑料电线电缆分类 塑料电线电缆产品种类极多，其分类关键是根据结构特点和使用要求来进行划分，同时也考虑了产品性能和制造工艺相近性。塑料电线电缆关键品种有：塑料电力电缆、塑料通信电缆、电气装备用塑料电线电缆等。 1、塑料电力电缆关键用于传输电力和分配大功率电能等。通常使用绝缘材料关键是聚氯乙烯塑料和聚烯烃塑料，其主导产品大致分为：聚氯乙烯绝缘电力电缆（简称为塑力
3、缆）、交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称为交联电缆（包含硅烷交联电缆和辐照电缆）和架空绝缘电缆等。依据用途不一样，可采取不一样结构、截面、电压、规格来生产多种型号塑料电力电缆。塑料电力电缆根据其导电线芯标称截面大小，从1mm2~1000mm2共有22种规格；根据电缆芯组成，可分为单芯、二芯、三芯、四芯（包含3＋l芯）、五芯（包含3＋2芯4＋1芯）电缆等；根据工作运行中额定电压等级高低，关键分为1kV以下、1－6kV及10－35kV电缆；根据电缆使用场所要求保护层结构形式，可分为非铠装型和铠装型（包含钢带铠装和钢丝铠装）电力电缆。塑料电力电缆因为不受敷设落差限制，在用于大落差或垂直敷设条件下显示出极大
4、优越性，尤其适适用于矿山竖井、丘陵高地、石油化工企业、铁路运输、船舶码头等特殊环境中。在中低压电力电缆方面，已逐步由塑力缆、硅烷交联电缆或辐照交联电缆替换油浸纸绝缘电力电缆。 2、塑料通信电缆关键用于电话、电报、传真、电视、计算机及其它电讯信息传输。关键产品包含：市内通信电缆、长途对称通信电缆、同轴通信电缆、农用通信电缆（如聚氯乙烯绝缘直埋线）、通信设备用电线电缆（如局用电缆及电话软线等）、海底通信电缆、计算机用电缆，和其它多种通信、广播电视用电线电缆等。塑料通信电缆依据其敷设和运行条件，可分为架空电线电缆、直埋电缆，管道电缆、水下电缆；依据传输频率高低，可分为低频电缆和高频电缆。其
5、中市内通信电缆依据结构特征有自承式、填充式、隔离式（内屏蔽）电缆等；根据导电线芯标称直径有0.32－0.9mm不一样规格之分，其导电线芯关键是采取软铜线，部分使用铝线；根据缆芯配组有星绞和对绞结构，其对绞标称线对从10~3600对21种线组。 3、电气装备用塑料电线电缆关键是指从电力系统配电点将电能直接输送到多种用电设备、器具电源连接线路，和电气装备内部安装线、多种装备控制、信号、仪表用电线电缆；这类产品使用范围最广，品种最为繁多，而且大多数要结合所使用装备特征和使用条件，来确定产品结构和性能，除有大量通用产品外，还有很多专用和特殊产品。其关键产品包含：塑料绝缘（软）电线、安装线、电梯电缆、
6、控制电缆、信号电缆、船用电缆、矿山及井下用矿用电缆、石油及地质勘探用电缆、农用电线电缆、高压直流装备用软电缆、航天用电线电缆、照明电缆、汽车专用电缆等。 二、塑料电线电缆基础结构 塑料电线电缆产品种类很多，因为使用特征、敷设场所、工作条件要求不一样，其产品结构组成也是多个形式。依据多种塑料电线电缆制造过程中生产工艺相同性，和组成产品结构元件功效作用相同特征，其基础结构通常是由：导电线芯、绝缘层、保护层三部分组成。 1、导电线芯 导电线芯又叫导体，是塑料电线电缆中含有传导电流之功效元件，通常由含有高导电系数铜和铝及其合金制成。因为铜和铝含有很好导电性能和导热性能、良好柔软
7、性、足够机械强度、塑性好、轻易加工（易于压延和拉丝、焊接）、耐腐蚀性能好，基础上能够满足塑料电线电缆对导电线芯要求。 因为塑料电线电缆是利用导电线芯来传导电流，在一定工作电压下，导电线芯电阻越小越好，依据欧姆定律，在电线电缆一定长度上，当工作额定电压给定时，导电线芯截面积或直径越大，许可经过电流越大，不然反之。所以电线电缆规格全部是以导电线芯标称截面或标称直径来表示。 塑料电线电缆依据其敷设、安装、使用要求，导电线芯有实心和绞合线芯两大类。从导电线芯形状上，可分为圆形线芯和异形线芯；从导电线芯绞合形式上，可分为规则绞合和非规则绞合。非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等
