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高壓交聯(lián)電纜金屬套設(shè)備選型考慮因素及發(fā)展趨勢

         到底選用哪種高壓交聯(lián)電纜金屬套設(shè)備，當(dāng)事廠家可根據(jù)自身的人力、物力和財(cái)力做出決定，但是也不可忽視對電纜性能的影響以及高壓電纜技術(shù)發(fā)展的趨勢。

1. 金屬套設(shè)備的選擇

選擇什么樣的金屬套設(shè)備，應(yīng)從所要制造的金屬套的性能和經(jīng)濟(jì)性考慮，主要有以下六個(gè)方面：

1）擋潮性能：金屬套必須無破洞、砂眼、夾雜和裂縫等缺陷，確保具有良好的防水、擋潮、密封性能。

2）屏蔽性能：金屬套必須能夠滿足系統(tǒng)電氣性能要求，具有結(jié)構(gòu)上的電氣連續(xù)性，確保能夠傳導(dǎo)額定短路電流。

3）機(jī)械保護(hù)：金屬套必須堅(jiān)固、抗震，能抵抗內(nèi)部熱膨脹和外部機(jī)械應(yīng)力。

 4）長期穩(wěn)定性：金屬套必須具有長期運(yùn)行穩(wěn)定性，確保電纜正常使用壽命。

 5）經(jīng)濟(jì)性：除了以上電氣-機(jī)械性能以外，還應(yīng)考慮設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，選擇合理的性價(jià)比。目前，傳統(tǒng)連續(xù)立式壓鋁機(jī)、康仿連續(xù)擠鋁機(jī)和縱包焊接機(jī)這三種設(shè)備都在被使用。不論設(shè)備制造廠還是使用設(shè)備的電纜制造廠，對自己設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)各執(zhí)一詞。從經(jīng)濟(jì)上考慮時(shí)，則會(huì)發(fā)現(xiàn)不同設(shè)備的投資成本相差甚大。下表列出了幾種金屬套設(shè)備的大約價(jià)格及其比例。

 幾種金屬套設(shè)備的大約價(jià)格及其比例。

由此可見，選擇金屬套設(shè)備時(shí)，從經(jīng)濟(jì)的角度來看，應(yīng)選用性價(jià)比合理的BWE連續(xù)擠鋁機(jī)，或者尤尼威馬（Uniwema）縱包焊接機(jī)，或者國產(chǎn)的縱包焊接機(jī)。如第7節(jié)所述，在國內(nèi)已經(jīng)有BWE-SECRI和神馬科技都在制造康仿型連續(xù)擠鋁機(jī)，成都聯(lián)士和新泰合利都在制造縱包焊接機(jī)，并且都有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，應(yīng)該是首選的金屬套設(shè)備。

6）電纜用戶的意見：電纜用戶對金屬套的意見，往往是電纜廠選擇金屬套設(shè)備類型的重要因素。長期以來，電力部門總是認(rèn)為電纜金屬套"無縫總比有縫好"，抵制使用焊接型金屬套，曾一度使縱包焊接設(shè)備受到冷落。于是，有些電纜廠不惜重金進(jìn)口二手傳統(tǒng)連續(xù)壓鋁機(jī)。這些二手設(shè)備有的性能尚可，有的幾乎是一堆廢鐵。近幾年來，由于很多電纜廠在使用縱包焊接設(shè)備，并且制造的金屬套并沒有發(fā)生什么問題，電力部門的觀點(diǎn)也有所轉(zhuǎn)變。

2. 金屬套的發(fā)展趨勢

2.1 國外發(fā)展趨勢

國外從1797年開始用擠壓法制作電纜的鉛套。直到1900年以前，世界上幾乎所有的大型電纜廠都是用活塞式擠壓機(jī)制造鉛套電纜。但由于鉛套的機(jī)械強(qiáng)度小、重量大，后來又改用鉛合金�？墒牵�鉛和鉛合金套在電纜受振動(dòng)、反復(fù)彎曲和熱循環(huán)時(shí)會(huì)發(fā)生再結(jié)晶，進(jìn)而形成微細(xì)裂紋，降低了阻水性能。鋁套有擠壓型（包括壓鋁和擠鋁）、焊接型以及復(fù)合鋁帶型三種，其中陸用電纜以焊接波紋型應(yīng)用最多。由于鋁的耐腐蝕性很差，海底電纜已不推薦使用鋁套。復(fù)合鋁帶綜合護(hù)層由法國最先研制成功并使用。鋁帶的厚度為0.1-0.3mm，單面涂覆聚乙烯共聚物，縱包在電纜芯上并搭蓋粘結(jié)。

