电线电缆 毕业课程设计.docx
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电线电缆毕业课程设计
目录
摘要Ⅰ
绪论1
第1章YILW03—Z—127/220kv1×1000mm²电缆的拉线工艺3
1.1该电缆的生产工艺流程3
1.2拉线生产设备及特点3
1.3拉线生产工艺3
第2章YJLW03—Z—127/220KV1×1000mm2型号电缆的绞制工艺5
2.1单股分割导体的绞制设备的特点及操作规范5
2.2电缆单股分割导体的工艺要求6
2.3生产分割块时的质量控制7
2.4分割股块成缆8
第3章挤塑工艺10
3.1交联生产线的设备10
3.2YJLWO3—Z—127/220KV电缆三层共挤的工艺流程12
3.3立塔开车时必须注意的问题13
3.4绝缘线脱气14
第4章阻水带的绕包及铝护套的焊接16
4.1缓冲层、纵向阻水结构和径向阻不透水阻隔层16
4.2设备的名称、型号、用途及主要参数17
4.3皱纹铝护套的工艺要求18
4.4采用氩弧焊焊接而不采用挤包铝护套的原因18
第5章外护层20
5.1设备的名称、用途、型号、参数、组成及工艺要求20
5.2该电缆型号防腐层、外护层的生产21
结束语22
致谢23
参考文献24
绪论
总体来看，我国电线电缆行业具有数量多、规模小的特点。
虽然我国线缆行业经过二十多年，所取得了长足的发展，但依然没有走出大而不强的怪圈，和世界一流企业相比尚有很大的差距。
存在产业集中度较低，企业数量多且规模小、规模经济远远不够、自主创新能力不足和产品结构性矛盾突出等诸多问题。
虽然存在这些问题，但我国线缆行业正面临新的起飞机会，即在发展中快速提高自身核心竞争力的机会。
根据截止到2005年11月底的统计，我国电线电缆行业中规模以上企业共有2770家，更小规模的企业更是数不胜数。
电线电缆行业生产集中度低，最大的企业所占的市场分额也不过在1%～2%。
前十名线缆制造商最多仅能占领13%市场份额，如果提高到50%的市场集中度，骂么将会有一批年销售额达到百亿元的线缆制造商，由此判定中国电缆企业仍然需要经过一个长期的全球化、市场化的洗礼，才能出现一批具有规模的、市场竞争力的百亿企业。
根据国际上发展经验的状况，我国线缆企业必须作强，以作强为基础，不断在市场处于低潮期、展开资本运作，做大企业，否则未来命运很难衡量。
同时，中国经济全球化和线缆产业走向成熟相伴而行，那么必须将线缆产业企业放入全球化的背景中思考，要采取“以狼为师”策略学习它，采取“以狼为友策略”与其合作，采取“以狼为敌策略”，自加压力，加速奔跑，强身壮体成为市场领导者。
欧美日等发达国家由于工业化发展程度已经很高，基础设施非常完善，城市化程度很高，经济增长速度较缓，而且线缆行业经过了上百年的发展历史，随着经济一体化的发展，市场竞争非常激烈，在行业中两极分化明显，市场集中度比较高。
其中美国前十名占有市场份额为67%的市场，日本前六名占有市场份额65%，法国前五名占有市场份额90%。
现在电线电缆的高端市场都被国外企业把持着，这是中国企业的一种悲哀。
国内的许多电缆企业都在拼市场价格，没有积累。
虽然销售额比较高，但利润却微薄得厉害。
靠这种利润积累是没有资金去投入研发高端产品的。
加速企业的积累，在资金上面做准备，在研发上面投入相应的人力、物力，是企业发展高端产品的必要条件。
中国电线电缆企业争取高端市场的路还要走一段时间，不过必须要加速，否则， “主角”还会是别人。
随着外资陆续进入中国线缆行业，无疑加剧了行业竞争，国外同行以较快的速度将资本和技术、管理等各种生产要素与国内线缆企业合作，中国的线缆行业已由单一的经济转向了多元化所有制的体制，民营企业已成为线缆行业最主要的经济力量。
而三资企业已占据我国线缆企业的1/3，并且这一份额有扩大的趋势，有
意在高压电力电缆及光缆方面占有更大份额。
