中压交联聚乙烯电力电缆不同交联方法投资价值的分析.pdf

2 0 0 6年第 6期 No 6 2 0 o 6 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e C a b k 2 0 O 6年 1 2月 De e 2 0 06 中压交联聚乙烯电力电缆不同交联 方法投资价值的分析 尹 燕 ( 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司， 山东 新泰 2 7 1 2 0 0 ) 摘要 ： 生产 中压交联聚 乙烯 电力电缆 ， 可 以采 用过氧化 物( D C P ) 交联 、 温水硅 烷交联 和免 水煮硅 烷 交联 等三种 变联方法， 本文对这三种交联方式的投资价值进行了比较分析， 认为硅烷交联特别是免水煮硅烷交联， 是企业 生产中压交联电缆投资最少的交联方式。 关键词 ： 中压 交联 聚 乙烯 电力电缆 ； 过 氧化物( D C P ) 变联 ； 温水硅烷 交联 ； 免水煮硅烷 交联 ； 投 资价值 ； 分析 中图分类号 ： T M 2 4 7 1 文献标识码 ： A 文章编 号 ： 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 0 6 ) 0 6 0 0 3 7 0 3 An a l y s i s o f t h e V a l u e f o r I n v e s t me n t i n D i ff e r e n t Cr o s s l i n k i n g Me tho d s f o r MV XLP E P o w e r C a b l e s YI N Ya h ( X i n j i a n g S p e c i a l E l e c t r i c Ap p a r a t u s L u n e n g T a i s h a n E l e c t r i c C a b l e C o ，L t d 。Xi n t al 2 7 1 2 0 0。Ch i n a ) Ab s t r a c t ：F o r t h e p r o d u c t i o n o f XL P E p o w e r c a b l e s ，t h r e e c r o s s li n k i n g me t h o d s ，i eper o x i d e( D C P)e r o s s l i n k i n g ，w a r n l wa t e r s i l a ne e r o s s l l nk i n g a n d Wfl l T I I wa t e r - f r e e s i l a n e e r o s s l i nk i nga r e u s e dT h i s p a p e r a n a l y s e s a n d c o mp a r e s t h e v alu e f o r i n v e s t me n t i n t h e s e t h r e e me tho d s a n d fi n d s o u t t h a t t h e s i la n e e r o s s l i n k i n g ， e s p e c i all y the w a r m w a t e r - f r e e s i l a n e e res s l i n k i n g i s the b e s t me t l l o d W i th t l le l e a s t i n v e s t me n t K e y w o r d s ： M V X L P E p o w e r c a b l e ； per o x i d e ( D C P )e r o s s l i n k i n g ； W fl l T l l w a t e r s i l a n e e r o s s l i n k i n g ；w a r l n - w a t e r - f r e e s i l a n e e res s l i n k i ng；v a l u e f o r i nv e s t me n t ；a n a l y s i s 交联聚乙烯( X L P E ) 绝缘电缆与聚氯乙烯 ( P V C ) 绝缘电缆相 比具有优异的性能 ， 目前 ， 国内一些较大 的供电局如上海 、 北京 、 天津等供电局 已明文规定不 再在配电网中采用 P V C绝缘电力电缆， 预计随着 电力事业的发展 ， 在 电力 电缆线路 中 ， l 3 5 k v中 低压电缆将大部分为交联 电缆所取代 。