二十多年來，歐洲有不少傳統(tǒng)壓鉛、壓鋁機(jī)舊設(shè)備賣到中國，據(jù)說現(xiàn)在歐洲還剩下一臺(tái)舊設(shè)備等待出售。也就是說，歐洲除了還在一些400kV和500kV電纜上使用鉛套之外，已基本上拋棄了傳統(tǒng)的立式壓鋁機(jī)，而大量采用焊接設(shè)備。雖然歐美一些電纜公司例如美國南方電線公司(Southwire)、德國ABB、法國西萊克（Silec）和耐克森（Nexans）等的高壓交聯(lián)電纜，在采用各種形式的金屬護(hù)層：鋁帶+銅絲、鉛包、鉛包+銅絲、平滑焊接鋁套、波紋焊接鋁套，69kV和115kV級(jí)電纜也采用鋁帶粘結(jié)綜合護(hù)層，但是除了海底電纜采用鉛合金套之外，陸用電纜采用最多的是焊接型鋁套。

 2.2 國內(nèi)發(fā)展趨勢

我國高壓和超高壓交聯(lián)電纜制造業(yè)正在迅速發(fā)展。多年來，電力部門選擇金屬套的順序是擠壓鉛套-擠壓鋁套-焊接鋁套-鋁塑綜合套。在陸用電纜金屬套的選擇上，焊接鋁套曾受歧視，而擠壓鋁套受歡迎，迫使一些電纜制造廠不惜重金進(jìn)口二手壓鋁機(jī)。由于國內(nèi)鋁套焊接軋紋設(shè)備不斷改進(jìn)、檢測手段不斷完善以及輔助阻水材料不斷進(jìn)步，使焊接鋁套的質(zhì)量和電纜整體防水密封性大大提高，焊接鋁套電纜逐步被用戶接受，至今已成為高壓交聯(lián)電纜金屬套的主流。

3. 科學(xué)對待高壓交聯(lián)電纜金屬套

長期以來，電纜制造廠和電纜用戶對高壓交聯(lián)電纜金屬套的"有縫還是無？"一直爭論不休。由于市場競爭的需要，使用"無縫"金屬套設(shè)備的廠家攻擊使用"有縫"金屬套設(shè)備的廠家。電力部門出于防水密封性能的考慮，則堅(jiān)持"無縫總比有縫好"。這些觀點(diǎn)都不是科學(xué)發(fā)展的觀點(diǎn)。要堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，以歷史的、發(fā)展的、綜合的觀點(diǎn)科學(xué)地對待電纜金屬套。擠壓型金屬套固然有其優(yōu)良的密封性能，但并非完美無缺，焊接型金屬套并非一無是處。

上海電纜研究所曾經(jīng)進(jìn)行過焊接鋁套的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)焊縫的抗拉強(qiáng)度略大于焊縫周圍鋁的抗拉強(qiáng)度，還略大于鋁套本身的抗拉強(qiáng)度。上纜所還進(jìn)行過波紋焊接鋁套電纜的溫度分布試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在焊縫處溫度到達(dá)700℃時(shí)，用熱電偶分別測量鋁套內(nèi)阻水層上分別相隔90度的三點(diǎn)溫度為69、43、37℃，在阻水層下則分別為34、26、27℃，其原因是鋁套只有一條焊縫，溫度雖高但能量不大，并且鋁的散熱很快，所以電纜絕緣上的溫度很低。同時(shí)，西安交大絕緣研究室也進(jìn)行了電纜鋁護(hù)套焊接溫度場的數(shù)值計(jì)算，在絕緣層附近的溫度基本上是40℃左右。兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的壓鋁機(jī)由于價(jià)格昂貴，其發(fā)展已經(jīng)幾乎走到了盡頭，很難再有進(jìn)一步的發(fā)展或革新；而焊接型金屬套設(shè)備由于價(jià)格低、簡單實(shí)用而正在世界各地大量推廣應(yīng)用，并正在不斷地改進(jìn)完善，具有相當(dāng)光明的發(fā)展前景。另外，康仿型擠鋁機(jī)的價(jià)格介于傳統(tǒng)立式壓鋁機(jī)和焊接機(jī)之間，并且已經(jīng)克服了一系列的技術(shù)難題，也會(huì)有較好的市場前景。

4. 結(jié)語

1）從鉛套開始出現(xiàn)至今已有200多年的歷史，而在出現(xiàn)高壓和超高壓交聯(lián)電纜的40 多年來，金屬套的制造設(shè)備、工藝、檢測手段都有了長足的進(jìn)步，并且還在發(fā)展之中。

2）應(yīng)客觀地對待各種類型的金屬套設(shè)備，用科學(xué)發(fā)展的觀點(diǎn)進(jìn)行分析對比，從而發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，指導(dǎo)設(shè)備的選擇。

3）從設(shè)備的性價(jià)比、工藝復(fù)雜程度、材料性能及來源考慮，焊接型鋁套設(shè)備應(yīng)是高壓電纜制造廠首選的設(shè)備。

4）從電纜的性價(jià)比、采購成本和供貨能力考慮，各國電力部門正在開始接受焊接型鋁套電纜，未來焊接型鋁套將成為高壓和超高壓交聯(lián)電纜金屬套的主流。