国内几千家本土线缆企业主要围绕利润不足20%的中低端市场，竞争异常激烈，而30家左右的全球厂商分割利润高达80%的高端市场。
即使在低端市场，本土品牌也活得并不舒服，，一些企业为抢占市场份额，竞相降低生产成本，导致产品存在巨大安全隐患，进而影响整个行业的形象与发展。
电力行业长期以来作为我国的支柱产业，在国民经济中占据着重要的地位。
随着上世纪90年代以来我国经济的快速发展，电线电缆制造行业作为电力行业产业链中的重要一环也随之蓬勃发展，尤其最近几年我国经济发展中面临能源、电力紧张的瓶颈性问题，国家不断加大对电力方面的投资，使得该行业步入了飞跃发展期。
2005年上半年特高压电网西电东输项目开始启动，2005年9月国家电网公司发行40亿元企业债卷，其中只要用于国家电网改造项目，我们从一系列新增、扩容项目上感受到了行业的发展步伐。
同时我国电力行业长期以来存在“重电源、轻电网”的现象，电源和电网的比例为7：
3，而发达国家的比例基本上为5：
5，随之而来的是输变电瓶颈对电力供给的制约问题，这必然给电网建设方面带来良好的发展机遇。
电力电缆制造行业所属的输变电一次设备行业，其技术含量相对较低，进入门槛低，用户主要是国家电网公司，这种市场格局导致众多设备供应商的定价能力部分丧失，整个行业经过快速扩展后又面临原材料价格高涨的问题，业内竞争日渐激烈，利润呈现下滑趋势；二次输变电设备行业是一个周期性波动相对较小的行业，其涉及高科技领域，技术壁垒高，由几家大公司垄断。
鉴于我国电力行业的发展前景，电线电缆制造行业作为其子行业在大环境的推动下仍具有较好的拓展空间。
第1章YILW03—Z—127/220kv1×1000mm²电缆的拉线工艺
1.1该电缆的生产工艺流程
该电缆在电缆公司的工艺流程为：
拉丝→绞线→半导电带绕包工序→三层共挤工序→脱气、静置→绕包阻水带→纵包铝护套→外护套挤制→成品检验→刷字、包装
1.2拉线生产设备及特点
拉线设备：
铜大拉机
其主要特点为
拉丝范围光，能够连续拉制1.1mm—4.5mm的铜单线；
生产效率高，最高车速可达30m/min，可实现不停车连续换盘收线；
退火效率高，退火均匀，最大退火电流可达6000A，可保证高速生产时的产品质量；
控制系统先进，采用西门子PLC和SAMP公司专为铜拉丝机设计的操作面板控制；
采用全浸没式主机，模具浸没在拉丝乳液中，延长模具寿命，保证了拉制的铜单线的外经与工艺设定值一直。
1.3拉线生产工艺
对金属铜杆施加压力，使之通过膜孔，以获得与膜孔尺寸形状相同的制品的塑性加工方法称为拉线。
质量控制：
热处理：
铜线在拉制过程中不断变脆，即抗拉强度增大，塑性降低，当拉制的总延伸系数很大时继续拉制就容易断线，消耗的功率就大起来，为了顺利地继续拉线需要恢复横化前线材的塑性和强度，同样的使用于柔软场合的成品线也需要恢复横化前的塑性和强度，其办法就是再结晶退火，也就是把经过一定延伸系数拉制的线加热到再结晶温度以上并保证一定时间，然后使之冷却下来，经过再结晶退火的线叫软线。
横化后的线退火变软的原因是加热到再结晶温度后，原来
排列极不规则的原子恢复了原来的规则性，其所以叫再结晶退火是因为金属原子
进行了再次排列，虽然在固体下进行，但是正象有液态变态时结晶过程那样。
滑剂：
润滑作用，在变形金属和模孔间，保持一层润滑膜，降低摩擦系数，减少摩擦，使金属沿受力方向均匀变形，并增加金属的变形程度，减少能量的消耗和加工道数，延长模具使用寿命；冷却作用，可以使金属变形产生的热量迅速传导出去，降低金属线材与模空的温度，防止线材氧化；清洗作用，金属在拉伸过程中，不断产生细微的金属粉尘，润滑液又不断冲洗模空，清除金属粉尘作用。
退火：
形式是三角退火装置，即一段预热，一段退火，一段再热，其中预热段使线加热到不致氧化的最高温度（铜线大约为250摄氏度）在退火段把线加热到退火温度，使之再结晶，同时要用低压蒸汽保护线表面，退火后线进入加有好量拉线用乳浊液的冷却水中加以冷却，线离开水时用压缩空气吹干或用毛毯擦干，有再热段的退火装置中再热段是为了加速线表面水的蒸发，以取得表面光滑的铜线；运用单线通过式连续退火设备的优点有：