本文主要 对过氧化物 ( D C P ) 交联 、 硅烷温水交联 和免水 煮硅 烷交联等三种交联方法的投资价值进行了分析 。 1 常用 的交联方 法及其特点 交联电缆 的交联方法有多种 ， 目前常用的交联 方法有过氧化物交联 ( 即 D C P交联 ) 、 硅烷交联和辐 照交联 ， 其中硅烷交联 根据材料的不同又分为温水 交联和免水煮硅烷交联 。其各 自的特点如下 ： D C P交联生产线采用悬链或立塔设备 ， 设 备、 厂 房造价高 ， 而且需要消耗掉大量的水、 电、 气等 ， 因而 投资较大 ； 由于生产线 较长仅适合于大长度电缆的 生产 ； 对环境要求高 ， 需要专 门的生产车间。 收稿 日期 ： 2 0 0 6 0 6 2 6 作者 简介 ： 尹燕( 1 9 7 3 一) ， 女 ， 山东新泰 人， 工 程师 作者 地址 ： 山东新泰 市金斗路 9 9号 2 7 1 2 0 0 硅烷交联 生产线仅需普 通挤 塑机和加热装 置 ( 热水池或蒸汽室) ， 投资少 ， 对环境要求低 ， 生产灵 活， 适合于大长度或短段 电缆的生产 ， 可以根据客户 的需求制造不 同长度的电缆 。 辐照交联 生产线设备投资大 ， 仅用于生产 中小 规格的薄绝缘 电缆 ， 不适合于中压交联 电缆的生产 。 三种交 联方 法 中， 硅烷 交联具 有明显 的优势 。 我国目前 D C P交联 主要用于 中高压交联 电缆 的生 产； 硅烷交联 主要 用于低 压交 联 电力电缆 的生 产。 在国外 ， 硅烷料已在 1 1 0 k V级 中低压电缆( 线 ) 上 广泛应用 ， 技术非常成熟 ， 特别是欧美 日等发达国家 已在 1 0 k V及 以上 中压 电缆 采用硅烷交联 ， 而且从 国外最新资料表 明， 随着挤 出工艺 、 挤 出模具的不断 改进 ， 以及较高等级硅烷交联电缆料的研制 ， 硅烷交 联 电缆的电压等级也在逐渐提 高， 可达到 3 5 k V。在 未来电力电缆的发展 中 ， 硅烷交联有望在 中高压交 联电缆中得到广泛 的应用。在欧洲 ， 硅烷 交联生 产线与 D C P交联 的 C C V悬链 式生产线 的比例约为 1 ： 1 0 ， 而我 国却远远 低于这个 水平 。D C P交 联最 大的缺点一是设备投资大， 二是工艺复杂 ， 不容易控 制 ； 而硅烷交 联却避免 了 D C P交 联的上述缺点 ， 从 经济性角度考虑应该加大硅烷 交联在中压交联电缆 维普资讯 2 0 0 6年第 6 期 No 6 2 0 o 6 电 线 电 缆 El e c t r i c W ir e Ca b h 2 0 0 6年 1 2月 De c 2 0 o6 的应用和发展。 2 中压 交联 电缆 不 同交联 方 法 的投 资费 用 的比较 2 1 设备投资费用比较 采用 D C P交联方式生产中压交联 电缆 采用 的 设备是悬链设 备 ， 一般 为进 口， 国产 的价格也 比较 高 。 由于设备 的控制 系统 比较复杂 ， 技术 含量 比较 高 ， 一旦损坏 ， 维修费用和备件费用较高。悬链设备 需要安装在一幢占地面积 9 6 0 l l 1 2 ， 1 5 m高 的三层楼 房里， 土建费用很高 ； 交联 采用氮气加热， 冷却采用 水冷， 需要安装氮气管道和冷却管道。采用硅烷交 联方式生产中压交联 电缆所用的设备是 q 1 2 0 ( 1 +2 ) 挤塑机 ， 采用国产挤塑机即可， 不用进口。由于采用 的是普通挤塑机 ， 一旦出现故障普通维修人员就能 维修， 而且整条生产线没有很复杂的控制系统 ， 因此 备件费用相对较低 ， 占地面积也小 ， 仅约为 9 0 ， 对 环境要求低 ， 安装在普通的厂房里即可， 冷却系统也 简单， 采用水槽 内循环水冷却 ， 但需要有专 门的蒸汽 管道系统和煮线池 ， 以实现交联过程 ， 如果采用免水 煮硅烷交联则可省略蒸汽管道系统和煮线池 。