8、 2、绝缘层 绝缘层简称绝缘，是塑料电线电缆关键组成部分，是将绝缘材料按其耐受电压程度要求，以不一样厚度包覆在导电线芯外面，使带电体和其它部分隔绝，其作用是确保产品含有良好电气性能。塑料电线电缆关键采取挤包封闭型绝缘层，结构形式包含：实心塑料绝缘层和空气-塑料绝缘层。塑料电力电缆和电气装备用电线电缆关键采取实心绝缘，塑料通信电缆则采取有实心绝缘、泡沫绝缘、带皮泡沫绝缘等形式。 通常地讲，同一质量电缆绝缘层愈厚，耐电压也愈高。绝缘层不仅要有好电绝缘性能，也要含有一定物理机械性能和易加工制造工艺性能。比如在制造低电压电线电缆时，尽管从电气性能方面考虑能够采取很薄绝缘层，但从
9、机械性能和加工工艺考虑，仍以稍厚部分为好。原因是绝缘层过薄，加工较困难，轻易损坏。而电线电缆通电后，导体要发烧，绝缘层在电和热作用下，内部会产生改变，日久天长，绝缘性能就要降低，比较理想塑料应是对电有良好绝缘性能，而对热则有良好传导性能。所以；绝缘层设计包含对塑料选择和挤包厚度确实定二个关键内容，另外还必需考虑加工工艺方法。 3、保护层 保护层简称护层是，保护电线电缆绝缘层预防环境原因侵蚀结构部分。依据电线电缆品种，用途和使用环境和绝缘材料不一样，护层有很多不一样型式和结构，它们所起作用也不尽相同。但护层关键作用是提升电线电缆机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人和对外界电磁干扰屏蔽
10、等能力。 因为电线电缆使用场所不一样，敷设方法也各异，所以电线电缆护层结构形式选择也不一样。敷设在室内外、隧道和管道中，和架空场所，电线电缆正常工作中受不到机械外力作用，应选择绝缘线芯成缆后，直接挤包塑料护套全塑结构。敷设在地下，电缆正常工作中可能承受一定正压力作用，但没有拉力作用场所，可选择内钢带铠装结构。电缆敷设在现有正压力作用又有拉力作用场所（如水中、垂直竖井或落差较大土壤中），应选择含有内钢丝铠装结构型。其中承受拉力不大时可选细纲丝铝装结构，当承受拉力作用较大时，则应选择粗钢丝铠装结构。塑料电力电缆和电气装备用电线电缆，通常不采取内金属护套结构，多采取外护层结构。塑料通信电缆
11、保护层结构，传统上采取在金属护套外再加上外护层结构。伴随工艺技术发展，现在全塑市话电缆护层采取了粘接护层，即在缆芯上纵包双面贴合PE铝塑（或钢塑）复合带后，并在重合处用热风加以粘合，再挤包PE外护套，并利用挤时热量使PE护套粘到复合带上，这么就大大提升了防潮性。 电缆外护层关键有内衬层、铝装层、外护套三个部分组成。其作用是：①内衬层有两种作用，一是在装销过程中作为铠销内层衬垫，能够预防缆芯被铠装层压伤；二是在敷设运行中，能够抵御外界腐蚀介质侵人，预防金属护套或缆芯和外界腐蚀介质靠近，降低化学腐蚀和电化学腐蚀，从而延长电缆使用寿命。②皑装层关键作用是预防电缆在敷设或运行过程中遭受可能受
12、到机械损伤和化学腐蚀，以保护电缆安全运行和有足够长寿命。为此，铠装主些材料钢丝和钢带除应有一定机械性能外，还应含有一定防化学腐蚀能力，所以在它们表面全部镀（涂）有防蚀层。电缆经钢带铠装后能承受一定压力，但不能承受拉力，故钢带铠装电缆能够直埋敷设，而不宜水底敷设。钢丝铠装电缆能承受一定拉力，故过河或海底敷设电缆一定要用钢丝来作装甲层。③外护套关键作用是保护铠装层，预防铠装层在敷设过程中受到损伤，并预防铠装展在运行过程中腐蚀。在电缆护套材料依据使用、材料起源、经济性及工艺条件等原因来选定以后，护套厚度确实定关键取决于机械原因；同时也应考虑长久环境老化和材料透湿性影响，这些影响原因关键和产品外径和导
13、电线芯截面二者相关，所以护套厚度通常除了随导电线芯截面增大而加厚外，还和产品芯数有很大关系。所以在产品规范中要求护套标准关键是取决于挤包护套前电线电缆直径。 三、塑料电线电缆发展趋势 伴随社会经济快速发展，国民经济各部门需求不停提升；塑料电线电缆使用量和敷设密集程度越来越高。伴随科学技术不停进步，大家对塑料电线电缆产品使用性能和安全性能要求也更高，由此推进着塑料电线电缆依靠高新技术，加强产品开发，调整产品结构，逐步形成产品更新换代系列。 1、在电气装备用塑料电线电缆方面，一是提升多种装备用电线电缆长久许可工作温度，开发和生产耐高温及耐超高温、耐超低温、耐特殊环境产品，