剩去了单度成圈或成盘线退火这一工序，在拉线的同时完成了退火，因而提高了生产率；加热均匀；改善了劳动条件；节约成盘成圈线退火时，炉体，铁罐，托架，线盘等带走的热量，节约了燃料或电能，目前这种退火方式已用于各大中小铜拉线机上。
第2章YJLW03—Z—127/220KV1×1000mm2型号电缆的绞制工艺
2.1单股分割导体的绞制设备的特点及操作规范
2.1.1单股分割导体的绞制设备：
61盘框式绞线机，制造商：
加拿大CEECO公司。
1998年投入使用。
主要特点：
全封闭式；
全自动化，有PLC及触摸屏控制；
突然停电不拧线；
成产导体外径大，可达60mm；
适用于绞制扇形分割导体，最大可生产截面为2500mm²的分割导体；
产品质量控制可靠。
2.1.2进口框绞机的工作流程及工作内容
进口框绞机的工作流程及工作内容如表2—1：
表2—1进口绞线机的工作流程
工作流程
工作内容
接班
1.了解上班设备运行情况，生产情况，现场卫生，机台现有材料等
2.检查上班产品质量；
3.填写交接班记录；
准备
工作
1.备齐工具，量具并检查量具准确性；
2.核对本班工作生产计划；
3.据成产计划核对工艺，准备压模，压轮及所需要的收线盘，检查压
模压轮及收线盘的质量。
4.领料时和材料工开具领料单并做好领料台账；
5.转运单线并检查单线质量，线表面不得有擦伤，短线，铜线氧化，毛刺，油污，利条，超差等现象；
6.检查设备，牵引大齿轮，注意观察是否缺油，用二硫化钼钙基脂补足，严格按润滑图给各润滑点加油；
设备
操作；
1.合格的单线用装载器吊装到摇篮上，上棒时检查摇篮螺丝及其两端及锁紧位置；
2.穿线时通过穿线孔或分线盘时必须分布均匀；
3.绞线机调整完后，对线心结构、绞向、节距、根数等是否完好符合工艺要求；
4.开车前，操作人员各就各位，检查设备的润滑，故障物等，关闭防护罩；
5.启动设备，先启动收线，后启动主机，速度有慢到快，运转过程中要认真观察收排线，单线及放线装置是否正常运行；
6.开车过程中，应注意检查单线是否拉细，不得超出公差范围，超出范围时应检查张力是否过紧或单线跳出导论外；
7.开车时操作人员不得擅自离开工作岗位，发现设备不正常和产品质量有问题要及时停车检查；
8.设备运转过程中检查收线导轨，放线丝杠，托瓦每班用机械油46#1——2次，每段旋转密封前气、水分离器及时观察补足，收线两条跑道加黄油；
产品质量控制
1.开车时断线要查明原因，按工艺要求处理及时报质管员；
2.绞线接头时应焊接牢固，圆滑。
两接头间不得少于15米，并做好接头记录；
3.紧压线心截面，外径必须控制在工艺规定范围内；
4在排线时要求排线应紧密，平整，不得压线，不得排的过满，并随时注意导线表面质量；
5.下辊子时，下线长度应符合工艺卡的要求；
6.填写流转卡，并挂在线盘筒体内侧拉筋上，以避免标签丢失；
7.下滚后，检查辊子表面质量，要求排线整齐，不允许有压线、竹节、利条、紊乱、擦伤、油污等现象；
交班
1.切断电源开关、
2.将设备擦拭干净，清理工作场地，关闭水、电、气源；
3.处理废料手续，计算当班产量，把当班材料使用情况交换清楚；
4.做好工艺记录和设备日常检查记录，与接班人员当面交接，否则发生设备、产品等出现问题一律有交班人员负责；
5.整理生产工具、量具，做好生产原始记录，设备交下班使用，接班人员在记录上签字；
6.当班时剥离的金属与废钢丝，非金属必须当班剥离，不能剥离的交车间集中处理；
2.2电缆单股分割导体的工艺要求
圆铜单线采用符合GB3953—83标准中TR型号的规定，表面要光滑、无毛刺、不得有氧化现象；
股线绞合要均匀紧密，不得有松股、缺股、背股、断股的现象，最外层不允许接头，预扭前对称度小于0.5mm..