表 1 对三种交联方式下生产中压交联 电缆所用的设备投 资费用进行了比较。 表 1 三种交联方式投资费用的比较 I 单位： 万元) 费用 名称 温水交联 D C P交联 免水煮硅烷交联 设 备投资费 9 0 2 0 0 8 8 设 备安装费 5 2 5 4 基建投 资费 3 l 3 2 设备大修 费 5 l 2 4 总投资费 l 0 3 2 5 O 9 8 2 2生产效率比较 由于三种交联方式 的生产速度 和交联时间不 同， 因此生产的效率 存在很 大差异 ， 具体 比较 见表 2 。单从生产效率来看 ， 硅烷交联 电缆的生产速度要 远高于 D C P化学交联 电缆的生产速度 ， 但是硅烷交 联电缆的交联时问较长， 在交货期紧张的前提下 ， 其 优势不如化学交联。由于过氧化物交联 的 C C V悬 链式生产线较长， 生产过程不容易控制 ， 而且每次开 车必须要有很长 的引线将 电缆牵到机头 ， 因此造成 的废线较多。从 生产 效率的角度来看 ， 在合理调度 生产 ， 安排好交货期 的前提下， 采用硅烷交联方式生 产中压交联 电缆更经济 ， 特别是采用免水 煮硅烷交 联料更可以起到事半功倍的效果。 表 2 三种交联方式生产效率的 比较 项 目名称 温水交联 D C P交联 免水 煮硅烷交联 生产线速度 9 1 2 m mi n 4 5 m min 91 2 m min 电缆废 品率 较低 较高 ， 需要 2 0 0 m左右的引线 较低 适合于大长度或短段电缆 的生产 ， 可 适 合于大长度或 短段 电缆 的生产 可以根 据 生产适应性 仅适合 于大长度电缆的生产 以根据客户的需求灵活掌握 客户的需求灵活掌握 需 要放置 4 0 h完成交联 ， 若采用水煮方式 ， 可 交联时 间 需要煮线 3 5 h 完成交联 基本与生产线同速 大 大缩 短交联时间 2 3 一次开停车耗能的比较 无论采用何种交联方法， 设备的运转都需要 电 能， 设备 的辅助系统也需要消耗电能及水或气 ， 由于 设备特点不同， 生产工艺也不同。 因此消耗的能量有 很大的差别 ， 例如 ： C C V生产线需要消耗氮气对电缆 绝缘进行加热 ， 在冷却管道需要有软化水对 电缆绝 缘线芯进行冷却 ； 而硅烷温水交联 电缆先进行蒸汽 加热交联 。 然后进入冷却水槽 ， 采用循环水冷却； 而 免水煮硅烷交联 电缆是直接进入冷却水槽然后放置 于 自然环境中进行 自然交联 ， 所 以所需的能耗是不 同的。 表 3详细地列出了三种交联方式一次停车耗能 的比较 。其中， 将 消耗 的能量按当前市场价格进行 折算 ， 例如电价格 为0 4 6 元 k Wh ， 软化 水的价格 为 2 2 5 元 t ， 氮气价格为 6 0 0元 ， 那么这三种交联方 式的一次开停车的总费用可进行以下计算并作分析 和比较 。 D C P交联一次开停车费用为 ： 5 7 00 4 6+0 26 0 0+1 1 22 2 5=4 0 7 4元 温水交联一次开停车费用为： 7 0 0 4 6 +5 4 8 0 4 6=2 8 4元 免水煮硅烷交联一次开停车费用为 ： 7 00 4 6=3 2 2元 ( 下转第 4 1 页 l 维普资讯 2 0 0 6年第 6期 No 6 2 0 o6 电 线 电 缆 E l e c t r i e Wi r e C a b l e 2 0 0 6年 1 2 月 De c 2 0 o 6 的防火堵料， 其施工中应注意以下要点： 小于 2 4 0 m m ， 阻火墙要比电缆支架宽 1 0 0 m m以上， ( 1 )无机堵料。无机堵料 是一种速凝型防火堵 阻火墙两侧还要有不小于 1 0 0 0 m l l 的阻火段 ( 可用 料， 凝固后质地较硬 ， 可配合细沙作 为防火隔墙 ， 也 防火涂料 、 防火包等 ) ， 才能有效地防止 电缆火灾的 可单独使用 ， 可形成高强度的防火隔墙 ， 并兼有 防小 窜延。必须保证防火封堵有足够的机械强度 。电缆 动物的作用。施工时 ， 在沟道 中用砖间隔砌筑 三道 着火 ， 特别是发生电气短路会引起空气的迅猛膨胀 ， 墙( 形成两个填充仓 ) ， 电缆穿过部位的缝 隙应用砂 产生一定的冲击力 ， 冲坏机械强度低的防火封堵层 ， 浆填满 ， 养护完成后 ， 在两个仓中分别填充无机堵料 使防火封堵失去作用 。