14、满足不一样使用场所需要；二是提升电缆屏蔽性能，满足信息传输、自动化系统、计算机网络需要；三是开发多种阻燃、耐火电线电缆，满足各行各业提升安全性不停需要；四是电线电缆结构小型化、轻量化（细径和薄壁）。预制化（定长度、带插接件、成束供给）。 2、在塑料通信电缆方面，高频、超高频、数字通信、超大话对通信电缆需求量日益增加。市内通信电缆泡沫绝缘、带皮泡沫绝缘、石油膏全填充式结构和隔离型结构等产品均已开发。尤其是利用物剪发泡生产技术，挤制泡沫绝缘采取气体发泡绝缘新技术，发泡率达60％，传输损耗小，纵向密封性能好，大大提升了电缆可靠性。 伴随信息技术和电子计算机技术快速发展，现代通信电
15、线电缆向着宽频带、综合化和数字化方向发展，宽带数字通信电缆就是这一发展产物。这种宽带数字通信电缆采取了更高性能对绞式结构，线对上可传输更宽频带信号，从单纯语言发展到图像、可视电话计算机网络数据通信等，使用频率从几兆赫上升到100兆赫甚至几百兆赫。应用到智能大楼综合布线系统，能把电话、电子邮件、传真、可视电话、防盗报警、自动化管理和楼内计算机联网等多个业务集中在一根电缆中，避免了各系统反复布线麻烦。从耐环境性能来看，要求塑料通信电缆不停向结构尺寸小、重量轻、防鼠、防蚁、阻燃、防火、低烟、低毒方向发展。以适应军用、航天、航海、高层大楼等使用环境对电缆安全性能要求。 3、在塑料电线电缆方面
16、将向着高压、超高压、长距离、大容量方向不停提升。伴随硅烷交联电缆和辐照交联电缆不停开发和成熟，因为硅烷（或辐照）交联电缆生产工艺简单，可在塑料挤出机上生产，生产架空绝缘电缆、机场照明电缆、电机引出线和彩电用高压引接线等颇受用户欢迎，故在中国发展十分快速。塑料绝缘电力电缆在薄绝缘、耐热、耐老化、耐油、耐化学腐蚀、耐火、低烟低卤及无卤阻燃品种上加强开发，正逐步形成产品系列化。 伴随技术进步，纯属电线电缆本身起火机率大为减小。然而在火灾发生时，因为一般塑料电线电缆在燃烧过程中着火蔓延，电线电缆因受热分解，会产生大量烟雾和释放出有毒腐蚀性气体。这些气体会损坏电子仪器仪表及珍贵设备，对人体亦
17、有伤害，并严重影响了火灾现场人员撤离和消防人员救火工作。伴随大家对这些烟雾和毒气造成“二次灾难”认识，相关部门对电线电缆防火、阻燃等特征要求越来越高，不仅要求电线电缆线路含有高可靠性，而且必需考虑它对周围环境安全性。要求火灾发生后，电缆不使火焰蔓延，还含有优良阻燃性能、低毒或无毒气体释放、低腐蚀性、生成烟雾量极小等特点；或要求电线电缆在短时间内仍能维持工作，以确保火灾时消防、报警系统、应急供电回路等能继续通电，使救火和人员疏散工作能够正常进行。CB50217－94（电力工程电缆设计规范）中已把采取阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火关键方法，对阻燃电缆、耐火电缆、低烟低毒（无毒）阻燃电缆等选择作了
18、明确要求。这些含有防火特征电缆产品，尤其适适用于敷设密集程度高发电站、核电站、地铁、隧道、船舶和车辆、高层建筑等安全性要求高场所和关键设施。中国在防火电缆方面才刚刚起步，市场潜力很大，伴随多种性能优异阻燃塑料新品种国产化，多种防火型电缆将逐步成为塑料电线电缆主导产品，在国民经济发展中起着关键作用。 第二节 材料和半成品 塑料电线电缆要适应多种不一样需要，就应含有广泛优异而稳定使用性能。塑料电线电缆使用性能和寿命，决定了产品结构优异性、塑料选择合理性和工艺完善性。从塑料电线电缆技术发展来看，合理而正确使用材料，是关键原因。为了制造性能优而稳定塑料电线电缆，在导电线芯和半成品缆芯满足要求
19、技术要求前提下，关键是对绝缘和护套用塑料提出了较高要求。绝缘塑料基础要求是含有优异电绝缘性能，同时依据产品用途和使用条件分别提出对机械件能、耐高温性、物理-化学性能及工艺性能要求。对护套塑料基础要求是耐受多种环境原因作用老化性能，在满足这个条件下分别提出部分特殊要求和辅助要求。伴随塑料电线电缆向高压、高频、耐高温、耐火阻燃等特殊功效发展，就要求善于发觉、改善和使用性能好材料，不停采取性能优异、起源广泛新材料，研究材料和工艺关系。同时在选择塑料时，还要考虑其经济性和资源可靠性，将技术-经济价值两行紧密地结合起来统筹考虑。 一、 塑料 塑料是高分子合成材料中通常性能上含有可塑性改变材料