调整好的股块前段要取5段进行人工成缆，检验成缆外径及截面，合格后方可开车，成缆表面要光滑圆整，平均外径要控制在38.9～39.2mm，截面要控制在200±3mm²;
预扭节距要均匀、稳定，成产速度要稳定，速度控制在10——15m／min,每茬棒上车时检查并线模是否需要更换；
收线采用4000盘绞专用工装，收线时层间股线间用白布间隔，垫层必须干净，不允许股线着地，防止碰划伤股线，不允许用胶带、粘接带等固定垫层，排线均匀，防止压线，白布的消耗为70m／km（宽2m）。
要求回收利用。
所有收线盘用布包好再固线。
2.3生产分割块时的质量控制
出现花边、锐边时观察是否模具坏、张力松紧并及时的校正；
开车前检查模具是否存在问题，同时把内层线调整至水平位置，不能出现翻线在进行开车；
要经常查看12盘、18盘的角度，如与24盘模子角度不符应立即停车调整；
上棒前仔细挑棒内层棒决不能上在外侧；
开车过程中出现单线氧化要立即停车换棒接头处理并及时准确反馈，并用砂纸把已经生产吃的导体氧化部位进行打磨干净；
排线时专人排线，并用PE膜隔离，铺PE膜时要均匀，保证线与线的距离，不能出现压线或线与线挫伤的情况；
再引线时，使用快停及慢停按钮，因为每种停车的方式都不一样，观察哪个会有停车、拉直现象，这样就可以判断使用哪个按钮不会出现拧线拉直了。
2.4分割股块成缆
2.4.14000盘绞线机的设备特点
设备从德国SKET公司引进，具有世界先进水平，多功能性的设备，可以进行分割导体扇形块的绞制，可以进行铠装、屏蔽，收线盘线径可打4000mm，最大承载重达20吨。
其特点如下：
采用微机控制，驱动采用变频矢量驱动，技术先进，自动化程度高，工艺参数控制完全有触摸屏设置；
全旋转式，有预扭装置，可生产五分割或七分割导体六芯成缆，最大生产截面2500mm²,
保证了成缆结构的紧凑性和圆整度，大截面电缆钢丝铠装，铠装金属丝最大120根；
单独电机驱动，节距无级调节，每个绞线架设有一个半径传感，保证张力恒定；
停车系统更加合理，三级停车系统；
整条生产线的各个部分都有单独的交流电机驱动，他们都通过西门子的高精度同步控制系统控制，在突发断电的情况下，设备会慢慢停车，保证了产品质量。
2.4.2YJLW03—Z—127/220KV1×1000mm2型号电缆分割股块成缆的工艺要求
放线盘张力均匀，调整分割块位置，使分割块顶角在成缆过程中始终对准电缆的几何中心，并防止分割块导体成缆圆整；
将绝缘皱纹纸带连续导入分割块内侧，每隔一个分割块续一层皱纹纸带，严禁出现断带漏包及皱纹纸错位包偏现象，生产中车速要稳定，控制在2—4m/min;
半导电尼龙纸带重叠率45%，最小30%，外层半导电尼龙带重叠部分与内层半导电尼龙带重叠部分要间隔开。
半导电尼龙带不得有起皱、翻边、外径不均匀现象，半导电带接头牢固，外径增加尽可能小
最外层绕包无纺布带，重叠率20~30%，做好防尘保护，在立塔生产时人员剥除
生产过程中严禁触摸导体
成缆导体首段取样检测，20摄氏度直流电阻不大于0.0176欧姆每千米。
2.4.3YILW03—Z—127/220kv1×1000mm²型号电缆的工艺流程卡
该电缆的工艺流程卡如表2—4—1
表2—4—1电缆的工艺流程卡
标称截面（mm²）
绝缘皱纹纸带
宽×厚（mm）
分割股块成缆
绕包半导电尼龙带
1000
37×0.13
截面
绞向
外径（mm）
节距（mm）
绕包方式
层数
绞向
规格
宽×厚（mm）
标称外径（mm）
200mm²
左
39.0±0.5
1200±20
重叠
2
右