所 以防火封堵须有 足够的机 和细沙。 械强度。例如电气盘底 等大的电缆 空洞的封堵， 一 ( 2 )有机堵料。有机堵料是一种耐干型 防火封 般应有钢筋等材料作为骨架。 堵材料 ， 质地较软， 便于检修和电缆的更换 ， 为施工 5 结 束 语 提供了方便。施工时， 将有机堵料填充在电缆周围， 。 ” 厚度不小于孔洞厚度。 总之 ， 在进行 电缆设计选型时 ， 应根据计算的载 ( 3 )阻火封堵 、 防火墙 和阻火隔层所设计 的耐 流量 和经济可行 的原则 ， 尽量选择较大 的电缆截面 火极限应不少于 1 h ， 工程竣工后应及时组织有关单 积 ， 以防止因电缆过载而 发生火灾 。在进行 电缆接 位的工程技术人员进行验收 ， 对于验收中发现的问 头施工时 ， 施工单位应严把施工质量关 ， 确保接头安 题， 应令施工单位限期处理。处理完毕 ， 验收单位应 装质量 ， 杜绝因为接头过热引起的事故。严把设计 、 在验收单上签字 ， 作 为变电站 电缆防火工作分项工 施工 和电缆材料质量关 ， 要选择有相应资质 的设计 程的验收意见。 单位 、 施工单位进行 电缆设计和施工。另外 ， 应注意 4 3 必须保证防火材料封堵的厚度 选择经消防部门认可 的电缆及其防火材料 ， 防止不 封堵材料的厚度不够 ， 电缆着火后火会窜延烧 合格的产品进入电 网运行 。当然， 生产 现场还应有 穿封堵的材料 。通常封堵材料的厚度应和封堵面电 足够的消防设施 。只要 电缆防火的工作做好 了， 电 缆的根数成 比例 ， 电缆 的根 数愈多封堵 应该 愈 厚。 缆火灾就可 以避免 ， 即使发生电缆火灾 ， 也会使火灾 例如对于电缆隧道里电缆阻火墙 的厚度一 般不应 损失减少到最小。 ， ， ， l l l 1 - ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 1 2 m , ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，1 1 - ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ( 上接第 3 8页 ) 从一次开停 车费用计算结果及表 3可知 ， 免水 煮硅烷交联生产方式最经济 。 表 3 三种交联方 式一次开停车耗能的比较 项 目名称 温水交联 D C P交联 免水煮硅烷 交联 设备消耗电能 k Wh 7 0 5 7 0 7 0 蒸汽消耗电能 k Wh 5 4 8 无 无 氯气消耗 m 3 无 O 2 无 软化 水消耗 t 无 l 1 2 无 消耗总费用 元 2 8 4 4 0 7 4 3 2 2 2 4 原材料成本的 匕 较 不同交联 方法采用 的原材料配方不同 ， 造成 了 材料的价格差 别很大。由于除铜 、 铝 以外的绝缘材 料 ， 为组成电缆 的最 主要的原材料 ， 也是价格最贵的 原材料 ， 因此绝缘料的价格 ， 在一定程度上决定了电 缆的成本。经 市场调研 ， l O k v温水硅烷交联 料 的 价格为1 4 5 万元 t ； l O k V D C P交联料为1 5 万元 t ； l O k v免水煮硅 烷交联料国产料为 1 5 万元 t ， 进 口 料为1 8 万元 t ， 三 种绝缘 料 的价格差 别不 大， 不是 造成电缆成本差异的主要 因素。 3 结束语 从上述分析可以很明显的看 出， 硅烷交联特别 是免水煮硅烷交联是生产中压交联电缆投资最少的 交联方法。在 目前 市场竞争激烈的环境下 ， 温水交 联和免水煮硅烷交联是企业投资生产中交联电缆的 最佳选择 ， 电缆行业 应紧密结合 目前 国内外硅烷交 联的最新发展技术 ， 积极推进 中压硅烷 交联电缆 的 发展 ， 从而使企业降低生产成本 ， 在市场竞争中抢 占 优势。 参 考文献 ： 1 杨俊家， 刘焕新， 和进明 =步法硅烷交联电缆的投资价值分析 J 电线电缆， 2 0 0 3 ， ( 1 ) ： 2 3 2 5 2 蒋佩南 交联电缆跨世纪 的回顾与展望 N 电线电缆报 ， 2 0 0 1 4 2 O ( 3 ) 维普资讯