20、总称。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类，电线电缆制造中所用塑料全部是热塑性塑料。电线电缆常见热塑料性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚脂塑料等。 塑料是以合成树脂为基础成份，再添加多种配合剂，经捏合、切粒等工艺而塑制成一定形状材料。电线电缆中常见合成树脂有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚酷胺、氯化聚醚和聚脂等。为了满足加工、贮存和使用要求，合成树脂内通常全部要添多种配合剂，依据添加配合剂所起作用不一样，塑料添加剂大致有以下多个：防老剂（它包含抗氧剂、稳定剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂等，这多个材料因为在塑料中所起作用各
21、不相同但又相互联络，同一个材料可起多个作用，所以统称为防老剂。）；增塑剂；交联剂；润滑剂；填充剂；着色剂；发泡剂；防霉剂；驱避剂；阻燃剂；耐电压稳定剂；抑烟剂等。 （一）、聚氯乙烯 聚氯乙烯（简称PVC）塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，加人多种配合剂混合而成。因为其含有机械性能优越，耐化学腐蚀，不延燃，耐气候性好，有足够电绝缘性能，轻易加工，成本低，所以广泛用作电线电缆绝缘和护套材料。 聚氯乙烯塑料是多组份塑料，依据不一样使用条件，改变配合剂品种和用量，能够制得不一样品种电线电缆用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯电缆料按其在电线电缆上用途不一样，可分为绝缘级电缆料和护层级电缆料。 （1）绝缘
22、用聚氯乙烯塑料 依据电线电缆使用要求和特征，绝缘用聚氯乙烯塑料类型、性能、要求及其关键用途如表2-1所表示。 表2-1 绝缘用PVC塑料分类及性能 类型 性能要求 使用温度 关键用途 绝缘级 电绝缘性能很好，有一定耐热性、柔软性。 70℃ 通信、控制、信号及低压电力电缆绝缘 一般绝缘级 有一定电绝缘性能，有很好柔软性及耐大气性，价廉。 70℃ 室内固定敷设电线、护套软线、500V农用电缆和仪表安装线绝缘， 耐热绝缘级级 有较佳耐热性和耐变形性，电绝缘性能很好。 80℃ 105℃ 要求耐热旧袄高船用电缆、航空导线、电力电缆及安装用电线绝缘。 高电性能绝缘
23、级 较佳电绝缘性能，绝缘电阻高、介电性能好，有一定耐热性。 70℃ 电压为6~10kV级电力电缆绝缘。 耐油耐溶剂绝缘级 含有很好耐油性、耐溶剂性和柔软性，电绝缘性能很好。 70℃ 用于接触油类和化学物质电线电缆绝缘级。 阻燃绝缘级 电绝缘性能很好，有较高耐火焰燃烧性，柔软性很好。 70℃ 固定敷设电力电缆、矿用电缆、安装用电线绝缘。 （2）护套用聚氯乙烯塑料 聚氯乙烯护层含有很好耐腐蚀性，足够机械性能，一定耐大气性能，柔软、耐振、重量轻、加工及敷设方便。依据电线电缆使用条件，研究和制成了不一样类型聚氯乙烯护套料，其性能要求及应用范围见表2-2。 表2-2
24、 护层用PVC塑料分类及性能 类型 性能要求 使用温度 关键用途 一般护层级 有足够机械强度、耐热、光老化性及耐寒性很好。 70℃ 塑料电线电缆外护层及其它电缆外护层。 耐寒护层级 有较高耐寒性，低温柔软性好。 70℃ 户外及耐寒电线电缆护层。 柔软护层级 含有较高柔软性，很好耐寒性。 耐寒柔软电线电缆护层。 耐热护层级 耐热性能良好。 80℃ 105℃ 耐热电线电缆护层。 耐油护层级 耐油性、耐化学药品性好 和油类及化学药品接触电线电缆护层。 易撕护层级 抗撕裂性低，敷设方便、价格低廉。 室内固定敷设用绝缘电线护层。 防霉、防
25、白蚁、防鼠护层级 抗生物性好、防白蚁、防霉性好。 70℃ 热带及温热带地域用电缆护层。 阻燃护层级 抗燃烧性好。 70℃ 安全性要求高电线电缆护层 （3）半导电聚氯乙烯塑料 半导电聚氯乙烯塑料可作为屏蔽材料来使用，比如可作为10kV聚氯乙烯电缆屏蔽层，挤包在导电线芯和绝缘层表面，以至改善电缆电场分布等电气性能。半导电塑料用作高压电缆屏蔽料时，因为半导电料直接和绝缘料接触，会发生相互迁移，所以尽可能选择和绝缘料相同增塑剂或电性能好、迁移小增塑剂。不然在使用过程会影响绝缘料电绝缘性能。 （4）环境保护型防白蚁、防鼠啮电缆护套料 白蚁和老鼠对电缆造成破坏，轻则造成中止