40×0.14
39.8
2.4.4半导电带绕包过程中的质量控制
半导电带重叠率；
半导电带是否有起皱、翻边、闪缝；
半导电带接带处理是否超外径；
无纺布是否闪缝。
2.4.5理论消耗定额见下表2—3—2：
表2—3—2
型号（mm²）
结构
根数/单线直径
材料理论消耗重量（kg/km）
半导电尼龙带（kg/km）
无纺布（kg/km）
1000
5×61/2.12
铜（不含填充）9.25
皱纹纸18
51.6
16.8
第3章挤塑工艺
3.1交联生产线的设备
3.1.1设备名称及用途
CCV500KV交联生产线，本设备主要用于生产500kv及以下高压交联电缆绝缘线芯。
3.1.2设备主要参数如表3—1—1
设备主要参数表3—1—1
序号
名称
单位
数据
1
电压范围
Kv
10—500
2
导电线芯表面
mm²
铜芯：
120～2500
铝芯：
120～3000
3
电缆最大重量
Kg/m
35
4
出线速度
M/min
0～25
5
电缆最大直径
Mm
130
6
收、放线架适用工装
Mm
1600～4000
7
氮气压力
Mpa
0.8～1.6
8
氮气耗量
M/h³
8～12
9
压缩空气压力线架、测偏移、测径仪、氮冷却系统、水冷系统、电气控制系统、电视监视系统组
Mpa
0.6～0.8
3.1.3设备主要组成部分
本设备主要由放线架、储线器、上牵引、三台主机、伸缩套管、硫化管道、末端密封、压力转向轮、下牵引、收成。
3.1.4设备特点
500kv立塔交联生产线全长203米，U型工艺流程，布置在高96米全封闭的厂房内，先进的布局方式适用于大截面厚绝缘层的超高压交联电缆的制造，产品绝缘厚度均匀，立塔过程在充满氮气的高温高压生产环境下进行。
冷却在高压氮气环境下进行，避免气隙的产生，产品质量得到保证。
挤出系统采用公司最新专利技术，十字机头中料流压力稳定，温度分布均匀，导体预热器与三层共挤十字机头一起使用，导体温度接近挤出温度，十字机头中的材料流动更好，交联更均匀一致，三层共挤使各层截面接触良好，内屏蔽表面不会被氧化，污染，表面光滑，无突起，提高了电缆的耐冲击能力；
X射线8000测厚装置再线检测电缆几何尺寸，使挤出后电缆的几何尺寸及时得到检查和控制，X射线装置放在十字机头下方伸缩管内，可以迅速反馈测量情况，该装置的应用进一步保证了大截面高电压等级电缆的圆整度和偏心度，偏心和椭圆造成的电场畸变得到改善，满足了高压电缆结构尺寸的严格要求；
绝缘料采用全封闭非金属管路自重力落料系统避免了料粒与金属管道摩擦带进金属成分的可能，采用德国先进干燥器去除导体屏蔽，绝缘料屏蔽残留的潮气，保证了高压电缆在高洁净度条件下生产，有利于电缆电性能的提高；
在线应力消除系统，安装在生产线系统中部，电缆经过这一装置，可有效松弛外冷内热形成的轴向，径向和切向的机械应力，使用该装置消除应力能进一步改进电缆的性能，如抗拉张度，断裂伸长，热延伸等，在线应力松弛工艺，减少了绝缘收缩现象，应此在电缆安装时制造连接盒和终端头就更简单更快速，并降低了劳动强度；
生产控制计算机化，管道加热，螺杆转速，数据设定及显示等，生产主功能实现了PLC控制，PID调节，PSU程序支援系统，由NCC硫化计算模拟硫化过程，生产工艺参数得到最佳优化配置；
生产线采用了后置预热装置，可极大提高生产线速度，；
CSS2型在线杂质检测系统通过对绝缘材料纯净度的扫描检测，对电缆生产实现了全过程检测控制，有效地保证了成品的电缆的质量。
3.2YJLWO3—Z—127/220KV电缆三层共挤的工艺流程
3.2.1该型号电缆的工艺流程
该型号电缆的工艺流程如表3—3—1
工艺流程表3—3—1
型号
电压等级（kv）
截面（mm²）
线芯外经及公差（mm）
导体屏蔽厚度及公差（mm）
绝缘（mm）
偏心度
绝缘屏蔽厚度及公差（mm）
标称外径（mm）
YJLW03
127/220
1000
39.0±0.5
2.5±0.5
最薄点
平均厚度
最厚点
小于5％
1.0±0.2
94.0±1.5
不小于23.5
不小于24.0
不大于25.0
3.2.2该型号电缆开车时重要的参数
该型号电缆开车时重要的参数如表3—3—2
电缆开车时重要参数表3—3—2
导体初始温度
冷却方式
生产线速度（m/s）
应力消除温度
硫化管温度
模芯Ⅰ
模芯Ⅱ
中模模套
末端密封
内屏蔽料
绝缘料
外屏蔽料
70
氮气
0.6
32
300
41.0
45.1
100.0
102.0—103.0
HFDB—0801
HFDJ—4201S
LED500
3.2.3该型号电缆的工艺要求
生产中对每盘电缆都应检查其质量情况，电缆的圆整度、偏心度、表面质量等，如需采取措施应立即采取措施。
应使用厚度及偏心在线检测系统；
绝缘与内外屏蔽采用三层共挤完成，产品偏心度得到有效控制，偏心度可控制在8％以内，严于IEC840标准要求偏心度不大于15％。
三层共挤使各挤出层界面接触良好，内屏蔽表面不会被氧化，无凸起，表面光滑，提高了电缆的耐冲击水平。
应使用杂质在线检测系统；
决定电缆交联度时应及时进行热延伸试验。
质量要求
原材料：
原材料应符合工艺指导书的要求和规定。
绝缘料为进口的超净交联料，内外屏蔽为进口的超净、超光滑半导电交联聚乙烯屏蔽料。
结构尺寸：
内屏蔽、绝缘、外屏蔽层的厚度应严格按工艺指导书的要求检查。
电缆外观及性能要求
导体屏蔽应均匀的包覆再导体或半导电带上，表面应光滑无绞线凸纹、尖角、颗粒或擦伤的痕迹。
绝缘层应圆整、密实、不允许由杂质、气孔。
绝缘偏心度应符合工艺卡。
绝缘屏蔽层应均匀地包覆再绝缘表面，表面应光滑、圆整，不应有尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。
缘线芯首件应进行热延伸试验，负载下伸长率不大于175％，冷却后永久伸长率不大15％于。
3.3立塔开车时必须注意的问题
开车“八必须”
开车前螺杆、螺筒、机头、模具必须清理彻底；
模具及密封必须精确选配，收缩系数为1.06，必须没有损伤；加温时，500KV机头温度必须高于正常开车温度20C；
内屏蔽必须先于绝缘挤出；绝缘挤出后，必须观察料流情况，绝缘外表面必须光滑，绝缘内部清洁，必须没有任何污物；绝缘挤出后不起车，先排10米料
（内屏蔽+绝缘），起车后绝缘必须挤出10米后，方可挤出外屏蔽。
开车调试完毕，硫化管关闭后必须将机头加温温度恢复正常；
绝缘线芯表面必须没有任何划伤和划伤；
另：
停车清理机头时，清洗料用量为35kg，绝缘料必须排够25kg。
3.4绝缘线脱气
3.4.1设备名称规格型号
名称：
脱气室规格：
5m×6m
3.4.2设备用途
该设备主要用于高压交联电缆内部气体的加温除气。
3.4.3设备的主要参数
设备的主要参数如表3—4—3
设备主要参数表3—4—3
序号
主要参数
规格范围
1
烘房内部尺寸
5m×6m
2
额定加热温度
70
3.4.4设备主要组成部分
该设备主要有保温加热室，工装小车，加热元件，热风循环装置，电气控制
装置组成。
3.4.5工艺要求
脱气室温度控制在65～75摄氏度之间；
脱气室空气更换频率至少
升级会员 