26、供电，重则酿成事故，使电力和通信部门深受其害。以往采取在电缆护套料内加人有毒添加剂（如氯丹、七氯、狄氏剂、艾氏剂等）措施，杀灭白蚁、老鼠，以保护电缆安全运行。但这些有毒害添加剂却又对空气、土壤、人身造成严重污染和危害，使电缆制造和运行部门苦无良策，在全球日益重视环境保护今天，这些措施更是难认为继，并逐步被淘汰。 现在，多使用在护套料中加人环烷酸铅或环烷酸酮作添加剂，制成改型防白蚁护套料，深受用户欢迎。尤其是现在电缆塑料开发了一个新型绿色环境保护型防白蚁、防鼠啮电缆护套，不含有任何有毒有害添加剂，在加工和使用过程中不发生任何污染。它含有很高机械强度和硬度，优良耐磨性能，依靠其高硬度和高
27、光洁度表面抵御蚁、鼠侵害。用作多种电缆护套时，不影响电缆各项性能，包含安装敷设时所需之弯曲性能。同时挤出加工方便，只需用通常塑料挤出机，采取一般工艺即可加工。该材料即使价格比低毒防蚁护套料要高，但用以保护电缆免受白蚁和老鼠侵害，能够说是一个理想护套材料。 （5）低烟低卤型阻燃护套料 用一般（阻燃）PVC电缆料制电缆燃烧时会产生 大量黑烟，同时释放出大量腐蚀性气体氯化氢（HCI），对人体和仪器装置造成巨大损害。低烟低卤阻燃电缆料是以专用PVC树脂为基料，添加多种改性剂、助剂和优良阻燃剂，经过均匀混炼充足塑化加工而成高科技产品。它不仅具优良阻燃性，而且在燃烧时释放烟量低，氯化氢（HC
28、I）释出量亦很低，可观察到燃烧火焰及周围物体。和一般PVC护套料相比，其拉伸强度及断裂伸长率相当；挤出时无需特种螺杆，其工艺性能亦相当，挤制电缆表面好。使用低烟低卤阻燃PVC电缆料制成电缆，完全适适用于地铁、高层建筑。发电站、广播电视中心和机算机中心等对电线电缆阻燃性能要求高场所。 （二）、聚乙烯 聚乙烯是由精制乙烯经聚合反应而得到一个高分子碳氢化合物，称为聚乙烯树脂。聚乙烯（树脂）和多种添加剂（如稳定剂、抗氧剂、着色剂、润滑剂等）混制 成含有一些特定性能高分子混合物——聚乙烯塑料（简称PE）。其性能除含有聚乙烯（树脂）一系列优异性能（如优良电性能、良好热塑性等）之外，多种添
29、加剂成份、数量等也将给予聚乙烯塑料以一些特征。 聚乙烯（树脂）做为聚乙烯塑料主体，在很大程度上决定着聚乙烯塑料基础性能，而聚乙烯基础性能则是由乙烯聚合方法和条件所决定。因为乙烯聚合方法不一样，所得到聚乙烯分子结构就会不一样，则决定了性能差异，这种性能差异和聚乙烯密度有极亲密关系。低密度聚乙烯（LDPE），密度0.915~0.930。中密度聚乙烯（MDPE），密度0.931~0.940。高密度聚乙烯（HDPE），密度0.941~0.965。 聚乙烯树脂电绝缘性能很好，且极少受分子量影响，机械性能适中，故可直接作电线电缆绝缘或护套材料。不过，为了提升它性能，电线电缆用聚乙烯塑料除聚乙烯树脂外，
30、还添加多种配合剂制成符合电线电缆使用要求聚乙烯塑料。电线电缆常见聚乙烯塑料有： （1）通常绝缘用聚乙烯塑料 通常绝缘用聚乙烯塑料仅由聚乙烯树脂和抗氧剂（用量为0．1－0．5份）所组成。其熔融指数通常在2.0以下，若用于高速加工及薄绝缘时；常采取0.3以下。聚乙烯密度通常在妈。0.917~0.930g/cm3。 （2）耐候聚乙烯塑料 关键由聚乙烯树脂、抗氧剂和碳黑组成。耐候性能好坏取决于碳黑粒径、含量和分散度，要求碳黑粒径在35毫微米以下，碳黑含量在2－3份。 （3）耐环境应力龟裂聚乙烯塑料 当采取熔融指数为2.0聚乙烯塑料作为电缆护套时，在电缆弯曲半
31、径较小，并接触部分诸如洗涤剂、化学试剂、肥皂水等场所下，常会使护套产生龟裂。所以，使用在上述场所电缆，应采取而环境应力龟裂性能很好聚乙烯塑料。如采取熔融指数0.3以下，分子量分布不太宽聚乙烯；或在聚乙烯树脂中掺合有乙丙橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯等物质组成聚乙烯复合物；或将乙烯和其它单体，如乙烯和丁烯、乙烯和乙烯、乙烯和酯酸乙烯等共聚物；或对聚乙烯进行辐照或化学交联。现在用于电缆护套时，常采取前二种方法来改善聚乙烯耐环境应力龟裂性能，尤其是第一个方法较简便，拉伸强度也较高。 （4）高电压绝缘用聚乙烯塑料 聚乙烯树脂本身即使含有较高耐电强度，但用作高压电缆时，在长久较高电压作用下
32、绝缘会破坏。这是因为聚乙烯中存在杂质、孔隙和氧化老化时产生局部缺点，这种缺点部分即使在较低外加电压下也会产生局部应力，引发局部放电，产生树枝状孔道，最终使绝缘层破坏。所以高压用电缆绝缘聚乙烯塑料要求高度纯净，还需添加电压稳定剂和采取特殊挤塑机（机头、机身能抽真）避免气孔产生，以抑制树枝状放电，提升聚乙烯耐电弧、耐电蚀和耐电晕性。 （5）半导电聚乙烯塑料 在高压或超高压塑料绝缘电缆中，在导电线芯和绝缘之间往往存在空隙而产生局部放电，并造成绝缘电老化，影响电缆长久稳定性。为降低局部放电现象，在导电线芯和屏蔽之间，绝缘层和外护层之间，必需采取半导电层进行屏蔽，对导电线芯屏蔽称为
33、内屏蔽层，对绝缘屏蔽称为外屏蔽层。当采取聚乙烯绝缘时宜采取半导电聚乙烯塑料做屏蔽，而对交联聚乙烯绝缘应采取半导电交联聚乙烯塑料做屏蔽。 半导电聚乙烯塑料是在聚乙烯中加人导电炭黑取得，通常应采细粒径、高结构炭黑，导电炭黑用量通常为每100份聚乙烯加40份炭黑。 （6）热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 该种电缆料是以聚乙烯树脂为基料，加人优质高效无卤无毒阻燃剂、抑烟剂、热稳定剂、防霉剂、着色剂等改性添加剂，经混炼、塑化、造粒而成，不含有任何卤素、重金素和磷元素。不仅含有优良机械物理性能、电性能、阻燃性能及加工工艺性能，而且含有不释放卤酸、发烟量低、离火即自熄等特点，可大量降低有毒腐
34、蚀性气体排放和烟雾产生，制成电缆尤其适合在要求含有高度安全性公共场所下使用。其护层级、绝缘级、柔软级电缆料适适用于1kV及以下电力电缆、控制电缆、船用电缆、市话电缆、信号电缆及光缆等。 （7）10kV耐候性高密度聚乙烯架空绝缘料 这是一个高分子量高密度聚乙烯黑色架空绝缘料。它是由高密度聚乙烯树脂加人改性树脂、炭黑、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂等添加剂经混炼，挤出造粒制成。含有优良耐候性、韧性，耐磨性和极优耐环境应力开裂性。用于制造架空电缆绝缘，含有良好机械强度和耐磨性，及电气绝缘性能。 （三）交联聚乙烯 聚乙烯在高能射线或交联剂作用下，能使线型分子结构变成体型（网状）分子结构。使热
35、塑性材料变成热固性材料。交联聚乙烯和通常聚乙烯相比，它能够提升耐热变型性，改善高温下机械性能，改善耐环境应力开裂性能和耐老化性能，增强耐化学稳定性和耐溶剂性，降低冷流性，而电气性能基础保持不变。用交联聚乙烯作绝缘材料电缆，长久工作温度可提升到90℃，瞬时短路温度达170~250℃。是发展电线电缆绝缘好材料，尤其是辐照交联聚乙烯绝缘和硅烷交联聚乙烯绝缘料在中低压电线电缆中使用得到飞速发展。 （l）辐照交联聚乙烯 辐照交联聚乙烯是利用高能射线（如γ射线、α射线和电子射线等）照射聚乙烯绝缘层，使聚乙烯分子间产生交联。用于电线电缆辐照交联是靠电子加速器产生物理能量进行，故属于物理交联。辐照
36、交联工艺是先将聚乙烯挤包在导电线芯或电线上，然后将半成品经过辐射源进行辐照交联。聚乙烯经过辐照交联后，其电性能基础不变，交联度通常在60％－70％之间。 （2）化学交联聚乙烯 化学交联聚乙烯是以聚乙烯树脂为基料；再配适宜量交联剂和抗氧剂，有时还添加适量填充剂（起提升耐电弧、耐电蚀作用或作为耐电压稳定剂）和软化剂捏合而成聚乙烯混合物，然后将其挤包在导电线芯上，在一定压力和温度下进行交联反应而成。 （四）泡沫聚乙烯 泡沫聚乙烯就是在聚乙烯中加人受热分解而产生气体发泡剂，经过热加工使聚乙烯中存在很多微孔空气-塑料组合材料。和实体聚乙烯比较，它介电常数小，比重轻，所以在通信电缆
37、中广泛用作绝缘材料。通信电缆所用泡沫聚乙烯绝缘层要求孔细，数量多，分布均匀一致，相互间不连通，其结构为各自独立封闭型气孔，而且表面要光滑平整。因为用途不一样，发泡度有所不一样，如同轴电缆中使用泡沫绝缘，其发泡度要求在55％－60％，而市话电缆中使用泡沫绝缘发泡度要求在20％－25％。 制造泡沫聚乙烯电缆多个发泡方法： 1．挤出发泡法：将含有发泡剂聚乙烯混合物加入挤塑机，发泡剂受热，挤出后分解，气体快速膨胀形成泡沫聚乙烯。 2．涂制发泡：将聚乙烯溶于甲苯或二甲苯溶剂，然后将聚乙烯溶液涂在铜线上，聚乙烯溶液冷却后大部分溶液挥发，聚乙烯白化，然后经过高温发泡炉使聚乙烯中残留溶剂在高温下挥发逸出
38、从而形成细小微孔泡沫聚乙烯。 3．膨润挤出发泡法：将含有发泡剂高密度聚乙烯，先放在热溶液（早苯、二甲苯等）中浸泽膨润，膨润度约10％，然后在通常见聚乙烯挤塑机上挤出发泡。 4．为了改善工艺性能或泡沫质量，现在还有采取溶剂注入挤出发泡法和气体注入挤出发泡法等等。 （五）氟塑料 通常分子结构中含有氟原子塑料，总称为氟塑料。这种含氟塑料和其它塑料相比，含有更优异耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐候、电绝缘性、不吸水、和低摩擦系数等特征。 氟塑料品种很多，现在在电线电缆中最常见有聚四氟乙烯（F4）和聚全氟乙丙烯（F46）塑料。聚四氟乙烯塑料连续使用温度为260℃，聚全氟乙丙烯塑料使用温度为200℃
39、它们是耐热电缆绝缘和护套材料。 （六）聚丙烯 聚丙烯是由丙烯烃聚合反应而得含有碳氢两种元素立体规整性高分子化合物。其密度尤其小，比重仅为0．9－0．9s；外观很象高密度聚乙烯，呈白色蜡状固体，比聚乙烯透明。 电线电缆用聚丙烯（PP）有粒料和薄膜两种。聚丙烯因为含有很好物理机械性能，其表面硬度和耐环境应力龟裂性比聚乙烯要高；聚丙烯塑料是非极性材料，含有很好电气绝缘性能，其介电常数较小、介质损耗角正切值较低、体积电阻和击穿场强较高，而且在宽广频率范围内不发生改变；因为吸水性很小，完全能够用作高频绝缘材料（如通信电缆中有用泡沫聚丙烯绝缘）；聚丙烯还含有较高耐热性和耐化学稳定性。所以可用于多种
40、电线和电力电缆绝缘，绝缘能够挤包得比较薄，也可用薄膜包电缆缆芯。同时因为它柔韧、耐磨，还能够作电缆保护层。应注意是，聚丙烯用于电线电缆绝缘材料时，和铜接触易产生化学反应，减弱其抗老化能力。为此聚丙烯塑料中必需加人适量“有害金属抑制剂”以消除“铜害”。用于电线电缆聚丙烯往往加人一定百分比聚异丁烯，以到改善耐寒性，提升挤出工艺性能两方面目标。 （七）聚酰胺 聚酰胺通常称为尼龙，可由二元胺和三元酸经过缩聚反应制得。聚酰胺在机械性能方面，表现为抗拉强度较高，延伸率基础符合电线电缆使用要求；它表面硬度大，耐蠕变性很好，抗弯强度和冲击强度高，延性好，耐磨性高，而且有自润滑性，可用作电线电缆挤包外护层。
41、 二、导体 塑料电线电缆导体关键有：电工圆铜线、电工圆铝线、电力电缆用铜和铝导电线芯、电气装备电线电缆用铜和铝导电线芯等。 （一） 电工圆铜线 1、电工圆铜线应符合GB3953《电工圆铜线》标准。 圆铜线型号：TR—软圆铜线； TY—硬圆铜线； TYT—特硬圆铜线 2、圆铜线直径偏差应符合表2-3 表2-3 直径偏差 标称直径d mm 偏差 ± mm 0.026~0.125 0.126~0.400 0.401~6.00 0.003 0.004 1%d 圆铜线垂直于轴线同一截面上测得最大和最小直径之差应不超出标称直径偏差绝对值。 3、机械性
42、能 电工圆铜线机械性能应符号表2-4要求。 表2-4 机械性能 标称直径mm TR型 TY型 TYT型 伸长率% ≥ 抗拉强度MPa≥ 伸长率%≥ 抗拉强度Mpa ≥ 伸长率%≥ 0.10 0.25 0.30 0.45 0.68 1.12 1.76 2.00 2.24 2.50 10 15 15 20 25 25 25 25 25 25 421 419 419 417 415 410 403 400 398 395 -- -- -- -- -- 0.5 0.7 0.7 0.8 0.8 -
43、 -- -- -- -- -- 443 440 438 435 -- -- -- -- -- -- 0.7 0.7 0.8 0.8 4、电性能 圆铜线电阻率应符合表3-7要求，计算时，20℃时铜线密度为8.89g/cm3，线膨胀系数为0.000017 1/℃。 型号 电阻率ρ20 Ω.mm2/m 电阻温度系数 1/℃ 2.00mm以下 2.00mm以上 2.00mm以下 2.00mm以上 TR TY、TYT 0.017241 0.01796 0.017241 0.01777 0.00393 0.00377
44、0.00393 0.00381 5、外观 圆铜线表面光洁，无氧化、发红发黑发粘现象，无机械损伤等，上盘产品排线应平整，无满、乱、偏、紧、松等现象。 （二） 工圆铝线 铝绞线、钢锌铝绞线和电缆线芯用圆铝线应符合GB3955《电工圆铝线》标准中H9状态LY9型硬铝线要求。 1、尺寸偏差 圆铝线垂直于轴线同一截面上测得最大和最小直径之差，应不超出标称直径偏差绝对值，并符合表2-5要求。 表2-5 圆铝线线径公差 标称直径d mm 偏差 ± mm 0.300~0.900 0.910~2.490 2.50以上 0.013 0.025 1%
45、d 2、机械性能 圆铝线机械性能应符合表2-6 直径 mm 抗拉强度 ≥ MPa 1.26~1.50 1.51~1.75 1.76~2.00 2.01~2.25 2.26~2.50 2.51~2.75 2.76~3.00 193 188 184 180 176 173 169 3、电气性能 圆铝线电阻率应小于0.028264Ω.mm2/m，电阻温度系数0.00403℃/1。 4、外观 圆铜线表面应光洁，不得有和良好工业品不相当任何缺点。 （三）塑料电线电缆用导电线芯 1、电线电缆导体应符合GB3956-97《电缆用导体》标
46、准要求。标准种将导体分成四种：第1种、第2种、第4种、第6种。第1种为实芯导体，第2种为绞合导体。第5种和第6种预定用于软电缆和软线导体，第6种比第5种更柔软。 电力电缆用导电线芯有圆形、半圆形、扇形及瓦形结构。绞线为同心式绞合，各相邻层绞合方向相反，绞合最外层绞合为左向，绞合导体宜采取紧压。绞合导体节距比为：内层小于40d，外层小于20d。 电气装备用导电线芯通常为圆形，一次束绞线芯其节距比小于25d，复绞线其股线小于30d，内层小于20d，外层小于14d，外层绞向均为左向，且各层方向相反。 多种绞合导体不许可整芯焊接，绞合导体中单线许可焊接，但在同一层内，相邻两个接头之间距离应大于3
47、00mm。导电线芯表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘毛刺、锐边等现象。半圆形、扇形、瓦形导体应控制截面形状不对称差。 三、半成品缆芯 依据电线电缆使用场所及敷设条件要求不一样，电线电缆挤外护套半成品缆芯结构形式关键有：带有铠装（钢丝、钢带）结构类型缆芯；非铠装结构缆芯；带有金属屏蔽结构缆芯等。在市内通信电缆中还有自承式、填充式及隔离式等。 因为半成品缆芯质量影响着电缆外护层挤包质量，则要求： （1）非铠装型电线电缆缆芯，成缆要紧密、圆整、对称、不损伤绝缘线芯表面；严格控制成缆不圆整度和外径均匀性；要求成缆时绕包带要绕包平整、紧实、无折叠和打皱现象，绕包带无划伤和损伤，接头出不能太大；
48、严禁成缆后电缆蛇形，扇形线翻身等现象。 （2）铠装型电缆芯 钢带铠装缆芯：两层岗带均以间隙绕包，绕包方向为右向，绕包应紧而平服，上下两层钢带搭盖及钢带绕包间隙应符合工艺要求；钢带接头处应剪成450斜口，斜口经绕包后应和电缆轴向平行，接头应重合3~10mm焊接，焊接处要平整，牢靠，边缘部分不得有毛刺、尖角翘起现象，焊接处应防腐处理；钢带绕包上电缆后不应有夹层、毛刺、砂孔、锈蚀缺点，严禁绕包钢带卷边和绕包间隙过大。 钢丝铠装缆芯：钢丝绕包必需排列紧密、整齐，不得有跳线、重合、钢丝扭结、凸起，不应有大于一根钢丝直径间隙；钢丝接头应对准中心，接头要平整、牢靠，焊接处需经反复弯曲检验，以防虚焊，焊
49、接处如有毛刺或凸起尖角，必需锉平，焊接处应防腐处理；绕包用钢丝不得有毛刺、三角口及叠加接头等。 第三节 挤塑设备和辅助设备 生产工艺和生产设备是亲密相关，生产工艺是在一定生产设备上形成，生产设备又必需满足工艺要求。电线电缆塑料挤包是采取连续挤压方法进行。经过挤塑机用螺杆挤压，将塑料包到导体或缆芯上，组成电线电缆绝缘层、屏蔽层、内护层和外护套。塑料挤出机是由多人亲密配合操作热挤压设备，关键由主机、辅机和控制系统组成。对于不一样电缆品种及产品规格，系统中辅机有很大差异。塑料挤出机类型很多，以螺杆直径分类，分别适适用于挤制多种规格电线电缆产品。 一、塑料挤出生产线 塑料
50、挤出机组，通常由放线及张力装置、校直装置、预热装置、挤塑机（又称主机）、冷却装置、火花试验机、计米装置、牵引装置、收排线装置及控制系统等。图3-1所表示。 图3-1 电缆绝缘生产线 为确保不停机换盘，连续生产，放线装置应由两台放线设备组成，导体或缆芯从放线装置放出以后，经校直装置进入预热装置，导体在预热装置加热以后，温度可达100℃左右，这么可消除导体线芯残余应力，增加伸长率和柔软性。挤塑机把塑料加工成高温粘流态并连续地挤向机头，导体或缆芯经过机头时，挤包成一定厚度塑料绝缘层或外护层，然后在水槽中冷却，冷却定型后电线电缆制品，在牵引装置拖动下
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